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常用跨度铁路桥梁状态预警理论研究(2)

发布时间:2014-08-17 17:37

功率谱表示振动功率随振动频率进行分布的情况,物理意义比较清楚。
某个随机过程从统计的角度看其功率在各个频率点上分布情况,之所以不简单的用傅立叶变换变到频率域是因为:随机过程在每一个时刻都可能有一个不同的实现,就是说在每个时刻都表现为互不相同的时间函数,另外,不能简单的将信号用傅里叶变换变到频率域的原因是随机信号能量是无限的,也不满足绝对可积的条件。但由维纳--辛欣定理可知自相关函数与自功率谱密度函数互为傅里叶变换对,所以可以通过求随机信号自相关函数的傅里叶变换得到其频率信息。
功率谱密度函数描述离散随机信号的功率在频率域上的分布情况,反映了单位频带内的信号功率的大小,是频率的函数。
频谱分析中自功率谱密度函数的工程应用包括:动态信号的频率组成和频率结构分析,故障的判断和分析,材料寿命试验等。基于上述工程应用,本章对信号的功率谱估计釆用自功率谱密度函数估计。
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第五章结论与展望

5. 1结论
论文基于长期监测数据对单体桥梁状态进行实时安全预警,在这项技术研究过程中,针对其中主要技术和解决方案进行了详细的分析及论述,经过大量前

期准备工作,构造出新的实时预警参数,制定了该参数的安全预警限值,可以实现对32 m铁路桥梁状态实时安全预警的目标。本论文完成的主要研究工作如下:
(1)通过查阅大量资料,了解现阶段国内外在桥梁健康监测方面的最新进展、应用的理论方法以及应用于实际结构的评估方案,并且进行了概述,从各方面阐述了桥梁健康监测的重大意义和实用价值,以及现阶段应用于铁路桥梁健康监测系统中的不足,针对监测系统的不足之处,提出了状态实时预警技术的研究意义。
(2)本文采用一种新的积分方法和FFT手段,在最小误差范围内实现了加速度信号与振幅信号、加速度信号与频域信号之间的转换,以便信号的分析和状态指示参数的提取。
(3)通过分析信号时域特征,并且结合桥检规,选取最大横向振幅为状态指示特征参数。横向振幅受列车速度、载重等因素影响,在分析各因素影响效果后,开展了对横向振幅与速度的归一化研究。利用实时监测数据的相关性分析对列车速度进行估计,剔除了速度对最大振幅的影响。得到不同载重下的归一化参数后,对特征参数做统计分布分析,利用其分布规律,通过“3a”法则制定了预警参数的安全限值。
(4)由于时域中制定的归一化参数受列车载重等因素影响,因此第四章中,重新构造一种新的不随运行环境改变而改变的实时特征参量。首先对频域分析内容和方法进行叙述,选出适合的频域分析方法。对信号进行时频转换之后,做出振幅信号频谱图,根据频率特征和能量分布情况,提取频域方差为特征值参数进行试验性研究,对该参数进行统计分布分析与估计,制定新的实时预警参数安全限值。
实时预警参数的确定可以实现对单体铁路桥梁状态进行实时安全预警的预期目标,及时发现桥梁的隐蔽性危害,减少突发事故发生,保障列车行车安全,充分发挥桥梁的运营能力,有很好的实用价值。
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参考文献(略)

 



本文编号:8391

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