环境激励下的桥梁结构模态参数识别

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文环境激励下的桥梁结构模态参数识别作者姓名武耀庭专业学位桥梁与隧道工程指导教师赵冠远副教授培养院系土木建筑工程学院硕士学位论文环境激励下的桥梁结构模态参数识别作者：武耀庭导师：赵冠远副教授北京交通大学年月学位论文版权使用权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供

2、文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签字日期年月日签字日期：年厶月厶曰学校代码：密级：公幵北京交通大学硕士学位论文基于环境激励的桥梁结构模态参数识别方法的研究作者姓名：武耀庭学号：导师姓名：赵冠远职称：副教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：桥梁与隧道工程研宄方向：模态分析与损伤识别北京交通大学年月致谢致谢本论文的工作是在我的导师赵冠远副教授的悉心指导下完成的，论文中的每一章每一节都付出了赵老师的辛劳的汗水。赵老师是学习和工作上的严师，也是生活中的益友。这三年来，他严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，我也

3、必将因此而获益终身。在此衷心的感谢读研的三年来赵老师对我的关心和指导。同时，也要感谢季文玉老师、杜进生老师、卢文良老师在我论文幵题时对于我的指导和帮助。感谢师姐郭梦环在我接触课题的初期对我的启发和鼓励，感谢师兄陈鑫、张同越在遥远的异国他乡对我的督促和提醒，感谢师妹王晓昱在我撰写论文期间提供的无私帮助，也要感谢唐云浩、包涵、刘培玲等课题组其他所有的成员对我的关心和帮助。另外，还要感谢对我论文格式修改方面提供宝贵意见的许德利、王立志、徐伟博、赵海增等同学。在此衷心的祝福你们一帆风顺、前程似锦。最后，我要感谢我的家人，没有家人多年来的支持和关怀，就没有我完成

4、学业的精神力量和物质保障，也祝愿我的家人幸福快乐。感谢所有关心和爱护我的人，愿你们一生幸福！摘要摘要摘要：土木工程结构在使用过程中，在环境中各种载荷的作用下，会发生不同程度的损伤，从而埋下隐患，造成事故。因此，对结构的损伤进行安全评估显得尤为重要。通过结构的动态特定对结构进行损伤定位和损伤定量，己经成为一个十分热门的课题，所以结构模态参数的准确识别也成为了结构损伤诊断的核心问题之一。结构的模态参数识别方法分为传统的模态识别方法与环境激励下的模态识别方法。而后者相较于前者，具有成本低、不影响结构的正常工作、无需人工激励等诸多优点。所以，本文就环境激励下的

5、结构模态参数识别方法展开研宄。本文首先介绍了模态分析的理论基础，并推导了两种时域数据预处理算法（随机减量法、自然激励技术法）以及四种基于环境激励的模态参数识别方法（法、法、模型时序分析法、随机子空间法）。接着通过建立桥梁结构的有限元模型，做瞬态分析，获取了桥梁结构在三种不同的环境激励下的位移时程数据，对有限元模型进行模态参数识别，与桥梁结构的真实模态参数对比，验证算法的适用性。然后通过对时程数据加入不同程度的噪声干扰，验证各个算法的抗噪能力。综合比较，选择出最优的模态识别方法，法。同时，将本文所推导的模态参数识别法与时程数据预处理方法法结合，提出新的模

6、态识别方法，并验证算法在环境激励下的适用性、准确性和抗噪能力。最后通过对一个实验桥墩实测加速度时程数据的分析计算，实现了本文推导的模态识别方法法在工程实际中的应用。关键词：模态参数识别；环境激励；有限元瞬态分析；实验模态分析ABSTRACTABSTRACTABSTRACT:Civilengineeringstructuresarepronetobedamagedtosomedegreecausedbyallkindsofdifferentloadsfromtheenvironmentduringtheirservicelives,whichmaybec

7、omepotentialhazardsandresultindisastrousconsequences.Thusmakesitespeciallyimportanttoidentifythestructures'damage.Andithasbecomeaveryhotresearchprojecttoidentifythestructures’，，，目录目录摘要研宄背景模态参数识别方法的概述模态参数识别方法的分类基于环境激励的结构模态参数的识别方法国内外研宄现状国外研究现状国内研宄现状本文的主要工作计划模态分析的理论基础结构振动的三个问题模态分析理

8、论的三个基本假设模态分析的基本理论与相关的几个概念频响函数的相关概念及理论脉冲响应函数的概念及