[发明专利]长大跨桥梁的涡激振动预警方法、装置及终端

权利要求书

1.一种长大跨桥梁的涡激振动预警方法，其特征在于，包括：

获取目标桥梁上多个监测点各自对应的位移序列和所述目标桥梁的风环境；所述位移序列包括监测点在各个采样时刻的位移；

对各个监测点对应的位移序列进行频域分析，得到所述目标桥梁的奇异值谱和位移振型；

对各个监测点对应的位移序列进行时域分析，得到各个监测点的位移均方根和所述目标桥梁的桥形；

基于所述目标桥梁的奇异值谱计算能量集中系数；

基于所述目标桥梁的桥形和所述位移振型计算振型相关系数；

基于所述能量集中系数和所述振型相关系数判断所述目标桥梁是否发生单模态振动；

若发生单模态振动，则根据所述风环境和各个监测点的位移均方根判断所述目标桥梁是否满足涡激振动预警条件，若满足，则发出涡激振动预警；所述对各个监测点的位移序列进行频域分析，得到所述目标桥梁的奇异值谱和位移振型包括：

计算各个位移序列的互相关函数，得到互相关函数矩阵；

对所述互相关函数矩阵进行傅里叶变换，得到所述目标桥梁的功率谱矩阵；

对所述功率谱矩阵进行奇异值分解，得到多个奇异值谱和多个奇异向量；

将多个奇异值谱中的第一奇异值谱作为所述目标桥梁的奇异值谱，将多个奇异向量中的第一奇异向量作为所述目标桥梁的位移振型；

所述位移振型包括所述目标桥梁的多个阶次的位移振型；

所述基于所述桥形和所述位移振型计算振型相关系数包括：

基于振型相关系数计算公式计算至少一个采样时刻的桥形与主导频率对应阶次的位移振型的振型相关系数，所述振型相关系数计算公式为：

其中，MAC_tr表示y时刻的桥形与第r阶位移振型的振型相关系数，{M(y)}表示t时刻的桥形，{φ_r}表示第r阶位移振型；

所述根据所述风环境和各个监测点的位移均方根判断所述目标桥梁是否满足涡激振动预警条件包括：

基于所述风环境判断所述目标桥梁是否发生涡激振动；

若发生涡激振动，则判断是否存在监测点的位移均方根大于第三阈值；

若存在大于所述第三阈值的位移均方根，则所述目标桥梁满足涡激振动预警条件。

2.根据权利要求1所述的长大跨桥梁的涡激振动预警方法，其特征在于，所述基于所述奇异值谱计算能量集中系数包括：

提取所述奇异值谱的峰值；

基于所述峰值和能量集中系数公式计算能量集中系数，其中，所述能量集中系数公式为：

其中，Q_E表示所述能量集中系数，p_max表示所述峰值的最大值，表示所述峰值的和，i∈[1，n]。

3.根据权利要求1所述的长大跨桥梁的涡激振动预警方法，其特征在于，所述基于所述能量集中系数和所述振型相关系数判断所述目标桥梁是否发生单模态振动包括：

若所述能量集中系数大于第一阈值，且至少一个振型相关系数大于第二阈值，则所述目标桥梁发生单模态振动。