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基于相关性建模的桥梁模态中温度效应剔除方法研究

结构健康监测；温度效应；模态频率；偏最小二乘；高斯混合回归

全体主题 > 土木工程结构健康监测

实际运营中的桥梁结构受环境温度影响，导致桥梁实测模态频率往往出现偏差和不确定性，可能淹没或掩盖结构真实损伤特征，影响基于频率的损伤评估方法的可靠性。为剔除或减少温度效应的影响，本文提出了一种基于偏最小二乘分析和高斯混合回归的温度-频率相关性模型。首先，运用偏最小二乘分析提取温度主成分，解决了特征提取时仅关注温度场而忽略与频率之间的相关性及温度数据间的强相关性问题；其次，建立温度主成分与实测频率的高斯混合非线性回归模型；最后，通过“频率归一化方法”得到桥梁频率修正模型。算例分析表明，与多元线性回归方法相比，所提方法提高模型拟合精度的同时有效剔除了温度对频率的影响。