模态分析及信号处理在桥梁检测中的应用

摘要

本文介绍了国内外桥梁结构检测几种常用方法,并以土木结构动力特性为研究对象,用模态的方法对其进行研究,然后详细的介绍了几种常用的模态方法。文章重点研究了在环境激励下,桥梁结构的模态参数识别问题。
　　 首先,系统地介绍了环境激励下模态参数识别频域过程,重点讨论了峰值拾取法,并在深刻理解的基础上对峰值拾取法进行证明。
　　 其次,描述了几种常用的模态方法。重点介绍了,研究了它的算法过程,并讨论了把它应用在土木工程中的可行性。对模态参数识别的小波变换方法进行论证,通过该方法计算得出多自由度粘性阻尼振动系统的模和相位。详细研究了小波的阈值去噪和奇异性检测的过程,并对测得的桥梁扭转信号进行奇异性检测。
　　 最后,将模态参数识别方法应用到实际桥梁检测中。对实际桥梁进行外观结构检测,静力荷载检测和动力荷载检测。用ITD法计算出桥梁的固有频率和阻尼比,并和理论值进行比较。动力荷载检测以桥梁的加速度信号为研究对象,对测得的原始信号进行信号处理,得到桥梁固有频率,把它和理论值进行对比,得出相对误差,结果表明基于小波的模态分析方法优于其他模态方法。