《橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》(征求意見稿).doc

1、DB工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：DBJ/T *-*-2014住房城鄉(xiāng)建設(shè)部備案號(hào)：J *-2014橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)技術(shù)規(guī)程（征求意見稿）Technical Specification for Inspecting Dynamic Characteristicof Bridge Engineering Structures2013-*-* 發(fā)布2014-*-*實(shí)施福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布福建省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)Technical Specification for Inspecting Dynamic Characteristicof Bridge Engineering St

2、ructuresDBJ/T *-*-2014J *-2014主編單位：福建省建筑科學(xué)研究院批準(zhǔn)部門：福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳實(shí)施日期：2014年 *月 *日前言本規(guī)程是根據(jù)福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳關(guān)于印發(fā)2012 年科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目計(jì)劃的通知（ 閩建科 201223 號(hào)）的要求，規(guī)程編制組經(jīng)廣泛調(diào)查研究，認(rèn)真總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上，制定本規(guī)程。本規(guī)程共7 章和 2 個(gè)附錄， 主要技術(shù)內(nèi)容是：1 總則； 2 術(shù)語(yǔ)和符號(hào)；3 基本規(guī)定；4 儀器設(shè)備； 5 橋梁結(jié)構(gòu)自振特性檢測(cè)；6 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)；7 檢測(cè)報(bào)告的編寫；附錄等。本規(guī)程由福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳負(fù)責(zé)管

3、理，福建省建筑科學(xué)研究院負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。 在執(zhí)行過(guò)程中如有意見或建議，請(qǐng)寄送福建省住房城鄉(xiāng)建設(shè)廳建筑節(jié)能與科技處（地址：福州市北大路242號(hào)，郵編：350001）和福建省建筑科學(xué)研究院（地址：福州市楊橋中路 162 號(hào)，郵編：350025）。主編單位：福建省建筑科學(xué)研究院福建省抗震防災(zāi)技術(shù)中心聯(lián)系人：賴蒼林 tel ：； emial ： 34874311參編單位：主要起草人：主要審查人：401 總則 52 術(shù)語(yǔ)和符號(hào) 62.1 術(shù)語(yǔ) 62.2 符號(hào) 73 基本規(guī)定 84 儀器設(shè)備 104.1 動(dòng)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求 104.2 設(shè)備維護(hù) 105 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)

4、 115.1 一般規(guī)定 115.2 檢測(cè)方法 115.3 數(shù)據(jù)處理 126 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè) 146.1 一般規(guī)定 146.2 檢測(cè)方法 146.3 數(shù)據(jù)處理 157 檢測(cè)報(bào)告的編寫 16附錄A 動(dòng)力檢測(cè)原始記錄表 17附錄B 振動(dòng)信號(hào)特征值 18本規(guī)程用詞說(shuō)明 21條文說(shuō)明 221.0.1 為規(guī)范橋梁結(jié)構(gòu)自振特性和動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)方法和程序，保證檢測(cè)方法的科學(xué)性，提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性，特制定本規(guī)程。1.0.2 本規(guī)程適用于橋梁結(jié)構(gòu)自振特性及動(dòng)力響應(yīng)的檢測(cè)，包括結(jié)構(gòu)固有頻率、阻尼比和振型結(jié)構(gòu)動(dòng)力參數(shù)的檢測(cè)，以及橋梁結(jié)構(gòu)受強(qiáng)迫振動(dòng)激勵(lì)的動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)檢測(cè)。1.0.3 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力檢測(cè)應(yīng)委托具有相應(yīng)

5、資格的機(jī)構(gòu)進(jìn)行，檢測(cè)人員應(yīng)進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)并具有相應(yīng)的檢測(cè)能力。1.0.4 按本規(guī)程進(jìn)行動(dòng)力檢測(cè)時(shí)，除應(yīng)遵守本規(guī)程的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2 術(shù)語(yǔ)和符號(hào)2.1 術(shù)語(yǔ)2.1.1 自振特性self vibration characteristic表示結(jié)構(gòu)固有特性的基本物理量，如固有頻率、振型和阻尼比等。2.1.2 動(dòng)力響應(yīng)dynamic response表示結(jié)構(gòu)受動(dòng)力輸入作用時(shí)的輸出，如位移響應(yīng)、速度響應(yīng)、加速度響應(yīng)等。2.1.3 頻率特性frequency characteristic表示在頻率域內(nèi)描述結(jié)構(gòu)振動(dòng)的基本物理量，一般包括幅頻特性和相頻特性等。2.1.4 頻率范圍f

6、requency range傳感器或測(cè)振系統(tǒng)正常工作的頻帶，在這個(gè)頻帶內(nèi)輸入信號(hào)頻率的變化不會(huì)引起它們的靈敏度發(fā)生超出指定的百分?jǐn)?shù)的變化。2.1.5 靈敏度 sensitivity表示傳感器信號(hào)輸出幅值與被測(cè)信號(hào)的輸入幅值之比。2.1.6 橫向靈敏度transverse sensitivity傳感器沿主軸方向振動(dòng)時(shí)其垂直于主軸方向的振動(dòng)幅值與主軸方向振動(dòng)幅值之比，用百分比來(lái)表示，橫向靈敏度越小越好，一般要求應(yīng)小于3% 5%。2.1.7 相位差phase difference不同信號(hào)間相同頻率對(duì)應(yīng)兩諧波分量之間的相位角之差。2.1.8 信噪比signal to noise ratio表示放大器的

