環(huán)境激勵下斜拉橋拉索結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與損傷識別方法研究.pdf

1、本文以斜拉橋拉索結(jié)構(gòu)為研究對象，從環(huán)境激勵下斜拉索結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)出發(fā)，分析研究了通過信號處理方法進(jìn)行響應(yīng)信號的選擇、預(yù)處理以及提高拉索基頻識別精度的相關(guān)問題。通過對比計算分析了信號采集對識別精度的影響，分析比較了不同參數(shù)對小波降噪效果的影響，初步探討了將相關(guān)性理論用于實測信號篩選的可能性。具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下： 斜拉橋拉索結(jié)構(gòu)在環(huán)境激勵下模態(tài)參數(shù)時域識別方法(隨機減量法+ITD法)和頻域識別方法(功率譜峰值法)的研究和對比分析

2、。兩種方法對以白噪聲激勵為主產(chǎn)生的響應(yīng)信號都有良好的模態(tài)參數(shù)識別精度。但由于真實環(huán)境激勵條件的隨機性和多種干擾因素的存在，激勵信號有可能與標(biāo)準(zhǔn)的平穩(wěn)白噪聲輸入存在較大差別，在使用隨機減量法+ITD法進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識別時需要注意對激勵信號的評價，以免影響識別效果。功率譜峰值法在實測信號頻率識別中則反映了較強的環(huán)境適應(yīng)性。 在基于環(huán)境激勵的模態(tài)參數(shù)識別中，由于激勵條件的隨機性和不確定性，對信號的采集和預(yù)處理提出了更高的要求。采樣頻率僅

3、僅滿足采樣定理是不能滿足實際工程需要的，實際采樣頻率可參考取最大采樣頻率的20倍以上。采樣點數(shù)目的選擇要綜合考慮識別精度要求、數(shù)據(jù)處理工作量和采樣周期等因素。由于拉索基頻識別以低階頻率為主，對響應(yīng)信號做低通濾波和消噪處理可以很好的改善識別精度。 對利用相關(guān)性理論進(jìn)行實測響應(yīng)數(shù)據(jù)選取的方法進(jìn)行了探討。通過計算認(rèn)為，當(dāng)兩段響應(yīng)信號的相關(guān)系數(shù)的絕對值在0.1以上時，便可以認(rèn)為兩段信號具有較好的相關(guān)性。在實際應(yīng)用中，可以計算未進(jìn)行處理的