桥梁结构模态参数的时频域识别

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1、桥梁建设2015年第45卷第2期(总第231期)26BridgeConstruction，Vo1．45，No．2，2015(TotallyNo．231)文章编号：1003—4722(2015)02—0026—06桥梁结构模态参数的时频域识别单德山，李乔(西南交通大学土木工程学院桥梁工程系，四川成都610031)摘要：为在时频域内识别桥梁结构的模态参数，针对HHT(Hilbert—HuangTransform)方法识别桥梁结构模态参数中存在的端点效应、模态混叠以及频率识别与阻尼识别相互耦合现象，应用带通滤波和扩展随机减量法对HHT方法进行改进，建立了一种基于现代信号时频域分析的桥梁结构模态参数

2、识别方法，然后基于MATLAB平台，编制了桥梁结构模态参数时频域识别程序，并以某吊拉组合桥梁全桥模型试验为例，利用实测数据对所提方法进行验证。结果表明，该方法能正确识别出模型桥梁的前l1阶竖向自振频率、前6阶阻尼比以及前3阶模态振型；阻尼比的识别结果为0．2～2％；识别结果与有限元模型修正后的计算结果相差不大。所提方法能正确、有效地在时频域内识别桥梁结构的频率、阻尼及模态等参数。关键词：桥梁工程；吊拉组合桥；时频域；模态参数；模型试验；阻尼比；自振频率；模态识别中图分类号：U441．3；U448．29文献标志码：AModalParameterIdentificationofBridgeStr

3、uctureinTime--FrequencyDomainSHANDe—shan．LJQiao(DepartmentofBridgeEngineering，SchoolofCivilEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Toidentifythemodalparametersofbridgestructureinthetime—frequencydomain，theexistingHHT(Hilbert—HuangTransform)methodwasimprovedbytheband—pas

4、sfilteringandextendedrandomdecrementmethods，consideringthattheproblemsoftheendeffect，modalmixtureandthecouplingidentificationoffrequencyanddampingwouldoccurastheHHTmethodwasusedtoidentifythemoda1parameters．Akindofthenewmethodforthemodalparameteri—dentificationofbridgestructurewasestablishedbasedont

5、hecontemporarysignaltime—frequencydomainanalysisandontheMATLABplatform，theprogramofthemodalparameteridentificationofbridgestructureinthetime—frequencydomainwascomplied．Bywayofexampleofthewholebridgemodeltestofacombinedcable—stayedandsuspensionbridge，thenewmethodwascheckedandverifiedbythemeasureddat

6、a．Theresultsoftheverificationshowthatthemethodcanbeusedtocorrectlyidentifythefirst11ordersofthevertica1natura1vibrationfrequencies，first6ordersofthedampingratiosandfirst3ordersofthemodalvibrationshapesofthemodelbridge．Theidenti—ficationresultsofthedampingratiosare0．2～2anddonotdiffermuchfromthecalcu

7、lationresultsupdatedbythefiniteelementmode1．Themethodcancorrectlyandeffectivelyidentifytheparametersofthefrequencies，dampingandmodalvibrationshapesofbridgestructureinthetime一收稿日期2014一O8一基金项目国家重点基础研究发展计划项目(2