異なる時間-周波数分析手法を用いた車両応答に基づく橋のモード同定

移動する車両の応答に基づく橋のモード同定、いわゆる間接法は、近年多くの注目を集めている。この間接法は、橋の周波数とモード形状を特定する能力があることが実証されている。しかし、車両の速度や道路面の粗さなどのさらなる要因が存在する場合、橋の高次周波数や高解像度のモード形状を特定することは困難である。著者たちは以前、トラクター-ダブルトレーラーモデルと時間領域差分法を提案し、橋のモード同定のために二つのトレーラーの相対変位を得た。本研究では、著者たちはEMD技術と時間-周波数分析手法を組み合わせることで同定性能を改善する方法論を開発する。EMD技術を適用してトレーラーの多源応答信号を分離し、橋の振動のみを含む信号成分を取得する。次に、短時間フーリエ変換（STFT）、ウィグナー-ヴィル分布（WVD）、および連続ウェーブレット変換（CWT）などの異なる時間-周波数分析手法を採用して高解像度の橋のモード形状を構築する。提案された方法を検証し、さまざまな要因の影響を調査するために、1次元および3次元の橋モデルを用いた数値研究を実施する。最後に、提案された方法の性能を検証するために、縮尺された橋で実験を行う。結果は、提案された方法が車両周波数と橋周波数を分離できることを示しており、移動する車両の動的応答から橋の周波数を特定することを促進している。一方、CWT法は三つの時間-周波数分析手法の中でモード形状の同定において最も優れた性能を発揮する。