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1 工程结构 30 2008 3034 3044 工程结构 动态监测大跨度拱桥 作者 Filipe Magalh es lvaro Cunha Elsa Caetano 文章信息 文章历史 于 2008 年 1 月 29 日修订 2008 年 4 月 16 日收稿 2008 年 22 日 传于网上 关键词 环境振动试验 动态监测系统 自动识别模态参数 频域分解 描述 一种新的多通道动态监测系统最近安装在波尔图的杜罗河城上的大跨度混 凝土拱桥上 在葡萄牙叫 皇子 的桥梁 本文介绍在实验和数值模拟研究开发后 不久 大桥开工建设 这座桥安装的监控系统是它的特点 并提出处理与发展数 据是不断通过 Internet 接收数据的软件所取得的 初步研究包括一个环境振动测 试的发展和一桥数值模型 这是通过 调整 来适应环境振动试验所确定的桥梁动 力特性施工方法 这些程序实施包括与频域分解法桥的固有频率上线自动识别 跟踪桥的前 12 阶固有频率 因为只有高品质的采集设备和具有先进的处理算法 的组合是这种独特的功能是可能的 2008 年 Elsevier 公司版权所有 1 简介 在过去几年里 人们常常观察桥梁的动态行为 不仅因为一个数量庞大的结构 的熟悉 而且也因为日益复杂的新桥梁 此外 最近的技术进步作出了贡献 使 安装和常驻动态监测系统更实用 经济的运作 并允许一桥的情况几乎即时分析 如今的技术标准允许进行系统远程控制和实时数据检索 根据 Ko 和 Ni 1 在世 界各地 至今有 40 个大跨度的桥梁 含跨度超过 100 米 拥有健康的监测系统 的仪器 为了盈利 利用技术的发展 并有一个系统 为在平常条件下连续的在线数据 采集处理非常有用 应用产生的输出作为结构的健康指标 模态参数 特别是自 然频率可用于在 2 的证明 这最重要的 以后的自然频率识别 数值模型应用 于所提取的结果对环境变量 空气温度和湿度 如果显着 其额外的有关质量 2 效应自然频率将影响大桥的交通 经过这些因素影响的消除 频率的变化只能是 由于与损害部位的刚度降低有关 在这方面 在正常运作的天然频率测量工具自 动识别验证是桥梁反应的根本 作为以后的损伤检测算法是否成功 是根据这些 自然频率估算的准确性而定 此外 至关重要的是 这些程序在足够强大的网络 基础上 以提供几乎实时的参数 结构特征的病情 此功能特别有助于快速评估 自然或人为灾害发生的基础设施 目前 它是适当时机进行全面的桥梁与实际应用的先进商业可用的动态监测与 处理程序的硬件结合的最新理论发展的基础 在这种情况下 多渠道的动态监测系统最近安装在大跨度混凝土拱桥 不断评 估其动力学模型参数的变化 应用程序的最终目的是表明了该方法的使用的损伤 检测的可行性是基于模态参数 本文介绍了设备安装前开发的实验和数值研究 监测系统使用的特点 并提出 用 Matlab 程序开发所取得的成果 通过互联网来处理接收到的数据 初步研究包括一个环境振动测试 提供了监控系统的设计和一对 这是 调整 来适应环境振动试验确定了大桥桥动力特性的数值模型建设的重要信息化的发 展 此数值方法是必要的 为改善结构的动态行为 并为未来创造一个基准模型损 伤检测研究 实施执行的程序上线桥的固有频率自动识别基于频域分解法 使桥的前 12 阶 固有频率跟踪 这种独特的功能是可能的 因为高品质的采集设备是与最先进的 处理算法的状态结合起来 2 桥的说明 杜罗河是由交叉连接盖亚的波尔图 在葡萄牙北部城市有几个优秀的桥梁 19 世纪的 metallic Maria Pia 桥和路易斯本人与 20 世纪的桥梁混凝土桥梁 Arr bida 和 S Jo o 桥 在 21 世纪 一个新的混凝土拱桥公司世纪的开端 皇子 桥梁 图 1 3 图 1 皇子 桥有两个基本要素 一个非常刚性的预应力钢筋混凝土箱形梁 