-
题名基于局部FBG应变计阵列的车辆激励桥梁模态监测
- 1
-
-
作者
段振辉
张发祥
姜劭栋
孙志慧
刘兆颖
申永旭
-
机构
齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省计算中心(国家超级计算济南中心)算力互联网与信息安全教育部重点实验室
山东省计算机网络重点实验室
-
出处
《光子学报》
北大核心
2025年第4期137-149,共13页
-
基金
山东省科技项目(No.2022TSGC2165)
山东省自然基金项目(No.ZR2021MF126)
济南市科技局项目(No.2020GXR010)。
-
文摘
针对光纤传感器在桥梁模态监测过程中监测成本高、传感器布设困难、施工难度大等问题,提出一种基于局部安装光纤布拉格光栅应变传感器阵列的中小桥梁振动模态在线监测传感系统。设计了一种便于安装的高分辨率长标距光纤光栅应变计阵列,基于在线监测的应变阵列数据,提出一种灰狼优化算法-变分模态分解的桥梁模态(频率,阻尼比,振型)提取方法。在日照至南阳国家重点高速公路的南宋水干线大桥进行局部安装光纤光栅应变计阵列的过往车辆激励桥梁在线测试,以验证光纤光栅应变计阵列仅布设于桥梁局部位置监测桥梁模态的有效性。结果表明,所设计的光纤光栅应变计阵列能够有效拾取过往车辆激励的应变信号,动态应变分辨率达到0.1με。灰狼优化算法-变分模态分解法能够分离车辆非平稳信号和桥梁谐振信号,一阶模态振型与有限元仿真模拟结果Pearson相关系数为0.95248。将该监测方法与传统电子传感器监测方法进行比较,以传统电子传感器结果作为基准,结果表明在车辆激励下,光纤光栅应变计阵列测得桥梁一阶模态的振动频率误差小于1%,阻尼比的误差小于5%。同时光纤光栅应变计阵列也可以反映温度变化导致的桥梁峰值频率的微小变化。提出的在线监测传感系统和方法在不增加额外传感器的情况下,利用布设于桥梁局部位置的应变传感器阵列提取桥梁模态信息,为在线监测桥梁结构的动力特性,利用少的投入实时获取桥梁结构健康关键信息,提供一种新的方法。
-
关键词
桥梁模态识别
光纤光栅传感器阵列
变分模态分解
信号处理
局部安装
-
Keywords
Bridge modal identification
Fiber Bragg grating sensor array
Variational mode decomposition
Signal processing
Partial installation
-
分类号
TH741
[机械工程—光学工程]
TU399
[建筑科学—结构工程]
-
