Automatic Operational Modal Analysis of a Long-Span Suspension Bridge

Overvåkning av konstruksjoner er viktig for sikker vedlikehold og drift, samt verifikasjon av numeriske modeller. Automatisk operasjonell modalanalyse (AOMA) har som mål å identifisere modale parametere som gir den viktigste informasjonen om den globale dynamiske oppførselen til en konstruksjon. Hål...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Neby, Emil
Other Authors: Petersen, Øyvind Wiig, Øiseth, Ole Andre
Format: Master Thesis
Language:English
Published: NTNU 2023
Subjects:
Online Access:https://hdl.handle.net/11250/3100611
Description
Summary:Overvåkning av konstruksjoner er viktig for sikker vedlikehold og drift, samt verifikasjon av numeriske modeller. Automatisk operasjonell modalanalyse (AOMA) har som mål å identifisere modale parametere som gir den viktigste informasjonen om den globale dynamiske oppførselen til en konstruksjon. Hålogalandsbrua er en relativt ny hengebru med langt spenn utenfor Narvik i Nord-Norge, med et overvåkningssystem som registrerer bevegelsene til brua. Målet til denne avhandlingen er å utføre AOMA på vibrasjonsdata fra Hålogalandsbrua og undersøke hvordan miljøfaktorer påvirker modale parametere. Først implementeres et rammeverk for AOMA ved å bruke allerede eksisterende komponenter med programvare. Verifisering på et numerisk eksempel gjennomføres for å vurdere nøyaktigheten til rammeverket. Verifiseringen gir en total deteksjonsrate på 96,4% og en gjennomsnittlig differanse i egenfrekvens på 0,03% sammenlignet med en numerisk modell av eksempelet. Resultatene viser at rammeverket er egnet til videre bruk. Frekvensinnholdet i vibrasjonsdataene fra Hålogalandsbrua undersøkes for å gjøre korrekte justeringer av parametere i rammeverket. Videre blir nødvendig prosessering utført for å klargjøre dataene for modalanalyse. AOMA gjennomføres gjentatte ganger på 30 minutters tidsserier av vibrasjonsdata fra totalt en måned, fra februar 2022. Modale parametere hentes fra en numerisk modell av brua og brukes som sammenlikningsgrunnlag for å vurdere resultatene fra modalanalysen. Til slutt analyseres vind- og temperaturdata fra den gitte perioden, også registrert av overvåkingssystemet, for å undersøke om miljøfaktorer påvirker de modale parametrene. I frekvensområdet 0-1 Hz klarer AOMA gjentatte ganger å oppdage totalt 24 bevegelsesmoder fra brudekket på Hålogalandsbrua. Rammeverket ga en total deteksjonsrate på 80,2% av referansemodene fra den numeriske modellen, med en gjennomsnittlig differanse på 2,2% i egenfrekvens. Gjennomsnittlig beregningstid for hver tidsserie var 4,9 sekunder. Modeformer for alle de oppdagede modene ...