基于风载激励下桥梁结构模态参数识别
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基于环境激励的桥梁模态参数识别
ｈ （ ） 示 为 ｃ表 Ｕ
递 率 等来识 别系统 的模态参 数 ［ 。 ２ ］ 利用 功 率谱法识 别环境 激励 的桥梁 结构模 态参
数 ， 于三点假 定 ： 基 ］
ｚ０ ）一 ＞： ） （ ｏ ｈ （ ）
（） ３
根 据假 定 ２ 激励 力 信号 为平 直谱 信号 ， 的功 ， 它
刘 宗政 ， 陈 恳 郭 隆德 陈振 华 ， 陈 雁 ， ，
（清 华 大学 精 密 仪 器 与 机 械 学 系
摘要
பைடு நூலகம்
北 京 ， ０ ０ ４ 国空 气 动 力 研 究 与 发 展 中 心 １ ０ ８ ）（中
绵 阳 ，６ １０ ） ２ ００
介 绍 了 获 取 桥 梁 模 态 参 数 的 试 验 手 段 ， 述 了 环 境 激 励 的桥 梁 模 态 参 数 的 识 别 方 法 ， 阐 通过 移 动 测 量 方 法 测
试 了基 于 环 境 激 励 的 某 桥 梁 ， 采 用 自功 率谱 、 功 率 谱 和 相 干 函数 分析 ， 别 了 桥 梁 振 动 的前 ３ 振 动 频 率 、 尼 并 互 识 阶 阻 比 和振 型 。结 果 表 明 ， 验 得 到 的 桥 梁模 态 参 数 与设 计 参 数 基 本 相 同 ， 梁 性 能 良好 。 试 桥
（ ）＝ 厂 ） Ｃ。 叫 （ 一 （） ４
Ｘ 一厂 ∑ｈ（） ｃ 一 ｉ ） （） 一Ｃ∑ｈ（） （ ｃ ，
一
１
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Ⅳ
ｒ
（ ｊ
一
式 （） 写成 ２可
） ｊ 一 ）∑ … （ ｌ ｒ＝
（ １ １） …
由式 （ １ 可 知 ， 总 传 递 函数 的 极点 数 值 与 响 １） 集
递 率 等来识 别系统 的模态参 数 ［ 。 ２ ］ 利用 功 率谱法识 别环境 激励 的桥梁 结构模 态参
数 ， 于三点假 定 ： 基 ］
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（） ３
根 据假 定 ２ 激励 力 信号 为平 直谱 信号 ， 的功 ， 它
刘 宗政 ， 陈 恳 郭 隆德 陈振 华 ， 陈 雁 ， ，
（清 华 大学 精 密 仪 器 与 机 械 学 系
摘要
பைடு நூலகம்
北 京 ， ０ ０ ４ 国空 气 动 力 研 究 与 发 展 中 心 １ ０ ８ ）（中
绵 阳 ，６ １０ ） ２ ００
介 绍 了 获 取 桥 梁 模 态 参 数 的 试 验 手 段 ， 述 了 环 境 激 励 的桥 梁 模 态 参 数 的 识 别 方 法 ， 阐 通过 移 动 测 量 方 法 测
试 了基 于 环 境 激 励 的 某 桥 梁 ， 采 用 自功 率谱 、 功 率 谱 和 相 干 函数 分析 ， 别 了 桥 梁 振 动 的前 ３ 振 动 频 率 、 尼 并 互 识 阶 阻 比 和振 型 。结 果 表 明 ， 验 得 到 的 桥 梁模 态 参 数 与设 计 参 数 基 本 相 同 ， 梁 性 能 良好 。 试 桥
（ ）＝ 厂 ） Ｃ。 叫 （ 一 （） ４
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由式 （ １ 可 知 ， 总 传 递 函数 的 极点 数 值 与 响 １） 集
环境激励下桥梁结构模态参数识别方法的研究
本 文在 现有研 究 的基 础上 ， 用 加速 度 信 号 、 虑 利 考
白噪声 因素 的影 响 ， 一 实 际 桥 梁在 环 境 激 励 下 进 行 对
