基于DTW消除时滞效应的桥梁支座服役性能分析
曹阳梅1，2，殷鹏程1，2，梁金宝1，2，瞿国钊1，2，李思琪1，2
（1. 中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063；2. 中国铁建股份有限公司桥梁工程实验室，武汉 430063）
摘要：针对桥梁支座温致位移分析中传统时滞处理方法难以应对非线性变化的瓶颈，本文提出一种基于动态时间规整（DTW）的方法，旨在实现时滞效应精准消除并服务于支座服役性能评估。该方法以桥梁温度与支座位移的监测数据为基础，首先构建标准化时序序列，继而基于动态规划思想构建累积距离矩阵，通过搜寻最优规整路径，实现温度与位移序列间的非线性精准匹配，并引入滑动窗口互相关算法进行对比。通过分布散点图聚集度、线性拟合情况及相关系数等指标对比，结果表明：经DTW对齐后，数据散点紧密围绕拟合直线分布，离散程度显著降低，相关系数高达0.98，验证了本方法在时滞消除，尤其是在处理非线性变化方面的有效性；进一步基于消滞后数据开展支座服役性能分析，通过追踪温度-位移相关系数的演变趋势，评估支座性能变化：正常运营阶段相关系数稳定在0.8~1.0区间，支座位移卡顿异常时系数从0.95降至0.4，异常恢复后又回升至0.9左右，清晰揭示了支座“正常-故障-恢复”的周期性变化。本研究证实，所提方法有效改善了传统方法在非线性时滞处理上的不足，可实现高达0.98的相关性匹配，为桥梁支座故障预警与运维决策提供了可量化依据。
关键词：铁路桥梁；支座；支座温致位移；时滞效应消除；动态时间规整；故障预警
中图分类号: U24;U447 文献标识码: A DOI: 10.13238/j.issn.1004-2954.202510270003