与一般公铁桥梁不同，磁悬浮轨道梁的温度场会受到周围磁场与功能件升温的影响。由于我国规范暂未对磁浮轨道梁均匀温度和温差分量的极值作出明确规定，研究具有概率保证的温度分量代表值具有重要意义。根据长沙磁浮运营线某混凝土箱梁1年多的现场温度监测数据，分析梁体均匀温度与竖向等效线性温差的时变特征。研究分别采用单变量线性回归法(ULR法)和梯度提升回归树法(GBRT法)建立基于气象因素的结构温度分量预测模型，对比发现GBRT法不仅能提高均匀温度的预测精度，还能克服ULR法无法预测竖向等效线性温差的局限性。而后将1960—2019年的长期气象数据输入到建立好的GBRT预测模型中，得到磁浮箱梁各温度分量60年的长期预测值，经整理后得到均匀温度和竖向等效线性温差的日极值、年极值样本。
1)以长沙磁浮榔梨站附近某西侧磁浮箱梁为例，将其温度场分解为均匀温度分量和竖向等效线性温差分量，均匀温度随大气温度呈正弦式周期性变化，通过Fourier拟合得箱梁均匀温度的日均值表达式为19.65−14.17cos[2π(t−21)/365]，温度监测期间箱梁均匀温度最高为40.8 ℃，发生在大暑日附近。竖向等效线性温差主要受太阳辐射影响，最高为7.0 ℃。
2)分别使用ULR法和GBRT法对结构温度分量进行预测，对比两者测试集的均方根误差以及决定系数，发现GBRT法提高了结构均匀温度的预测精度，同时解决了ULR法无法预测竖向等效线性温差的问题。GBRT均匀温度和竖向等效线性温差预测模型在测试集的均方根误差分别为0.658、0.352，决定系数分别为0.950、0.937，预测效果较好，能用于磁悬浮轨道梁温度分量的长期预测。
3)根据GBRT法得到的60年磁浮箱梁均匀温度和竖向等效线性温差的预测值，统计每个日序数对应的60年日极值样本，通过最大熵极值分析得到每个日序数对应的百年重现期下的日极值代表值。通过Fourier拟合得到百年重现期下结构均匀温度日极大值、日极小值以及竖向等效线性温差的日极大值的时程曲线，反映了磁悬浮轨道梁温度分量日极值的时变特征。
4)结合GBRT温度分量预测模型和最大熵极值模型，最终确定了百年重现期下的磁浮混凝土箱梁的均匀温度代表值为44.4 ℃，竖向等效线性温差代表值为8.6 ℃。与规范相比，本文确定的温度分量代表值更符合实际情况，更适用于磁浮混凝土箱梁。
通信作者：戴公连，博士，中南大学土木工程学院教授，博士生导师，主要从事复杂桥梁结构设计理论与极限承载力、高速铁路桥梁与轨道相互作用、高速铁路桥梁温度等方面的研究工作。邮箱：daigonglian@csu.edu.cn。
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