基于替代模型的缆索承重桥梁固有频率预测

大跨缆索承重桥梁空间组成复杂,影响参数多,结构动力分析具有显著不确定性。提出一种基于支持向量机的结构固有频率预测方法,采用遗传算法和交叉验证算法进行超参数寻优,实现了复杂高维结构参数与动力响应间的非线性映射建模。以南溪长江大桥为背景,采用ANSYS三维建模对悬索桥进行模态分析,选用拉丁超立方试验抽取样本数据保证结果的全面性,考虑参数敏感性和样本量对模型预测精度和效率的影响,利用MATLAB函数实现固有频率的回归预测。研究结果表明：遗传支持向量机替代模型样本量达350组时,均方误差值为7.848 2×10-4基本收敛;样本量在50～1 000组范围内,经遗传算法参数寻优的预测误差随样本量增加的变化趋势与交叉验证算法较一致,但遗传算法精度更高;在350组样本量下,遗传算法单次寻优耗时仅为交叉验证算法的37.06%。准确预测基频后,进一步预测了南溪长江大桥第3阶、第5阶和第7阶固有频率,预测结果的均方误差和平均绝对误差均小于0.005,满足精度要求。研究成果可为复杂结构动力分析和安全状态评估提供一种精确高效的分析方法。