4 50m 深 有极浅的薄钢筋混凝土拱支 1 50 米厚 如图 2 所示 在海拔断面图表示 2 280 之间的拱桥桥台和 25 米米上升到桥顶从而表现出浅薄比例大于11 1 在中段 70 米 拱和甲板满足定义箱梁 6 米深处 那个拱等厚度 宽度从 10 米增 加中央跨度在弹簧 3 线性可达 20 米 由相对于拱长到甲板高的刚度的结构 并 与基础之间的中间相距 35 米的弹性支持定义的梁桥 4 图 2 高程和桥跨 极浅的桩和拱的弹性是桥建设复杂 需要十分准确的几何形状 变形和部件控 制 这种控制是由三个独立的仪表系统 混凝土构件 包括应变计 clinometers 和温度传感器 花岗岩岩石斜坡 与结构的振动监测实验室用来衡量定期的振 动弦理论电缆安装驱动力 4 这三个仪器系统提供了结构行为的准确理解和支 持 设计师和在建设中的几个关键时刻的构造 由于在这个阶段的监测活动明显 的效用 业主决定 以保持静态监控系统后桥通车工作 并同意安装一个新的长 期动态监测系统 由 ViBest 建议与设计师的支持 它指出 有关的桥是进入波尔图市中心的主要入口之一 因此它是大容量交通 划线 在繁忙时间 经常出现汽车和公共车拥堵 3 环境振动试验和数值模拟 3 1 环境振动测试程序 一个动态监测系统的设计需要有对结构的固有频率和振型配置的知识 最方便 的方法进行估计参数模态实验与一个环境振动试验 此外 在这些测试中收集到 的数据是由动态监管 同时识别算法可以使用动态监控系统 记录的数据类型相 同 而 皇子 桥梁环境振动试验 不干扰其正常使用 从交通引起的振动和风力 得到数据 为了测量加速度低振幅 使用 4 三轴 18 位强震动记录 图 3 5 这些设备都是由高灵敏度的内力平衡加速度计 18 位模拟数字转换器 电池 使一天的测试 内部存储器来存储获得的数据和传感器外部 GPS 以确保准确的 时间 使自主构成同步测量记录各单位的独立 避免了电缆 图3 仪器横截面 椭圆形表示参考交叉部分 并与外部的 GPS 一三轴强震记 录图像传感器 在环境振动试验 长期担任记录的仪器在参考截面 图 3 第 8 条 位于参考甲 板 在甲板 上游和下游 两侧 另外两个录像机扫描测量桥面在其他 15 个跨 部门的代表在图两侧沿三个相互垂直方向的加速度 图 3 每个传感器的布局 每 16 分钟进行收集 采样频率为 100 赫兹 一个是由采 集设备过滤器施加值 5 这是远高于此桥要求高 因为桥的最相关的自然频率 低于 10 赫兹的 因此 抽取 采样率降低后 申请一个数字低通滤波器 切割 频率等于 0 4 倍的新的采样频率 数据识别工具的使用 从100 降低采样频率赫 兹到 20 赫兹 3 2 模态参数识别 从测试过程中收集的数据环境振动模态参数识别是实现两个独立不同的理论 基础 outputonly 鉴别方法 频域分解 在频域开发 和数据驱动随机子空间识 别 在时域发展 一个由这两种方法所提供的结果进行了详细的描述 提出 6 它也表明 这两种方法所提供的估计是非常一致的 在本文中 只有方法的结果 是最常见的 为适应这种方法是要在所监测系统收集的数据加工 该方法的第一步是建设有一排的频谱为每个测试设置环境反应的矩阵 每个自 由度测量 并与每一个当选的自由程度作为参考 因此 交叉谱列包含在与各参 考点对应的响应所有测量点的结构响应 6 在目前的应用 被认为是四个时间为每个系列仪表部分 上游和下游的垂直加 速度 平均两个横向加速度测量值和平均两个纵向加速度测量值 因此 8 行和 4 列谱矩阵的设置 这些矩阵的元素估计采用韦尔奇过程中除以 102 4 秒 2048 分 可用时间段系列 7 考虑了 66 之间的重叠部分 并采用汉宁窗 以减少 泄漏 所选择的参数允许的时间段平均超过 26 生产与实现的 0 00977 赫兹频 率分辨率光谱 它可以表明 8 在某些假设 白噪声激励 