中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
運營橋梁振動監(jiān)測數(shù)據(jù)的時頻分析
在自由車輛及環(huán)境荷載激勵下橋梁加速度響應(yīng)數(shù)據(jù)的頻譜特征在有車上橋時段和無車上橋時段呈現(xiàn)出了明顯的差異。圖3-4為有車上橋時橋梁加速度響應(yīng)的時程及頻譜，2-4Hz 的振動能量占有了絕對的優(yōu)勢，橋梁低頻振動成分幾乎被此車輛激振的響應(yīng)淹沒，低頻振動頻點的頻譜峰值不明顯，且在非結(jié)構(gòu)頻點處存在峰值；圖3-5為無車上橋時橋梁加速度響應(yīng)的時程及頻譜，2-4Hz 的振動能量大大降低，1Hz 以下的低頻振動能量占有優(yōu)勢，其頻譜峰值明顯。
對大量監(jiān)測數(shù)據(jù)進行上述類似的分析，可得到如下結(jié)論：
1) 車輛為橋梁附加質(zhì)量，從而導(dǎo)致固有頻點的頻譜峰值發(fā)生偏移。
2) 由車輛激勵導(dǎo)致的橋梁受迫振動由于能量太大，加之現(xiàn)有采集精度及
采樣頻率有限，將會對橋梁很小的低頻振動產(chǎn)生較大影響，表現(xiàn)為低頻振動的
頻率點處頻譜峰值發(fā)生偏移。
3) 不同車輛上橋時橋梁頻譜特征也有很大差異，固有頻點位置不穩(wěn)定。
4) 利用包含大量有車時段的數(shù)據(jù)進行模態(tài)識別其可信度和精度必然降低。
綜上所述，既然消除車輛激勵對模態(tài)識別可靠度和精度的影響比較困難，本章提出回避有車上橋時段，只利用無車上橋時段的數(shù)據(jù)進行識別。但是對于運營橋梁而言，無車上橋區(qū)段的時間很短，且隨機出現(xiàn)，為了綜合利用眾多很短的無車時段的數(shù)據(jù)來提高模態(tài)參數(shù)識別精度，我們首先要利用小波分析技術(shù)進行單模態(tài)提取。
對濱州黃河公路大橋、哈爾濱四方臺大橋以及東營黃河公路大橋的實測加速度數(shù)據(jù)進行頻譜分析，結(jié)果表明這些橋梁的大部分低階模態(tài)不密集，各階模態(tài)之間耦合程度較小，各階模態(tài)對應(yīng)的頻帶峰值明顯且相互干擾較小，因此提取加速度數(shù)據(jù)中各階單一模態(tài)對應(yīng)的頻帶進行頻率和振型識別是可行的，精度完全滿足工程要求。傳統(tǒng)的基于 FFT 的頻帶提取技術(shù)適用于頻譜特征在整個時域內(nèi)相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，而由上節(jié)的分析可知橋梁加速度數(shù)據(jù)頻譜特征在時域內(nèi)是不穩(wěn)定的，另外大型橋梁的加速度數(shù)據(jù)在時域上有一些不穩(wěn)定區(qū)段，處理這樣的數(shù)據(jù)，F(xiàn)FT 具有先天的不足，而具有時頻分析能力的小波分析技術(shù)卻具有先天的優(yōu)勢?；谛〔ǚ治龅念l帶提取技術(shù)不但能很好的提取數(shù)據(jù)中的給定頻帶成分，而且可以很好地保留此頻帶成分對應(yīng)的時域特征。但利用小波分析提取頻帶時也有一些問題，下面就這些問題進行具體分析，并給出解決方案。
《來源科技文獻，經(jīng)本人分析整理，以技術(shù)會友，廣交天下朋友》
