邬晓光1 邓志海1 汪俊光1 侯学军1,2 李红2
1.长安大学 公路学院,陕西 西安710064;
2.中交路桥建设海外分公司,北京 100010
WU Xiaoguang1 DENG Zhihai1 WANG Junguang1 HOU Xuejun1,2 LI Hong2
1. School of Highways, Chang 'an University, Xi 'an 710064, Shaanxi, China;
2. Crossroads Bridge Construction Overseas Branch, Beijing 100010, China
摘要:
在进行大跨度连续刚构桥悬臂施工线形控制时,发现现有预测方法在模型构建与学习机制两方面存在系统性缺陷:传统方法非线性拟合能力弱,机器学习模型易陷入局部最优或泛化性能不足,且普遍采用“离线训练、固定参数”的静态建模范式,难以动态适应施工过程中结构响应的时变特性与误差累积规律。为克服上述问题,本文提出一种融合小龙虾优化算法(COA)与BP神经网络的COA-BP模型,并创新性引入增量学习机制。首先,基于FEA NX建立精细化实体有限元模型,结合混凝土容重、弹性模量、预应力张拉控制应力等关键参数的变异性,采用拉丁超立方群抽样生成输入参数组合,反算各梁段理论立模标高;实测标高由现场施工完成后获取,二者差值作为模型输出目标。通过COA算法优化BP网络的初始权值与阈值,有效提升模型收敛速度与全局搜索能力。在此基础上,设计分阶段学习策略:3~5号块为静态学习阶段,利用实测与理论标高差值完成模型初始化;6号块起进入增量学习阶段,模型基于预测结果指导立模标高调整,并在每节段施工完成后将新实测数据对应的标高差值纳入训练集,实现“边施工、边学习、边优化”的动态闭环。依托实际连续刚构桥工程进行验证,结果表明:6号块纠偏后最大误差为-1.8 mm,后续梁段预测误差持续收敛,预测曲线平滑下降,显著优于传统方法的预测效果,验证了所提出COA-BP模型在提升线形预测精度与适应性方面的有效性。