低阻尼和正交模式模式密切形状 频谱在每个自然频率表单自动单谱密度函数矩阵的奇异值附近自由系统的学位 以相同的频率和阻尼结构的振动模式 图 4 给出了覆盖所有设置规范化的奇异值的平均值 这个图形是一个安装 在每个频率成分的合成 并允许目前 十三共振频率识别在分析频率范围 0 5 赫兹 与垂直线的虚线标示 图4 奇异值平均值 振型估计从评估在查明自然频率和与包含的山峰奇异值矩阵奇异向量相关的 频谱 在每一个设置中有八个形状部件的计算模式 在每个设置处理时间序列 数 然后这些组合在一起使用在参考部分的组件 在所有设置估计 正确设置 规模确定的每个环节上 图 5 7 显示了桥面振动所确定的某些模式与Artemis 软件绘制 9 相比之下 由这些数值模型 在下一子一节中描述的那些规定 7 图 5 顶视图第一 第二和第三侧弯模式 3 3 数值模拟 桥梁结构行为建模与 ANSYS 软件采用三维有限元吧 截面属性 面积 转动 惯量 扭转惯性和剪切挠度常数时刻 的定义是根据甲板 拱 柱的几何形状 37 个千兆 由桥梁施工过程中进行的测试提供的值 相同的弹性模量是通过了 桥面与拱混凝土和 34 千兆 通过一个具体的欧洲标准定义 C35 45 值 的弹性 模量的考虑具体列 甲板间和最高列 货币供应量 M1 和 M6 图 2 连接铁板一块 而其他列 和基台连接由两个单向滑动轴承提供锅 这些轴承允许沿大桥和在各个方向旋转 纵向方向运动 然而 因为是在环境振动测试的情况下 这些连接的行为可以是不同的 对 于振动水平低 摩擦力可以防止位移或旋转 8 图6 侧面观 前5垂直弯曲模式 为了分析模态参数对这些连接行为的影响 制定了三个可供选择的模式 模 式一 M1 纵向位移和旋转免费在所有锅轴承 模型二 M2 纵向位移和 旋转固定在所有的锅轴承 模型三 M3 纵向位移和旋转固定列的轴承但在 基部自由 图7 侧面观的第一和第二扭转模式 由三种模式所提供的最相关的方式自然频率见表 1 模型 1 和 2 来计算建立以 前定义的属性的材料固有频率的数值的下限和上限 一种垂 6 模式的自然频率有 显着的变化是指出 特别是与第一种模式相关联 9 实验表明 识别模式在甲板上经历了纵向运动 因此 基底的固定在纵向运动 的假设是不正确的 另一方面 货币供应 M3 的模型表明 即使固定的相对运动 和所有列旋转 第一模态频率的数值大大低于实验一低 为了更好地了解桥纵向的行为 进行了两个额外的测量 在附近的盖亚银行扩 大联合和纵向加速度盖亚坝肩甲板纵向加速度 所收集的时间序列谱代表图 8 这些图形显示的是在桥基部的自然频率响应的存在 特别是与一些 在第一个自 然频率垂直模式存在 这意味着 基台与第一垂直弯曲模态 由于摩擦力的存在 相关的动作调动起来 因此 在桥的行为 需要在适当的建模水平弹簧模型模拟 了 3 列入附加刚度提供的基部 图 8 在甲板和盖亚台自谱纵向加速度测量 这最后的结论导致了一个 更正确 的桥 模式 4 模式的发展 这种模式是 类似模式 3 但包括在每一个刚度常数 是为了调整 以获得频率的数值模拟与 实验之间良好的匹配坝肩水平的春天 表 1 表明 模态参数之间的最终数值模型 和试验的相关性非常好 与自然频率的相对误差低于5 和MAC 值总是大于0 95 10 比率模式之间的相关措施形状 1 这意味着只不同形状的模式 其规模 因素 0 这意味着形状是正交的模式 4 监测系统 传统的监测系统是基于一个中央采集系统 这是所有的传感器相连 但是 它 更方便的沿线分布的数字化仪监测结构 以降低传感器的电缆长度 因为这些是 敏感的 可以损坏传感器的电子信号的电干扰 此外 在数字化 由多个传感器 10 收集的信息可以传送一个单一的以太网电缆 因此 此替代解决方案 安装变得 更加简单 信号噪音会降低 这些优势后 提高大型土木结构的参与 每当数字 化仪之间的距离超过 90 米 这是必要 以取代光纤光缆的以太网电缆 可以跨 