置及 变化情 况 进 而 实 现 结 构 的健 康 监 测 和 损 伤 诊 断 ， 判定 结构 的 寿命 和安 全 程 度 。 因此 ， 构 模 态参 数 的 结
准确识别 是该 项技术 的核 心之一 。 所谓 环境 激励是 指 风载 、 辆 载荷 、 车 冲击 波等 随 机 引起 的扰 动 ， 激 结 构 动 力 响应 具 有 幅 值 小 、 机 性 受 随 强 、 噪音影 响 和 数 据量 巨 大 等 特 点 。但 是 在 进行 模 受 态 参数识 别时 ， 无需增 加 特殊 测 量设 备 ， 不 干扰 桥 梁 也 的正常 运行 ， 只利 用 测 得 的 响应 （ 出） 据 即可 在 线 输 数
仿 真 分析 ， 一 步探 讨 将 Ｎ ｘ／ Ｒ 进 Ｅ Ｔ Ｅ Ａ方 法 应 用 在 桥 梁 结构模 态参 数识别 中的有效性 和 可行性 。
１ 基 本 理 论
利用 Ｅ Ａ算法进 行 系统模 态 参数 识 别 时 ， Ｒ 要用 到
识别结 构 的模 态参 数 ， 因此 ， 于环 境 激励 的振 动 响应 基
摘 要 ：研究了在环境激励下对桥梁结构进行模态参数识别的一种时域联合算法： 自然环境激励技术（ ＥＴ 和 Ｎ ｘ）
特征系统实现算法 （ Ｒ 的结 合（ Ｅ Ａ） 简称 Ｎ ｘ／ Ｒ Ｅ Ｔ Ｅ Ａ法） 。通过对某一预应力混凝 土连续梁 桥结构 的仿真 ， 其中考虑 了利 用加速 度信号 、 外界 白噪声 因素 的影响 ， 了方法 的有效性 ， 验证 并指 Ｎ ｘ ／ Ｒ Ｅ Ｔ Ｅ Ａ法适合 于环境振动下 桥梁结构 的监测 、
基于环境激励的大跨度斜拉桥模态参数和索力识别
Ａｂｓｒ ｃ Ｆ ｒｈ ａｔ ｎ ｔｒｎ ｆｌｎ ｐ ｎ ｃ ｂ ｅ ｓａ ｅ ｒｄ ｅ，ｍｏ ａ ａ ａ ｔｒ ｎ ａ ｌ ｅ ｓｏ ｒ ｈ ｅ ｔ ａ ｔ： ｏ ｅ ｌｈ ｍｏ ｉｏ ｇ ｏ ｏ ｇ ｓ ａ ａ ｌ —ｔ ｙ ｄ ｂ ｉ ｇ ｉ ｄ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓａ ｄ ｃ ｂ ｅ ｔｎ ｉｎ ａ ｅ ｔ ｅ ｋ ｙ ｌ
中图分类号 ：Ｔ ３ １ ０ ２ Ｕ １ ：３ ７ 文献标识码 ：Ａ
Ｍ ｏ ａ ｄ ｎｔｆｃ ｔｏ ａ ａ ｅ ｔ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔｍ ａ ｉ ｎ ｆ ｄ ｌｉ ｅ ｉ ａ ｉ ｎ ｎｄ ｃ ｂｌ ｅ ｓｏ ｓｉ ｔＯ Ｏ ｉ ｌ ｎｇ ｓ ｎ ｃ ｂｌ －ｔ ｙ ｄ ｂ ｉ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｍ ｂ ｅ ｘ ｉ ｔｏ ｏ ｐａ ａ ｅ ｓａ ｅ ｒ ｄｇ ａ ｅ ｎ ａ ｉ ｎｔｅ ｃｔ ｉ ｎ ａ
振 第３ ｌ卷第 １ ６期
动
与
冲
击
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴＩ ＯＮ ＡＮＤ Ｓ ＨＯＣＫ
基 于 环境 激 励 的大 跨度 斜拉 桥 模态 参 数 和 索力识 别
叶锡钧 ，颜全胜 ，李
（． １华南理工大学 土木与交通学院 ， 广州
健 ，王卫锋 ，朱 添丰 ，刘 明慧
６８１ １０ ）
５０４ ； ． １６１ ２伊利诺伊 大学 香槟分校工学 院， 国香槟 美
