基于广义谐和小波的苏通大桥实测台风演变功率谱

摘要

已有研究表明大跨度桥梁桥址区实测台风风速数据表现出非平稳特性,基于平稳随机过程假设的台风脉动风速谱不能准确描述脉动风的非平稳特性,有必要对大跨度桥梁桥址区台风演变功率谱(EPSD)开展研究.本文对苏通大桥结构健康监测系统(SHMS)所测台风数据开展台风EPSD分析.针对非正交小波在Spanos-Filla框架下估计台风EPSD的不足,引入正交的广义谐和小波(GHW)对苏通大桥实测台风演变功率谱开展分析,因GHW系数计算过程引入了快速傅里叶变换(FFT),且权系数求解方程组中系数矩阵为对角阵,故台风EPSD计算效率得到提升.实测台风演变功率谱分析结果表明,基于Spanos-Tratskas框架估计台风EPSD较Spanos-Filla框架而言计算效率有所提升,并可以克服因小波系数选取不当造成的EPSD数值计算困难;脉动风速功率谱具有明显的时变特征,且总体上低频区含能较高而高频区含能较低.