[发明专利]基于车辆响应的桥梁空间模态振型获取方法及系统

权利要求书

1.一种基于车辆响应的桥梁空间模态振型获取方法，其特征在于，包括：

将检测车辆行驶通过桥梁，获得对应所述检测车辆在所述桥梁上行驶轨迹线测得的所述检测车辆的振动信号；

根据获得的所述振动信号，获得所述桥梁的对应该行驶轨迹线的振型曲线，对应行驶轨迹线的振型曲线为行驶轨迹线上各位置处桥梁按其固有频率振动时的振幅特征形成的曲线；

根据所述桥梁上多个行驶轨迹线对应的振型曲线，获得所述桥梁的空间模态振型，桥梁的空间模态振型为桥梁上各位置处桥梁按其固有频率振动时的振幅特征形成的曲面。

2.根据权利要求1所述的基于车辆响应的桥梁空间模态振型获取方法，其特征在于，根据获得的所述振动信号，获得所述桥梁的对应该行驶轨迹线的振型曲线包括：

将对应该行驶轨迹线测得的所述振动信号进行频域分析，获得该行驶轨迹线上各位置的频谱；

分别从该行驶轨迹线上各位置的频谱中提取桥梁频率，相应从所述振动信号中获得该行驶轨迹线上各位置处桥梁频率的振幅特征，获得对应该行驶轨迹线的振型曲线。

3.根据权利要求1所述的基于车辆响应的桥梁空间模态振型获取方法，其特征在于，所述检测车辆包括第一信号车和第二信号车，信号车用于获取所述检测车辆通过桥梁时所述检测车辆的竖向加速度。

4.根据权利要求3所述的基于车辆响应的桥梁空间模态振型获取方法，其特征在于，根据以下公式获得行驶轨迹线上位置x₀的频谱，以根据该行驶轨迹线上各个位置的频谱以及所述振动信号得到所述振型曲线：

其中，S(x₀,ω)表示桥梁上行驶轨迹线上位置x₀的频谱，表示第一信号车测得的竖向加速度和第二信号车测得的竖向加速度的差量，w(t-t₀)表示窗函数，x₀＝Vt₀表示检测车辆在桥梁上行驶轨迹线上的位置，V表示检测车辆通过桥梁的行驶速度，t₀表示检测车辆的行驶时间。

5.根据权利要求1所述的基于车辆响应的桥梁空间模态振型获取方法，其特征在于，对应行驶轨迹线的振型曲线为行驶轨迹线上各位置处桥梁按其固有频率振动时的振动最大幅值形成的曲线。

6.根据权利要求1所述的基于车辆响应的桥梁空间模态振型获取方法，其特征在于，根据所述桥梁上多个行驶轨迹线对应的振型曲线获得所述桥梁的空间模态振型之前，还包括：将所述桥梁上各个行驶轨迹线对应的振型曲线进行归一化处理。

7.根据权利要求6所述的基于车辆响应的桥梁空间模态振型获取方法，其特征在于，根据以下公式计算对所述桥梁上行驶轨迹线对应的振型曲线进行归一化处理的归一化因子：

其中，设定桥梁的质量矩阵为M，刚度矩阵为K，f₁表示桥梁的质量矩阵为M时的模态频率，表示桥梁的质量矩阵为M时模态频率f₁对应的振型曲线，满足f₂表示桥梁的质量矩阵产生改变量ΔM时的模态频率，表示桥梁的质量矩阵产生改变量ΔM时模态频率f₂对应的振型曲线，满足

8.根据权利要求1-7任一项所述的基于车辆响应的桥梁空间模态振型获取方法，其特征在于，具体包括：根据所述桥梁上多个行驶轨迹线对应的振型曲线进行曲面拟合，获得所述桥梁的空间模态振型。

9.一种基于车辆响应的桥梁空间模态振型获取系统，其特征在于，用于执行权利要求1-8任一项所述的基于车辆响应的桥梁空间模态振型获取方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的基于车辆响应的桥梁空间模态振型获取方法的步骤。