摘 要 ：模态参数和索力是评估斜拉桥健康状环境激励 的模态测试和拉索振动测试 ； 提出了基于 Ｅ Ａ的多参 考点稳定 图算 法 ， 置不 同的参 考点 ， Ｒ 设 利用 自然 激励技术 结合特征 系统实现算法 （ Ｅ Ｔ— Ｒ 识别模态参数 ， Ｎ ｘ Ｅ Ａ） 通过 阻尼 比、 基于输 出矩阵的一致模态指标 （ ＭＩ０） Ｃ 一 和模态置信度 （ Ｃ 作为判别标准 ， ＭＡ ） 识别 出崖 门大桥 的竖 向和横 向模态参数 ， 通过和增强频域分解法 （ Ｆ Ｄ） 别结果 的比较 ， ＥＤ 识 可知该 算法 具有 良好 的识别效果 ； 分析了斜拉索与主梁的共振频率范围 ， 通过二次拟合识别较长拉索 的低 阶频率 ， 根据两种 不同 方法 的索力识别结果 可知 ， 该桥 的索力分布 比较均匀对称 。 关键词 ：环境激励 ； 斜拉桥 ； 模态参数识别 ； 多参考点稳定图 ； 索力识别
中图分类号 ：Ｔ ３ １ ０ ２ Ｕ １ ：３ ７ 文献标识码 ：Ａ
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基 于 环境 激 励 的大 跨度 斜拉 桥 模态 参 数 和 索力识 别
叶锡钧 ，颜全胜 ，李
（． １华南理工大学 土木与交通学院 ， 广州
健 ，王卫锋 ，朱 添丰 ，刘 明慧
６８１ １０ ）
５０４ ； ． １６１ ２伊利诺伊 大学 香槟分校工学 院， 国香槟 美
摘 要 ：模态参数和索力是评估斜拉桥健康状环境激励 的模态测试和拉索振动测试 ； 提出了基于 Ｅ Ａ的多参 考点稳定 图算 法 ， 置不 同的参 考点 ， Ｒ 设 利用 自然 激励技术 结合特征 系统实现算法 （ Ｅ Ｔ— Ｒ 识别模态参数 ， Ｎ ｘ Ｅ Ａ） 通过 阻尼 比、 基于输 出矩阵的一致模态指标 （ ＭＩ０） Ｃ 一 和模态置信度 （ Ｃ 作为判别标准 ， ＭＡ ） 识别 出崖 门大桥 的竖 向和横 向模态参数 ， 通过和增强频域分解法 （ Ｆ Ｄ） 别结果 的比较 ， ＥＤ 识 可知该 算法 具有 良好 的识别效果 ； 分析了斜拉索与主梁的共振频率范围 ， 通过二次拟合识别较长拉索 的低 阶频率 ， 根据两种 不同 方法 的索力识别结果 可知 ， 该桥 的索力分布 比较均匀对称 。 关键词 ：环境激励 ； 斜拉桥 ； 模态参数识别 ； 多参考点稳定图 ； 索力识别
风载激励下桥梁结构模态参数识别方法研究
ｐ ｖ ｍｅ ｔ ｏ ｓｒ ｃ ｉｎ，ｉ ｕ ｔ ｔｓｔ ｅ ｔｃ ｎｃ ｏｎ ｓｆｒｔ ｅｍｉｉ ｇ ｈ ａ ｓ ｏ ｔｔ ｎ，ｔ ｅｐ ｖ ｍｅ ｔ ｔ ｅ ｒｌ ｒｃ ｍｐ ｃ ｉｎ， ｈ ｓ ｅ ｔ ｎ ａ ｄ ａ ｅ ｎ ｎ ｔ ｔ ｃ ｕ ｏ ｌ ｓｒ ｅ ｈ ｈ ｉａ ｐ ｉｔ ｘｎ ，ｔ ｅｔ ｎ ｐ ｒａｉ ｌ ａ ｅ ｌ ｏ ｈ ｒ ｏ ｈ ａ ｅ ｎ ， ｈ ｏｌ ｏ ａ ｔ ｅ ｏ ｔｅｉ ｐ ｃｉ ｎ ｎ ｏ
・
１６ ・ ７
第３ ７卷 第 ２ ２期 ２０ １１ 年 ８ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮ Ａ ＸＩ ＲＣＨＩ Ｅ Ｔ Ｔ Ｃ ＵＲＥ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ２２ １３ ． Ａｕ ． ２ １ ｇ ０１
・
桥 梁
・隧 道
・
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ）２ ０ ７ －２ １０ －８ ５ ２ １ ２ － １ ６０ １