越长距离无信号的干扰 使这一安排更灵活 随着高信号同步模态分析是必不可 少的 这种监测系统的体系结构类型要求对数字转换器的时钟同步性好 这可以 实现与同步的分布式数字化仪连接电缆或一台 GPS 天线和接收机的每个数字化 同步 鉴于 其使用的卫星所提供的信息的内部时钟 而 皇子 桥梁动态监测系统基本上是由 12 个力平衡加速度计 数字化仪和 重新编码单元 2 和 Internet 路由器 它是安装在甲板箱梁沿根据该计划提出了 桥梁分布组成图 9 由于结构几乎是对称的 以前执行的环境振动试验证 明 该模式也近似对称的形状 就决定把仪器只是一个桥的一半 因此 现有的 12 个加速度计是分布在四个部分 三个传感器装备每部分 一 横向加速度测 量在上游和下游两岸垂直加速度和二 环境测试表明 在所分析的模式 扭转频 率范围内的存在 力平衡加速度计使用 FBA 的胚胎从 Kinemetrics 的 U2 乐队 有 145 分贝的 动态范围 频率范围在直流至 200 赫兹的敏感和他们的测量范围可上升至 4 克 在目前的应用程序之间测量范围 0 25 C0 25 克是固定的 为了优化传感器的灵 敏度 从而减少噪声的影响 同时保持一个保守的加速度范围 最大观察到的加 速度低于 10 毫克 11 图 9 监控系统方案 每一个数字转换器允许动态通道连接 是与一个 24 位模拟数字转换器的装备 和允许对采集到的数据同步到中心遥测站点和一家本地记录单元链接 在目前的 安装 数字转换器被放置在第 S2 和 S4 图9 连同本地备份磁盘 这些记录 的单位中有保证的 Internet 连接失败的情况下没有数据损失 在第 S2 和 S4 位 于数字转换器是由相互连接的以太网电缆 另一个以太网电缆连接部分 S4 和路 由器之间是本地网络和互联网接口 字化仪之间的同步实现两个 GPS 天线和接收机 使两个单位的内部时钟不断 更新 这两个单位的内部时钟 由两个数字转换器产生的数据是否已收到 FEUP 工 程的波尔图大学医学院 其中数据集成软件生成与尽可能多的列的传感器数量 ASCII 文件 相应的加速时间序列与预先定义的采样率和长度 为了监测这座桥 50 Hz 的采样频率和 30 分钟的长度被选定 因此 每半小时一新的ASCII 文件 有 12 列和 30 60 50 90 000 线 e 创建于 FEUP 在位于一台电脑 处理这些文件 然后在下一小节中描述的软件 在时间序列的长度选择 优先考虑的模态参数估计的质量 以获得一个系统 能够探测小刚度变化 如果目的是为了有一个异常迅速报警 该文件的长度可以 12 减少 但估算的精确度会降低 一个很好的妥协可能会再到目前的估计不准确的 自然频率使用短的时间内 快速检测和突发异常重要 并在每个 30 分钟结束时 获得更精确数据的估计 最后 这是非常重要的 该系统 如采样频率和时间段长 及参数的分析方法 来检查系统的状况 如 GPS 信号 数字化仪内部温度和输入电压质量 的配置 是否进行了控制 这种动态监测系统的补充 一个独立的静态监测系统 执行一个或两个每小时 收购 这是安装在建设中的桥 11 包括应变计 clinometers 和温度传感器 在混凝土中的温度传感器的测量是利用数值模型 提取温度从确定自然频率的影 响发展的关键 此外 一个气象站存在密切的桥梁记录所有重要的环境因素 气 温 湿度 风速和风向 其也可用于研究的模态参数的确定这些变量可能产生 的影响的措施 5 数据处理例程 在一个监测方案范围内 这是非常重要的是要有对到达的数据连续处理 良好 的工具 以便永久提取与物理意义 然后可以用于结构健康评估参数 图 10 介绍的监控系统内的数据流 突出了 Matlab 正在开发 以执行一些 任务 每 30 分钟 后一个新的 30 分钟时间的 ASCII 文件的创建 例程 已经 实施套路包括在线执行下列任务 一个与原始数据 50 赫兹采样 