基于结构健康监测的苏通大桥实测强风演变功率谱

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2015年第6期北京时间：

作者：王浩

单位：东南大学,东南大学,东南大学,东南大学,江苏省交通科学研究院

摘要：对基于小波变换的非平稳时间序列演变功率谱密度函数的估计方法进行了总结.以苏通大桥结构健康监测系统实测的台风达维、海葵以及冬季强北风数据为研究对象，基于Morlet小波计算了上述3个实测典型强风的演变功率谱密度函数.实测风演变谱在时域内的均值与傅里叶谱吻合良好，验证了演变谱估计结果的准确性.实测强风的演变功率谱分析结果表明，脉动风的能量主要集中在低频部分，且脉动风速功率谱随时间变化显著，具有较强的非平稳特性.基于平稳随机过程假设的传统风谱计算方法无法准确描述实测强风风谱的非平稳特征.研究结论可为桥址区三维非平稳脉动风场的准确模拟以及强/台风作用下苏通大桥的非平稳抖振分析提供实测参考.

关键词：非平稳随机过程, 脉动风速, 演变功率谱, 小波变换, 苏通大桥, 结构健康监测系统

基金资助：国家自然科学(51378111)；霍英东青年教师基金应用研究项目(142007)；教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0128)；亚热带建筑科学国家重点实验室开放基金重点项目(2014KA04)；中央高校基本科研业务费优秀青年教师项目(2242012R30002)