ｔ ｅ ｄ ｆ ｃ ｒａ ｍｅ ｔｏ ｅ ａ ｐ ａｔｃ ｎ ｒ ｔ ，Ｓ ｓ ｔ ｃ ｕ ｌ ｔ ｈ ｏ ｓ ｕ ｔ ｎ ｅ ｐ ｒ ｎ ｅ，ａ ｄ ｅ ｓ ｒ ｈ ａ ｅ ｎ ｏ ｓｒ ｃｉ ｎ ｑ ａ ｉ ． ｈ ｅ ｅ ｔｔ ｔ ｎ ｆｔ ｓ ｈ ｏ ｃ ｅｅ Ｏ ａ ｏ ａ ｃ ｍｕ ａ ｅｔ ｅ ｃ ｎ ｔ ｃｉ ｘ ｅ ｅ ｃ ｅ ｈ ｌ ｒ ｏ ｉ ｎ ｎ ｕ ｅ ｔ ｅ ｐ ｖ ｍｅ ｔｃ ｎ ｔ ｔ ｕ ｌ ｙ ｕ ｏ ｔ Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｈ ｔ ａ ｅ ｎ ，ｃ ｎ ｔ ｃ ｉｎ，ｑ ａｉ ｏ ｔ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ：ａ ｐ ａ ｖ ｍｅ ｔ ｏ ｓｒ ｔ ｌ ｐ ｕ ｏ ｕ ｌ ｙ ｃ ｎｒ ｔ ｏ
２５０ ０
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・
１６ ・ ７
第３ ７卷 第 ２ ２期 ２０ １１ 年 ８ 月
山 西 建 筑
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Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ２２ １３ ． Ａｕ ． ２ １ ｇ ０１
・
桥 梁
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文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ）２ ０ ７ －２ １０ －８ ５ ２ １ ２ － １ ６０ １
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桥梁结构运营模态参数识别方法对比
桥梁结构运营模态参数识别方法对比
对于桥梁结构的运营模态参数识别方法有几种常见的方法，包括模型识别法、基于监测数据的参数识别法和基于智能优化算法的参数识别法。
1. 模型识别法：该方法需要通过建立合适的模型来描述桥梁结构的动力响应，并通过与实测数据的匹配来识别模型中的参数。
常用的模型包括有限元模型和状态空间模型等。
模型识别法的优点是具有较高的精度和可靠性，可以实现对各种模态参数的准确识别。
但缺点是需要事先建立准确的模型，并且对模型的选择和参数估计有一定要求。
2. 基于监测数据的参数识别法：该方法通过实时监测桥梁结构的振动响应数据，利用简化的模态方程和参数识别算法，直接从监测数据中提取出结构的模态参数。
常用的参数识别算法包括最小二乘法、自相关分析和频域拟合法等。
基于监测数据的参数识别法的优点是不需要事先建立准确的模型，直接从实测数据中提取参数，因此更加简便快捷。
但缺点是对数据质量有一定要求，对误差和噪声较为敏感。
3. 基于智能优化算法的参数识别法：该方法通过引入智能优化算法，如遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等，对桥梁结构的模态参数进行优化搜索和识别。
该方法通过对参数空间进行搜索和优化，能够有效地找到最优解，对数据质量的要求相对较低。
但缺点是算法复杂度较高，计算效率较低，对参数空间的选择和搜索策略有一定要求。
以上三种方法各有优缺点，选择何种方法主要根据实际需求和具体情况来确定。
在实际应用中，常常需要综合考虑多种方法的优点，结合使用，以提高参数识别的精度和可靠性。
桥梁病害损伤诊断 (1)解读
基于环境激励的桥梁结构模态参数识别研究现状摘要：模态参数识别在桥梁健康监测中占有重要的作用。
本文着重介绍了基于环境激励的桥梁结构模态参数识别的发展和研究现状，并按识别信号域的分类的几种研究方法，通过对比列出了各种方法在模态参数识别中的理论和优缺点。
关键字：环境激励模态参数识别桥梁结构时域识别方法、频域识别方法引言伴随人类文明的发展和科学技术水平的提高，人类对自然界进行着前所未有的改造。