可用于以后试验的替代处理方法数据库 预先的数据处理 以消除和减少抵消采样频率从 50 赫兹到 12 5 第一 12 种模 式都低于5 赫兹 数据处理与模态参数的自动识别 一个与处理结果数据库 与最相关的结果图显示 用 如温度和湿度 的环境条件模态参数变化分析尚未完成 因为这需要研究 数月 测量系统已经工作了两个月 对损害的检测阈值的定义是基于前面的分析 而定 已为模态参数的自动识别开发例程描述了第 5 1 节 图 11 介绍所已对两个前处理时有两个不同的时期相关的系列组开发的软件 创建的情节 在小流量下晚上下班高峰期间 13 图 10 监测系统内的数据流 图11 时间序列经过预处理 在夜间和交通高峰期间收集 5 1 自动识别模态参数 自然频率的自动识别是一个连续动态监测系统中最重要的特征之一 因为损伤 检测这些动态参数的算法成功是强烈的估算的精确度而定 因此 大量的研究正 在发展这个主题下面的不同方法 刘等人 12 提出的分析方法适合一个数值 14 模型数据的最新发展文献综述 Brincker 等 13 提出了一种在频域的一频域 分解法 民阵 在适用于环境振动测试期间收集的数据的方法 自动执行替代性 非参数方法 作为第一种方法来解释安装的监测系统收集的数据 因此 该方法在 Matlab 实现自动处理的时间序列所创建的每半小时 在本文中 前两个系统的操作 从 2007 10 17 至 2007 12 17 个月的结果 如前所述 该阵线方法的第一个步骤包括谱的计算矩阵的每个数据集 在目前 的应用程序 所有的传感器当选为参照 所以这是一个 12 12 矩阵 加速度通道 数等于 12 矩阵的汽车和交叉谱 计算了 0 0061 Hz 分辨率 使用来自同一 个总长度为 30 分钟的时间序列片段 并采用汉宁窗和 50 的重叠 然后 这个 矩阵进行奇异值分解 生产 针对每一个频率 12 个奇异值和载体 作者作为频率函数的第一个奇异值的图形允许的自然频率 这与相关的视觉识 别的高峰 图 12 彩色地图 提出了由一个顶视图 颜色是振幅函数 所有第 一奇异值谱相关的所有 30 个观察期 最小间隔从 2007 10 17 至 2007 12 17 日 48 61 2928 设置总额 十三垂直的是体现在这个数字 根据他们的 特点 在研究期间的桥梁固有频率的演变 它也表明 单个图片可以用来提供在 一个长期观察结构的一个动态行为的概述 图 12 彩色地图及随时间变化的信号的频率 从 2007 10 17 至 2007 12 17 第一次奇异值谱为自然频率的自动识别起点 所采用的方法是根据文献 13 和对重复应用程序包括以下步骤描述的 对在搜索域光谱最大识别 在一开 15 始 这是等于预定频率范围内的用户 周围的点的选择确定的高峰期 导致类 似的模态 从第一奇异向量识别 使用 MAC 系数 10 相似措施 如果所选号 码的积分比预定值较大 如果在双方的高峰点 确定峰当选为自然频率和分选组 称为模态域 否则 山顶是假设与数据的噪声 这个简单的标准具有物理意义的 山峰选择工作相当不错 在这种应用中 但对于低质量的一个更强大的数据处理 标准 可能需要暗示的 钟 形分析 通过去除搜索域的频率重新界定以前 选定的组百分点 在搜索域减少重复这些步骤 直到有一个确定的自然频率已 经达到指定数量 搜索设置为空或最大的频谱幅度比预定最终噪音水平 本方法的优点之一是用户定义的参数相对较少 这些措施包括频率分辨率 频 率间隔下的分析 各点的 MAC 值限制在同一个模态域和域的模态点的最小数目 按照预计的数量 自然频率的噪音水平是可以用来缩短为最大值搜索次数可选参 数 在本应用中 分析是在频率范围从 0 5 到4 5 赫兹 拥有0 0061 赫兹 0 8 的最低固有频率 的频率分辨率 12 名自然频率数是自动识别指定了 0 4 极限 值被选定为唯一的模式 theMACand 领域拥有超过 7 点进行了审议 