基于统计矩理论的梁式桥模态振型识别新方法

来源：中国血液净化杂志2023年第11期北京时间：

作者：阳洋, 谭小琨, 王欢, 王瑞琼, 田堃

单位：1. 重庆大学 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室, 重庆 400030;2. 重庆大学 土木工程学院, 重庆 400030;3. 中国电建集团重庆工程有限公司, 重庆 400060;4. 重庆高新开发建设投资集团有限公司, 重庆 400000"],"fundList_en":["The National Key Research and Development Program of China (2020YFF0217802); Graduate Research and Innovation Foundation of Chongqing, China (CYS22049, CYS22053); National Natural Science Foundation of China (51778090, 51911530244); Science and Technology Plan Project of Chongqing Science and Technology Bure (cstc2020jscx-msxm0907); Science and Technology Project of China Power Construction Co. Ltd. (KJ-2020-117); Chongqing High-tech Zone Science and Technology Innovation Bureau Project

摘要：传统的桥梁模态振型识别方法往往存在费时费力、抗噪能力较弱等缺点，为改善传统识别方法的不足，提出一种新型的基于统计矩理论的桥梁模态振型识别方法，并结合新型间接量测技术，进行理论和数值试验分析。利用安装有加速度传感器的2辆测试车以固定间距在桥面预设测点处同步静止采集信号，采集约30 s后，测试车移动到下一个测点继续重复操作，直至完成对所有桥面测点的信号采集，然后利用采集的加速度信号，计算整跨桥梁各测点的统计矩值，最后利用统计矩值与桥梁第1阶模态振型值的对应关系，构造出整跨桥梁的第1阶模态振型曲线。首先从理论上首次推导了桥梁的统计矩比值与第1阶模态振型值的等价关系；然后在各种因素影响下进行数值模拟分析，对比了所提方法与现有模态振型识别方法的差异；最后通过实桥试验对所提方法进一步验证。研究结果表明：相比于传递率和随机子空间等传统模态振型识别方法，所提方法识别的桥梁第1阶模态振型误差更小、时间效率更高、操作便利、抗噪能力更强，且在识别过程中不存在预设参数等人为因素的干扰，可有效弥补直接量测中的传统模态振型识别方法的局限性。

关键词：桥梁工程,模态振型识别,统计矩理论,梁式桥,直接量测,新型间接量测技术,实桥试验

基金资助：国家重点研发计划项目（2020YFF0217802）；重庆市研究生科研创新项目（CYS22049，CYS22053）；国家自然科学基金项目（51778090，51911530244）；重庆市科技局技术创新与引用发展专项项目（cstc2020jscx-msxm0907）；中国电力建设股份有限公司科技项目（KJ-2020-117）；重庆高新区科技创新局揭榜挂帅项目