工业的发展，人类生存的需要，使各种大型桥梁结构不断地涌现。
桥梁结构的复杂化，大型化已成为一种发展趋势，大跨度的桥梁的建造使结构健康监测技术的重要性和必要性被人们所认识。
这是由于大型桥梁结构使用期长，在其服役期内不可避免地受到环境腐蚀﹑材料老化﹑荷载的长期效应等因素的影响，使其工作能力受到限制。
一旦这些结构失去工作的能力，将给人们带来巨大的损失，其后果不堪设想。
所以就要对桥梁结构进行服役期内的长期监测，及时诊断其遇到的问题，为人类减少灾害。
这些都要由结构的监测技术来完成。
对桥梁结构进行模态参数识别是结构健康监测的重要组成部分。
对各种大型的桥梁结构进行分析及主被动控制，都必须确定结构的参数(刚度﹑质量﹑阻尼等)。
如何确定这些参数要归结于参数识别技术。
这一技术最早应用于航空航天领域，现已广泛应用于汽车﹑船舶﹑机械和土木等各领域。
但桥梁结构与其它领域相比有其自身的特点，桥梁结构体型巨大，结构的自由度接近于无限，土和结构存在相互作用，无法定量确定阻尼耗能机制，以及结构振动耦合造成的结构本身动力特性极其复杂，所以一些应用于其它领域的识别方法无法在桥梁结构中应用。
因此，如何对桥梁结构进行参数识别具有重要的意义。
而且也越来越成为一个国内外研究的热点和难点。
一、模态参数识别的现状系统或参数识别是指按照一定准则由测试数据建立系统数学模型的方法，这一基本概念最早来源于60 年代的控制工程领域。
在结构动力学研究领域中，模态参数识别是最为关键和根本的，它不仅在结构动态特性设计中起着至关重要的作用，也是识别结构系统很多其他参数的先决条件，模态参数识别与有限元分析技术一起成为解决现代复杂结构动力学问题的两大支柱。
自然环境激励下的钢架桥模态原位测试与分析
自然环境激励下的钢架桥模态原位测试与分析
赵云刚
【期刊名称】《交通世界》
【年(卷),期】2024()15
【摘要】以某钢架桥为工程背景,进行基于环境激励的桥梁模态测试研究。
通过现场实验,采用随机子空间法和功率谱法进行模态分析,以识别桥梁结构的动态特性参数。
采用两种方法进行模态参数识别,并对结果进行对比分析。
结果显示,功率谱法具有计算速度快、简单方便的优点,并能够较为准确地识别频率,然而在峰值的选取方面存在人为因素,可能会导致出现虚假的峰值或遗漏真实的峰值。
随机子空间法借助稳定图可以获得结构较全面的模态参数,包括模态频率、阻尼比和模态振型。
相较于功率谱法,随机子空间法的识别精度更高,并能得到更平滑的振型结果。
研究成果可为桥梁健康检测等领域提供有价值的数据支持,为今后研究提供参考。
【总页数】5页(P150-154)
【作者】赵云刚
【作者单位】河北唐津高速公路有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U445.7
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5.环境激励下苏拉马都大桥主桥模态测试分析
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环境激励下大型桥梁模态参数识别的一种方法
第一作者 秦世 强 男， 博士生 ，９７年生 １８
振 动 与 冲 击
２１ 第 ３ ０ ２年 １卷
梁 自振 频 率 低 、 态 密 集 ， 之 测 试 过 程 中 的 噪声 影 模 加
为此 ， 以通过 如下 的算 法 实 现 ： 可
响， Ｅ 在 ＭＤ过 程 中往 往 会 出现 模 态 混 叠 ； 纯 的 利 用 单 ＳＩ Ｓ 方法 识别 模 态参数 又存 在 虚假 模 态 的 问题 ， 因此 尝 试 从解 决这 两 个 问题 的角 度 出发 ， 引入 屏 蔽 信 号 以消 除Ｅ ＭＤ中的模 态混 叠 ， 将原 始 信 号分 解 成 一 系列 只 包 含 结构某 一 阶 固有振 动信 息 的 Ｉ ， ＭＦ 然后 再 利用 ＳＩ Ｓ识
