(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210823819.2 (22)申请日 2022.07.14 (71)申请人 中交四航工程研究院有限公司 地址 510230 广东省广州市前进路157号 申请人 中交第四航 务工程局有限公司 　 广州港湾工程质量检测有限公司 　 南方海洋科学与工程广东省实验室 （珠海） (72)发明人 刘剑峰　武坤鹏　周红星　罗俊兴　 (74)专利代理 机构 广州新诺专利商标事务所有 限公司 4 4100 专利代理师 刘菁菁 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/13(2020.01)G06F 17/15(2006.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种围护结构弯矩估算方法、 系统、 电子设 备及存储介质 (57)摘要 一种围护结构弯矩估算方法、 系统、 电子设 备及存储介质， 其中方法包括： 建立坐标系YOZ； 在围护结构上确定多个测点， 并获取各测点处的 变形测值； 假设围护结构的水平 位移沿深度变化 的拟合函数为 根据拟合函数计 算各测点处的水平位移值； 基于各测点处的变形 测值和水平位移值， 得到累计残差函数 根据约束规则， 获取预设数 量个约束函数； 基于累计残差函数和预设数量个 约束函数， 根据拉格朗日乘法， 构建拉格朗日优 化函数 对F求ai和λk的偏导， 并令偏导为零， 计算得到u (z)的每个系数的值； 基于u(z)的每个系数的值， 根据围护结构位移与弯矩的关系得到围护结构 的弯矩沿深度变化的函数 本发明克服现有围护结构弯矩估算方法的缺陷且合理准确。 权利要求书2页 说明书13页 附图4页 CN 115374600 A 2022.11.22 CN 115374600 A 1.一种围护结构弯 矩估算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 以围护结构顶部截面形心为 坐标原点O， 建立 坐标系YOZ； 在所述围护结构上确定多个不同深度的测点， 并获取所述围护结构在各测点处 的变形 测值； 在坐标系YOZ中假设所述围护结构的水平位移沿深度变化的拟合函数为 根据所述拟合函 数计算得到各测点处的水平位移值， 其中， z为 所述测点与围护结 构顶部截面之间距离， u(z)为在深度 z处所述围护结构的水平位移值， ai为所述拟合函数的 系数， i＝0、 1、……、 m； 基 于 各 所 述 测 点 处 的 变 形 测 值 和 水 平 位 移 值 ，得 到 累 计 残 差 函 数 其中， n为所述测点的数量， u(zi)为第i个所述测点处的水平位移值， yi为第i个所述测点处的变形测值； 根据约束规则， 构建预设数量个约束函数； 基于所述累计残差函数和预设数量个约束函数， 根据拉格朗日乘法， 引入所述预设数 量个拉格朗日因子， 构建拉格朗日优化函数 其中， l为所述预设数量， λk为第k个拉格朗日乘数因子， 为第k个所述约束函数， 其 中 k＝1、……、 l； 对F求ai和 λk的偏导， 并令偏导 为零， 计算得到u(z)的每 个系数的值； 基于计算得到的u(z)的每个系数的值， 根据围护结构位移与弯矩的关系得到所述围护 结构的弯矩沿深度变化的函数 其中， E为围护结构的弹性模量， I为围 护结构的截面惯性矩， 为u(z)中系数ai的值。 2.根据权利要求1所述的围护结构弯矩估算方法， 其特征在于， 所述根据约束规则， 获 取预设数量个约束函数的步骤 包括： 判断所述围护结构顶部是否有支撑结构； 若所述围护结构顶部没有支撑结构， 则得到所述约束函数 和 若所述围护结构顶部有支撑结构， 确认所述支撑结构为铰接支撑还是固结支撑； 若所述支撑结构为铰接支撑， 则得到所述约束函数 基于各所述测点处的变形测值， 判断所述围护结构底端是否发生变形； 若所述围护结构底端未发生变形， 则得到所述约束函数 其中， h为围 护结构的高度； 若所述围护结构底端发生变形， 则得到所述约束函数 3.根据权利要求1所述的围护结构弯矩估算方法， 其特征在于， 所述根据约束规则， 获 取预设数量个约束函数的步骤 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115374600 A 2在多个所述测点中选取 预设数量个目标测点， 在各 所述目标测点上埋设弯 矩监测器； 基于所述弯矩监测器测得的弯矩监测值， 得到所述预设数量个约束函数 其中， zk为第i个所述目标测点与维护结构顶端之间的距离， bk为第i个所述 目标测点上的弯 矩监测器测得的弯 矩监测值。 4.根据权利要求1所述的围护结构弯矩估算方法， 其特征在于， 所述预设数量大于等于 2。 5.一种围护结构弯 矩估算系统， 其特 征在于， 包括： 建立模块， 用于以围护结构顶部截面形心为 坐标原点O， 建立 坐标系YOZ； 确定模块， 用于在所述围护结构上确定多个不同深度的测点， 并获取所述围护结构在 各测点处的变形测值； 假设模块， 用于假设所述围护结构的水平位移沿深度变化在坐标系YOZ下的拟合函数 为 根据所述拟合 函数计算得到各测点处的水平位移值， 其中， z为所述测点 与围护结构顶部截面之间距离， u(z)为在深度 z处所述围护结构的水平位移值， ai为所述拟 合函数的系数， i ＝0、 1、……、 m； 第一得到模块， 用于基于各所述测点处的变形测值和水平位移值， 得到累计残差函数 其中， n为所述测点的数量， u(zi)为第i个所述测点处的水平位移值， yi为第i个所述测点处的变形测值； 获取模块， 用于根据约束规则， 获取 预设数量个约束函数； 第二得到模块， 用于基于所述累计残差函数和预设数量个约束函数， 根据拉格朗日乘 法， 引入所述预设数量个拉格朗日因子， 构建拉格朗日优化 函数 其中， l为所述预设数量， λk为第k个拉格朗 日乘数因子， 为第k个所述约束函数， 其中k ＝1、 2、……、 l； 计算模块， 用于对F求ai和 λk的偏导， 并令偏导 为零， 计算得到u(z)的每 个系数的值； 第三得到模块， 用于基于计算得到的u(z)的每个系数的值， 得到所述围护结构的弯矩 沿深度变化的函数 其中， E为围护结构的弹性模量， I为围护结构的截 面惯性矩， 为u(z)中系数ai的值。 6.一种电子设备， 包括储存器和 处理器， 所述储存器储存有计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1 ‑4任一项所述方法的步骤。 7.一种计算机可读储存介质， 其上储存有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被 处理器执行时实现权利要求1 ‑4任一项所述的方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115374600 A 3