桥梁模态频率异常变化的概率检测方法及例证

作     者：邓扬 李爱群 刘扬 DENG Yang;LI Ai-qun;LIU Yang

作者机构：长沙理工大学土木与建筑学院湖南长沙410004 现代公路交通基础设施先进建养技术湖南省协同创新中心湖南长沙410004 东南大学土木工程学院江苏南京210096 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2015年第28卷第6期

页      面：887-895页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0813[工学-建筑学] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)(2015CB057705) 国家自然科学基金资助项目(51308073 51208067 51378081) 湖南省自然科学青年基金资助项目(14JJ3087) 

主　　题：结构健康监测 模态频率 桥梁结构 控制图 核密度估计 

摘      要：针对实测模态频率的随机性,提出了基于概率统计理论的桥梁结构模态频率异常变化的检测方法。建立桥梁实测模态频率与结构温度的BP神经网络模型,进而消除温度对模态频率的影响,在此基础上采用核密度估计方法得到消除温度影响模态频率的累积分布函数,然后采用标准正态分布的逆函数将累积分布函数转换为Q统计量,最后利用Q统计量建立用于频率异常检测的均值控制图。假设检验结果表明:Q统计量服从正态分布,从而解决了消除温度影响后的模态频率仍非正态的问题,满足了控制图对随机变量正态性的要求。分析结果表明,基于控制图的概率检测方法对桥梁模态频率的异常数据具有良好的敏感性。该方法可为大跨度桥梁健康监测数据的分析与应用提供参考。