ｗ ｓｐｏｏｅ ．Ｔ ｅｍ ｔｏ ａ ｂ ｓｄ ｏ ａｄ ｉｔ— ｓ ｉ ｅ ｍｐ ｉ ｌ ｏ ｅｄ ｃｍ ｏｉｏ Ｂ Ｅ Ｄ）ａ ｄ ｓ ｃ ａｔ ａ ｒｐ ｓｄ ｈ ｅｈ ｄｗ ｓ ａｅ ｎｂ ｎ ｗ ｄ ｒ ｔｃ ｄ ｅ ｉｃ ｄ ｅｏ ｐ ｓ ｉ ｈ ｅｒｔ ｒａ ｍ ｔ ｎ（ Ｒ Ｍ ｎ ｔ ｈ ｓ ｃ ｏ ｉ
模 态参 数 识 别 是 桥 梁 健 康 监 测 的重 要 组 成 部 分 ， 准 确 的识 别模 态参数 ， 是进 行 有 限元 模 型修 正 、 构 损 结 伤 识别 以及 性 能评 定
通 过 测得 的动 力 响应 ， 别 桥 梁 的 固有 振 动 频率 、 识 阻尼 比和 振型 的过 程 。环境 激 励下 的模 态参 数 识 别 由于不 需 要外 部 激励 设 备 且 不 影 响 正 常交 通 ， 已经 成 为 大 型
振
第 ３ 第 ２期 １卷
动
与
冲
击
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴ ＯＮ ＡＮＤ ＨＯＣ Ｉ Ｓ Ｋ
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对 于 自 ｔ时 刻开 始 的响应 可 以看 成 三个部 分 的线性 叠加 ， 。 于是 有
．
Ｃ ｔ
Ｊ０
・
（）一 ＡＤ（） （ ￡ ＋ ｌｈ ｆ ｒ 厂 ｒｄ ｆ ＋ｙ ｔ （） （ — ） （） ｒ ）
由于激 励 ＿ ￡是 平稳 随机 振 动 ， 厂 ） （ 故
ｚ（ ）一 ＡＤ （ ） 一 ｚ ￡
估 具 有重要 的实 际意义 引。随 机减 量／ＴＤ法 已经 成功 应 用 到海 洋 平 台等结 构 的动力 分 析Ⅲ ， 文 应 Ｉ 本
用 该 方法对 一 预应力 混凝 土 刚构桥 进行 计算 机仿 真 ， 验证 了方 法 的有 效 性 ， 并指 出 了该 联合 算法适 合 于
环 境 振动下 桥梁 结构 的监 测 。该方 法在 土木 工程 领域 有 良好 的应用 价 值 。
图 ３ 随 机 减 量 ／Ｔ 法 对 自 由振 动 响 应 的 拟 合 ＩＤ
Ｆｊ ｇ．
Ｍ ａ ｆｆｅ ｉ ｒ ｔ ｎ ｒ ｓ ｏ ｓ ｉ ｅ ｙ ｒ ｎ ｏ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ａ ｄ Ｉ ｐ ｏ ｒ ｅ ｖ ｂ ａ ｉ ｅ ｐ ｎ ｅ ｆ ｔ ｄ ｂ ａ ｄ ｍ ｅ ｕ ｔ ｎ ＴＤ ｏ ｂｎ ｄ ｍ ｅ ｈ ｄ ｏ ｔ ｏ ｃ ｍ ｉｅ ｔ ｏ
Ｔａ ． Ｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ｂ ｔ ｅ ｈ ｏ ｅ ｉａ ａ ｕ ｎ ｄ ｎ ｉ ｅ ａｕ ｆｎ ｔ ｒ ｌｆｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｄ ｄ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｂ １ ｏ ａ ｉｏ ｅ ｗｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｔ ｌｖ ｌ ｅ ａ ｄ ｉｅ ｔｆ ｄ ｖ ｌ ｅ ｏ ａ ｕ ａ ｒ ｑ ｅ ｃ ｎ ａ ｉ ｇ ｒ ｔｏ ｃ ｉ
阶 数 — 理 论 值
频率／ Ｈｚ — ￡／ ％ 随 机 减 量 ／ＴＤ 法 Ｉ
— 理 论 值
阻尼比／ — ￡／ ％ 随 机减 量 ／ＴＤ法 Ｉ