频率分辨率的规格是至关重要的 如果该值过小 段使用的时间越长 平均数 为低 噪音量较高 因此自动识别变得更加困难 另一方面 较高的值减少对 自然频率的识别精度 取得的经验数据分析表明 从这座桥 最好是选择的 MAC 0 4 值低 在这 种方式 在搜索域指向数量减少得更快 而虚假鉴定人数减至最低 但是 应该 指出的是 这一战略是不足够的 如果传感器的数量很少 MAC 的分辨能力与 振型的传感器数量增加 和类似的模式 相邻的自然频率形状预期 该点的模态 域的最小数目 显然是与 MAC 限制 总括来说 重要的是要强调的是 所有的模态参数的自动识别参数的正确选择 应该是由于在评估期间进行敏感性测试 图 13 说明了实现自动识别应用到一个算法的时间序列输出设置在观察期间 收集 该图显示了前两个模态奇异值和域相关联的每个高峰 该模态色域上的自 然频率识别和相应的坐标依赖于顺序是 MAC 值 可以注意到 在附近的自然频 率 2 2 赫兹 还有一些被列入各自的模态域 而不是新的自然频率识别小峰 因 16 为 它 会 发生 如果 一 峰 选择 了 用简 单 的算 法 图 13 自动识别自然频率的设置 2007 11 18 自动收集所有的 2928 设置的自然频率识别允许在图提出的图形建设 14 其中包含了所有独立的分析数据集提供的估计 这显示了大桥的第一个自然频 率 在观察期间变化 存在一些空白 由于维修过程中被该系统的运作的头几个 月所需的任务 很显然 自动模态的识别算法提供作为与错误的估计 当然是 很明显 除了从横向排列 是相当小的关联点的数量非常好的效果 此外 它可以消除错误的估计 认为是离群这几点 在目前的应用 外面由 C1 5 倍的标准偏差分别为 异常值 平均分为假估计值定义的时间间隔的点 使用这个统计分类 虚假估计固有频率的比例等于 1 9 图 15 提供了两个在图提出的图形缩放 14 后的离群消除 这是有关遵守 该方法能够确定的前两个密集的自然频率及与环境温度的振荡频率的 11 模式的 自然非常小的变化 在监测期内所提出的相关变焦 日平均气温约为 16 C 和日 气温变化幅度约 10 三是第 11 届模式是模式之一 具有较高的频率与温度的依 赖 在这种情况下 约 1 aprox 0 04 赫兹 的日变化进行观察 17 图 14 确定了第 12 种模式的自然频率 表二载列的平均值和标准差估计固有频率的监测系统提供的和比较 以前与环 境振动测试获得的这些值 平均值与环境振动测试相关始终较低 这种差异可以 解释的温度的影响 因为环境振动测试是在夏季 自然频率随温度的增加而降 低 也由混凝土硬化 在过去二年 最后浇筑 2002 年 6 月环境振动测试 2005 年 6 月 监测 十月至 2007 年 12 月 另一方面 受监测系统提供的自然频 率的估计标准差比从环境振动测试结果要高 由于温度的影响 这显然是更重要 的在长时间的观察期 该模式的形状与相关的监测系统确定是通过与有关的最初选定的山峰奇异向 量估计的自然频率 第一次 12 2007 12 17 期间所有收集的设置模式 估计平均 模态坐标的代表在图中复杂的领域 16 垂直和横向模态坐标是在不同的颜色 代表 以便与不同类型的模式的区别 所有的模态坐标是在横轴 这意味着所 有的模态是真实的 图 15 两图缩放 14 以证明其密集的自然频率和 11 日温度模式振荡频率的 变化自然鉴定成功 18 这些结果证明了该模态参数识别的质量和显示的 GPS 传感器提供了良好的同 步数字转换器 一个不完美的同步将导致阶段 从不同角度为 0 或 180 之间自 由的由不同数字化仪测量度 绘制形状的模式进行了比较与模态确定从收集的所有数据集 在本分析监测期 内 使用MAC的比例 图 16还介绍了averageMACvalues和minimaMACvalues 从这种比较的结果 平均值总是大于 0 99 最低值总是大于 0 