【摘 要】
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在桥梁运营模态参数识别研究中,环境干扰、模型简化、测试误差、识别算法等因素会引入不确定性,使得桥梁模态参数识别值与真实值之间不可避免地存在偏差。为了提高桥梁模态参数识别结果的可信性与鲁棒性,有必要对桥梁模态参数不确定性识别进行研究。常用的结构模态参数不确定性识别方法有两大类,经典频次方法和贝叶斯方法。因具有理论完善和运算高效的特点,贝叶斯方法中的FB-FFT法逐渐得到推广应用。然而,大跨复杂桥梁具
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在桥梁运营模态参数识别研究中,环境干扰、模型简化、测试误差、识别算法等因素会引入不确定性,使得桥梁模态参数识别值与真实值之间不可避免地存在偏差。为了提高桥梁模态参数识别结果的可信性与鲁棒性,有必要对桥梁模态参数不确定性识别进行研究。常用的结构模态参数不确定性识别方法有两大类,经典频次方法和贝叶斯方法。因具有理论完善和运算高效的特点,贝叶斯方法中的FB-FFT法逐渐得到推广应用。然而,大跨复杂桥梁具有模态密集、响应信噪比低、响应非平稳的特性,这将直接限制FBFFT法的应用。针对大跨复杂桥梁模态参数不确定性识别研究中的不足,采用理论与应用相结合的研究思路,对FB-FFT法与基于FB-FFT的抽样法展开了对比研究。分别使用这两种方法对简支梁桥有限元模型和大跨斜拉桥实桥进行模态参数不确定性识别,并对识别结果进行对比分析。完成的主要工作有以下几点:(1)基于广泛的结构模态参数不确定性识别相关文献阅读,介绍了相关领域的研究现状,总结了目前研究中存在的不足,拟定了本文的研究内容与研究思路。(2)介绍了与结构模态参数不确定性识别相关的测试数据质量评判、结构频谱查看、不确定性识别等理论与方法,为克服FB-FFT法在识别非平稳结构模态参数不确定性时存在的问题,提出了基于FB-FFT的抽样法。(3)建立了简支梁桥基准模型与随机模型,模拟了其在环境激励下的加速度响应,分别使用FB-FFT法和基于FB-FFT的抽样法对其模态参数不确定性进行识别。以基准模型为研究对象,探讨了不同噪声水平对两种方法识别结果的影响;以随机模型为研究对象,探讨了结构特性变化对两种方法识别结果的影响。基于对比结果指出了FB-FFT法可能低估了非平稳结构的不确定性。(4)以大跨复杂斜拉桥实桥为研究对象,对测试数据质量评判方法、结构频谱查看方法、FB-FFT法、基于FB-FFT的抽样法在工程实际中的应用效果进行验证。对比分析了FB-FFT法与基于FB-FFT的抽样法识别结果的异同,使用基于FB-FFT的抽样法识别结果为非平稳桥梁总体不确定性提供了额外描述。
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