第３ 期
张艳辉 ， ： 于风 载激 励 下桥 梁结构 模 态参数 识 别 等 基
・２３・ ７
一 ． ． Ⅲｇ一 谜 曩
Ｉ ３ ５
１ ４ ０
时 问， ｓ ｔ ｌ
图 ２ 模 拟 的 风 速 时 程 曲 线
Ｆｉ ２ Ｃｕｒ ｅ ｆｓｍ ｕ ａ ｅ ｎｄ ｓ ｅ ｄ ｔｍ ｅ ｈｉｔ ｒ ｇ． ｖ ｓ ｏ ｉ ｌ ｔ ｄ ｗｉ ｐ ｅ ｉ － ｓ ｏ ｙ
２ ３ 数 值 仿 真 ．
２ Ｃｏｌｇ ｆＴｒ ｆｉ， ｉｎ Ｕｎｖ ｒｉｙ， ａ ｇ ｈｕ ３ ０ ５， ｉａ ． ｌｅ ｅｏ ａｆｃ Ｊｌ ｉｅ ｓｔ Ｃｈ ｎ ｃ ｎ ｌ ０ ２ Ｃｈｎ ） ｉ
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参 考 文 献：
［ ］ 启 伟 ．大 型桥 梁 健 康监 测 概 念 与 监 测 系统 设 计 ｌ３ １张 － ．同 济 大 学 学报 ，０ １２ （ ）６ —９ Ｊ ２ ０ ，９ １ ：５６ ． Ｅ ］ Ｚ ｘ Ｆ ｔ ｕ ｎ ｌｓ ｎ ｉ ｒｄ ｔ ｎｏ ｒ ｇｓｗｉ ｓｒｃｕａ ｈａｔ ｎｔｒ ｇｄｔ－ａｔｈｍｅｈｄ ｌ ｙａ ｄ ２ ｔ ． ａｉ ｅａ ａｙｉ ａ ｄ ｌｅｐｅｉ ｉ ｆ ｉ ｅ ｔ ｔｕｔｒ［ ｅｌ ｍｏ ｉ ｉ ａａｐｒ ｔｏ ｏｏ ｎ Ｉ ｇ ｓ ｆ ｃｏ ｂｄ ｈ ｈ ｏｎ ｇ
平 动 自由度 。建模计 算 采用 的材 料初 始参 数为 ： 预应 力 钢束 弹性 模量 为 １ ５ＧＰ 、 松 比为 ０ ３ 密度 为 ９ ａ 泊 ．、 ７ ８ ０ ｋ ／ ； 凝 土弹性 模 量 为 ３ ． Ｐ 、 松 比为 ０ １ ６ 、 ． ５ １ 。 ｇ ｍ。混 ｘ ４ ５Ｇ ａ 泊 ． ６ ７ 密度 为 ２ ５ ０ ｋ ／ 。 ． ×１ 。 ｇ ｍ。
ｓｒｔｇ ［］ ｎｅｎ ｔ ｎｌ ｏ ｒａ ｏ ａｉｕ 。０ １ ２ （ ） ５５ ． ｔ ｅ ｙＪ ．Ｉｔｒａｉ ａ Ｊｕｎ ｌ ｆ ｔ ｅ２ ０ ，３ ２ ：－３ ａ ｏ Ｆ ｇ
［ ］ 周 红 ， Ｓ 林 友 勤 ， ．西 宁 北 川 河钢 管 混 凝 土 拱桥 的 理 论 和 实验 模 态 分 析 ［ ］ ３宗 Ｊ ＨＩ ＡＩ Ｂ， 等 Ｊ ．铁 道 学报 ，２ ０ ，５ ４ ：９ ０３２ （）８—
（ ． ｃ ｏ ｌｏ ｓ ｕ ｃ ｓ ａ ｄ Ｃｉ ｉ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｃ ｅ ｃ ｎ ｃ ｏ ｏ ｙ Ｌｉｏ ｉ ｇ， ｓ ａ １ ０ １ Ｃｈ ｎ １ Ｓ ｈ ｏ ｆＲｅ ０ ｒ ｅ ｎ ｖ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉｇ， ｉ ｅ ｓｔ ｆＳ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ａ ｎ ｎ Ａｎ ｈ ｎ １ ４ ５ ， ｉ ａ；
求 出特征 值后 即可 求得 系统 的模 态参 数
： ． （ ） ６
收 稿 日期 ：０ １０ —２ ２ １ —４ １ 。
作者 简 介 ： 辉 （９ ４一）男 ， 林 白城 人 。 张艳 １８ ， 吉
辽 宁 科 技 大 学 学 报
第 ３ 卷 ４
： ［ ］ ＋ １ 。 √ ／
将 模拟 好 的风荷 载竖 向 、 向力分 别加 载在 已经建 立 的有 限 元模 型表 面及侧 面 ， 横 并转 化 为面力 。测 点布 置在 刚构桥 每跨 的跨 中和 １ ４跨 的位 置 。 ／
２ ４ 模 态 参数 识别 结 果 ．
表 １ 固 有 频 率 和 阻 尼 比 的理 论值 与 识 别 值 比较