8 显示该模式的 形状 在首两月的监测 估计是非常一致的 图 16 首先确定了 12 个模态的连续监测中的应用时间序列采集系统在 2007 12 17 手段和陆委会之间的比例绘制模式和所有模式之间确定的时期和 19 2007 年最低 2007 10 17 12 17 横向模态坐标为红色代表 以蓝色为代表的 垂直模态坐标 有关引用这个数字传奇色彩的解释 读者可以参考这篇文章的网 络版 模式之间的直接比较的形状所提供的环境振动试验 在图 5 7 表示 和监控 系统的估计是不可能的 因为自由的测量度不尽相同 然而 这两个估计叠加显 示 他们都非常相似 图 17 列出的前四个模态这种比较 图17 形状之间的模式之比较确定与环境振动测试和持续监测系统使用的时间 序列在 2007 12 17 收集 在模态参数的自动识别中描述的过程的主要限制因素是自然频率估计的频率 分辨率和不足估计模态阻尼比依赖的准确性 它有可能获得这些系数的估算 自 相关的反快速傅立叶变换的模态选择的结果函数域的点由指数衰减拟合这些函 数的信封 然而 这件质量依赖于所选择的时间间隔是否足够 这任务并不容易 实现自动化 防止有限的频率分辨率低 频率 温度对观测的影响 如预期的变 化是非常低的 6 结论 本文介绍了实验和数值工作 然后成立一个连续大跨度混凝土拱桥动态监测系 统开发 安装的监控设备的特点 并显示最相关的应用程序所执行的程序提供成 果 在数据采集前 2 个月的监测 一个初步的环境振动试验 为监测系统的设计至关重要 特别是对测量点的选 择 并为发达国家数值模型校准 后者是一个重要的依据 损害情景模拟 以测 试为基础的振动损伤检测技术应用的可行性 数值模式也基本了解的桥梁强烈影 响其动态特性的支持 20 Matlab 的程序开发进行联机不断通过互联网传送的数据处理证明是非常有效 和可靠 事实上 他们允许用虚假鉴定 极少数全自动桥的前 12 共振频率识别 这种独特的功能是可能的 因为只有高品质的采集设备是结合最先进的处理算法 评估期后 国家要指定自动识别程序所需的参数 在频域分解法自动版本识别能力 也表明密集模式 因为这是桥的前两种模式 的情况下 并检测到非常小的频率变化 aprox 0 04 赫兹 的空气温度振荡 动机 作为一名未来的系统升级 一个自然频率自动对 SSI 的冠状病毒的识别方法替 代程序实现现在正在开发中 这些新的程序将允许一定的自然频率更准确的识 别 并识别模态阻尼比 提出用相对较短的观察期间的有关结果 今后几个月的运作一定会非常有用 以确认所开发的程序的效率 创造一个数值模式开发数据库提取的影响和环境变 量交通强度对已确定的模态参数 如果相关 致谢 1 所有的支持提供了科学和技术葡萄牙语基金会 首都区 为研究的长期 动 态 监 测 领 域 的 发 展 以ViBest FEUP 2 博 士 四 奖 学 金 SFRH BD 24423 2005 所提供的 FCT 的第一作者 3 由桥梁设计师 教授 大丰塞卡和桥所有人提供支持 新城做波尔图 参考文献 1 Ko JM Ni YQ Technology developments in structural health monitoring oflarge scale bridges Eng Struct 2005 27 1715 25 2 Peeters B De roeck G One year monitoring of the z24 bridge Environmentaleffects versus damage events Earthquake Eng Struct Dyn 2001 30 149 71 3 Ad o Da Fonseca A Millanes Mato F The infante henrique bridge over the riverdouro in porto portugal Str