基于结构健康监测的苏通大桥实测强风演变功率谱.pdf

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1、第43卷第6期同济大学学报(自然科学版)VO1．43No．62015年6月JOUP~ALOFTONGJIUNIVERSITY(NATI『RAI，SCIDE)Jun．2015文章编号：0253—374X(2015)06—0838—07DOI：10．11908／j．issn．0253—374x．2015．06．005基于结构健康监测的苏通大桥实测强风演变功率谱王浩，程怀宇，茅建校，李爱群(东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室，江苏南京210096)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theEPSDSshowthattheener

2、gyofturbulencewindmainly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concentratesonthelowfrequencyrange．Besides．theEPSDs测的台风达维、海葵以及冬季强北风数据为研究对象，基于ofturbulencewindvaryremarkablywithtimeandpossessMorlet小波计算了上述3个实测典型强风的演变功率谱密strongnonstationarycharacteristics．Therefore，thetraditionalwindspectrumcalcu

3、lationmethodbasedonthe度函数。实测风演变谱在时域内的均值与傅里叶谱吻合良hypothesisofthestationaryrandomprocesscannotexactly好，验证了演变谱估计结果的准确性．实测强风的演变功率describethenonstationarycharacteristicsofthemeasured谱分析结果表明，脉动风的能量主要集中在低频部分，且脉strongwindspectrum．Theconclusionscanprovidefield动风速功率谱随时间变化显著，具有较强的非平稳特性．基mea

4、surementreferencesforaccuratesimulationof3D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nonstationaryturbulencewindfieldofbridgesand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nonstationarybuffetingresponseanalysisofSutongBridge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understrongwinds．抖振分析提供实测参考．Keywords：nonstationaryrandomprocess

5、；turbulencewind键：稳脉动速；演变功率谱；小波变speed；ev01uti。naryp0、verspectraldensity(EPSD)；wavelet换；苏通大桥；结构健康监测系统transf0rm；sut0ngBridge；structura1healthm。nitoring中图分类号：U448·27；V211文献标志码：Asystem(SI-IMS)EvolutionaryPowerSpectralDensityofRecordedStrongWindatSutongBridgeBased近年来，国内外修建了一大批跨江、跨海的大跨

6、onStructuralHealthMonitoring度缆索支承桥梁．随着桥梁跨径的增加，风荷载逐步成为威胁大跨柔性桥梁安全的主要因素，使得大跨WANGHao，CI-t~GHuaiyu，MAOJianxiao，LIAiqun桥梁抗风成为桥梁工程领域的热门研究课题[1]．准(KeyLaboratoryofConcreteandPrestressedConcreteStructureof确把握桥址区的风特性是桥梁抗风设计的前提和基theMinistryofEducation，SoutheastUniversity，Nanjing210096，础．目前已有

7、一些学者采用现场实测、结构健康监测China)系统(SHMS)等手段开展了一些桥址区复杂气候条Abstract：Tllemethodsforestimatingtheevolutionarypower件下的风特性实测研究[2]．本课题组也以润扬大桥spectraldensity(EPSD)ofnonstationarytimeseriesusingthe和苏通大桥等为工程背景，利用SHMS实时记录的wavelettransformweresummarized．TakingtyphoonDawei，桥址区风环境数据开展了实测夏季台风和冬季强北typhon

8、Haikuiandthewintermonsonrecordedbythe风的风特性研究I5]