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ．，０ １
基 于风 载 激 励 下桥 梁 结构 模 态 参 数 识别
张艳 辉 郭 学 东 ，曹 健 ，
（ ． 宁 科 技 大 学 资 源与 土 木 工 程 学 院 ，辽 宁 鞍 山 １４ ５ ；． 林 大 学 交 通 学 院 ， １辽 １０ １ ２ 吉 吉林 长 春 １０２） ３ ０ ５
随机 减量／ Ｔ Ｉ Ｄ法具 有 较强 的抗 噪声 干扰 能力 ， 有 重 要 的实 际 工 程应 用 价 值 。 （ ）随机 减 量／ＴＤ联 具 ４ Ｉ
合 算法 对桥 梁结 构模 态参 数 的识别 结果 与有 限元 分 析结果 接 近 ， 度较 高 ， 以运用 到桥 梁结构 的实时 精 可
在 线 监测 。
第 ３ ４卷 第 ３期 ２１ Ｏ １年 ６月
辽 宁 科 技 大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎｖ ｒ ｉ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｌｉｏ ｉ ｇ ｏ ｒ ａ ｆＵ ｉｅ ｓｔ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ａ ｎｎ ｙ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ３ １３ ．
［ ］ 国豪．桥 梁结构稳 定与振动 ｒ ．北京 ： ６李 ＭＪ 中国铁道 出版社 ， ０ ３ ４ ８４ ５ ２ ０ ：３ —４ ． ［］ ７ 李元齐 ， 董石麟．大跨度空 间结构风荷栽模拟技 术研 究及程序 编制 ［］ Ｊ．空 间结构 ，０ １ １ （ ）５ —６ ２ ０ ，７ ３ ：２６ ．
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｏ ｌｐａ ａ ｅ ｅ ｄ ｎｔｆｃ ｔｏ ｅ ｈ ｄ ｏ ｉ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｔ ｄ ｎ ｍ ｄａ ｒ ｍ ｔ ｒ ｉ ｅ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ ｍ ｔ ｏ ｆ ｂｒｄｇ ｔ ｕ ｔ ｒ
ｗｉｈ ｗｉ ｏ ｄ ｅ ｃ ｔ ｍ ｅ ｔ ｎｄ ｌ ａ ｘ ｉｅ ｎｔ ＺＨＡＮＧ 扎 ｈ ｉ ＧＵ０ ｅｄ ｎ ， Ｊｉ ｎ 一 ｕ ， Ｘｕ — ｏ ｇ。 （ Ａ０ ａ
９ ５．
［］ ４ 王济 ， 胡晓． ＭＡＴ Ｂ在振 动信 号处理 中的应用［ ．北京： Ｉ Ａ Ｍ］ 中国水利水 电出版社 ，０ ６ ２ ３２ ７ ２ ０ ：０—０ ．
［ ３ 相 庭 ．结 构风 压 和 风振 计 算 ［ ．上 海 ： ５张 Ｍ］ 同济 大 学 出版 社 ，９ ５ ６～２ １８ ：０７ ．
１ 基 本 理 论
１ １ 随 机 减 量 法 ．
对 于一个 线性 系统 的结构 ， 在任 意激 励下 某测 点 的受迫 振动 响应 可表 示 为
Ｆ ｔ
（）一 （） ｚ ＋ （） ＋ Ｉ （— ｒ－ ｒｄ ｚ Ｏ Ｄ（） ０Ｖ（） ｔ ） （） ｒ ｈ 厂
Ｊ Ｕ
（） １
途 径 。识 别 的 一 阶 固有 频 率及 阻尼 比 的相 对误 差仅 为 １ ３ 和 ２ ３ 。 ．９ ．
关 键 词 ： 梁结构； 态参数识 别； 桥 模 风载激励 ； 减量 法； Ｄ法 随机 Ｉ Ｔ
中 图分类 号 ： ４６３ 文 献标 识码 ： 文章编号 ：６４１４ （０ １０—２１ ３ Ｕ ４． Ａ １７—０８２１）３ ７— ０ ０