考虑环境因素影响的悬索桥整体状态预警方法-东南大学学报.pdf

第４０卷第５期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．５ 　 ２０１０年９月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｓｅｐｔ．２０１０ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１０．０５．０３２ 考虑环境因素影响的悬索桥整体状态预警方法 １ １ ２ 丁幼亮　 李爱群　 耿方方 １ （东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，南京２１００９６） ２ （东南大学成贤学院，南京２１００９６） 摘要：基于长期监测数据并采用主成分分析方法建立了润扬大桥悬索桥实测模态频率的环境条 件归一化方法，有效地分离了环境因素变化对模态频率的影响，并在此基础上联合应用欧氏距离 判别函数和假设检验方法识别模态频率的异常变化．分析表明，该方法可以识别出悬索桥模态频 率０１％的异常变化，具有较强的损伤敏感性，并且不需要监测环境因素变量，适用于悬索桥结 构的在线监测与预警．此外，实测分析表明，悬索桥整体状态预警应选择非线性主成分分析方法 并采用高阶模态频率作为监测参数． 关键词：结构健康监测；结构损伤预警；模态频率；主成分分析；环境因素 中图分类号：ＴＵ３１１４１　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１０）０５１０５２０５ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｗａｒｎｉｎｇｏｆｈｅａｌｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｂｒｉｄｇｅｓ ｕｎｄｅｒｖａｒｙｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ １ １ ２ ＤｉｎｇＹｏｕｌｉａｎｇ　 ＬｉＡｉｑｕｎ　 ＧｅｎｇＦａｎｇｆａｎｇ １ （ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅａｎｄＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） ２ （ＣｈｅｎｇｘｉａｎＣｏｌｌｅｇｅ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＭａｋｉｎｇｕｓｅｏｆｌｏｎｇｔｅｒｍｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａｏｆＲｕｎｙａｎｇＳｕｓｐｅｎｓｉｏｎＢｒｉｄｇｅ，ｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎ ｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｍｅａｓｕｒｅｄｍｏｄａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｉｓｆｏｒｍｕｌａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅａｂｎｏｒｍａｌ ｃｈａｎｇｅｓｏｆｍｅａｓｕｒｅｄｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓａｒｅｆｕｒｔｈｅｒｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｅｕｃｌｉｄｅａｎｄｉｓｔａｎｃｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄ ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓｔｅｓｔｓ．Ａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｐｒｏｖｉｄｅｓａｇｏｏｄｃａｐａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｄｅ ｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｄａｍａｇｅｉｎｄｕｃｅｄ０１％ ａｂｎｏｒｍａｌｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｍｏｄａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ．Ａｎｄｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｎｅｅｄｓｎｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｈｅｎｃｅｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