7、輸出信號(hào)的電壓與同時(shí)輸出的噪聲電壓的比。2.1.9 動(dòng)態(tài)范圍dynamic range可測(cè)量的最大振動(dòng)量與最小振動(dòng)量之比。2.1.10 環(huán)境激勵(lì)法ambient excitation method利用結(jié)構(gòu)周圍隨機(jī)激勵(lì)引起的振動(dòng)來(lái)識(shí)別結(jié)構(gòu)自振特性的一種方法。2.1.11 沖擊系數(shù)impact factor汽車過(guò)橋時(shí)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向動(dòng)力效應(yīng)的增大系數(shù)。2.2 符號(hào)t時(shí)間T周期f頻率圓頻率a加速度v速度x位移k剛度m質(zhì)量阻尼比Rx自相關(guān)函數(shù)Gx f 自功率譜函數(shù)Rx,y互相關(guān)函數(shù)G xyf互功率譜函數(shù)xy相干函數(shù)相位角H頻響函數(shù)h t脈沖函數(shù)fm信號(hào)最高頻率分量fs采樣頻率f n功率譜函數(shù)中結(jié)構(gòu)

8、的固有頻率3 基本規(guī)定3.0.1 檢測(cè)方案編制前，宜搜集下列資料：1 橋梁結(jié)構(gòu)的竣工資料；2 場(chǎng)地的地質(zhì)勘察資料；3 場(chǎng)地及其鄰近的干擾振源資料。3.0.2 檢測(cè)方案的制定，宜包括下列內(nèi)容：1 檢測(cè)目的；2 檢測(cè)設(shè)備及要求；3 檢測(cè)內(nèi)容及具體方法；4 儀器測(cè)點(diǎn)布置圖。3.0.3 橋梁動(dòng)力特性檢測(cè)包括橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性檢測(cè)及在動(dòng)力荷載作用下的強(qiáng)迫振動(dòng)特性檢測(cè)，主要試驗(yàn)項(xiàng)目包括自振特性試驗(yàn)、行車動(dòng)力響應(yīng)試驗(yàn)。3.0.4 橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性檢測(cè)一般按照以下步驟進(jìn)行：1 根據(jù)檢測(cè)對(duì)象及其目的，選擇合適的測(cè)量參數(shù)；2 根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)和檢測(cè)要求布置測(cè)點(diǎn)；3 根據(jù)檢測(cè)要求選擇并安裝傳感器，傳感器的安裝

9、應(yīng)與檢測(cè)目的相一致并遵循標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械振動(dòng)與沖擊加速度計(jì)的機(jī)械安裝GB/T 14412 的要求。傳感器安裝須與主體結(jié)構(gòu)保持良好接觸，確保無(wú)相對(duì)振動(dòng)。測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)符合第5 章和第 6 章的相關(guān)要求；4 連接導(dǎo)線（包括屏蔽線和接地線），對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試；5 合理設(shè)置檢測(cè)參數(shù)，包括對(duì)采樣頻率、數(shù)據(jù)采集時(shí)間、傳感器靈敏度、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)量程、 幾何參數(shù)、低通濾波器截止頻率等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。要求頻率分辨率應(yīng)不大于實(shí)測(cè)自振頻率的1%。，要求小信號(hào)不失真，大信號(hào)不超出量程，要求頻譜分析時(shí)頻率不混疊；6 根據(jù)檢測(cè)目的選擇合適的振動(dòng)測(cè)試方法，橋梁動(dòng)力測(cè)試一般包括環(huán)境激勵(lì)測(cè)試和強(qiáng)迫振動(dòng)測(cè)試；7 采集數(shù)據(jù)并保存。3.0

10、.5 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)設(shè)備、儀器均應(yīng)有防風(fēng)、防雨雪、防曬和防振等保護(hù)措施。3.0.6 檢測(cè)場(chǎng)地應(yīng)避開外界干擾振源，測(cè)點(diǎn)應(yīng)注意橋下管道、電磁場(chǎng)、 噪聲、 射線等因素的影響。3.0.7 儀器應(yīng)具有防塵、防潮性能，其工作溫度應(yīng)在-550范圍內(nèi)。3.0.8 對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力特性檢測(cè)時(shí)，不得對(duì)結(jié)構(gòu)造成損害。3.0.9 進(jìn)行動(dòng)力特性檢測(cè)時(shí)，應(yīng)制定安全保護(hù)措施，并滿足相應(yīng)設(shè)備操作安全規(guī)程和相關(guān)國(guó)家安全規(guī)程。3.0.10 檢測(cè)記錄內(nèi)容1 檢測(cè)儀器：名稱、型號(hào)、編號(hào)；2 實(shí)測(cè)時(shí)程曲線；3 振動(dòng)激勵(lì)形式，測(cè)點(diǎn)布置（附簡(jiǎn)圖和照片）；4 檢測(cè)過(guò)程中的情況說(shuō)明；5 檢測(cè)人員、校核人員、檢測(cè)日期、檢測(cè)單位。3.0.

11、11 實(shí)測(cè)電子數(shù)據(jù)應(yīng)保存完整，采用光盤等形式按相關(guān)規(guī)定存檔。4 儀器設(shè)備4.1 動(dòng)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求4.1.1 動(dòng)測(cè)系統(tǒng)一般由激振系統(tǒng)、傳感器、信號(hào)放大調(diào)理器及動(dòng)態(tài)信號(hào)采集分析儀等組成。4.1.2 結(jié)構(gòu)自振特性檢測(cè)傳感器應(yīng)采用低頻傳感器，頻率下限應(yīng)不大于0.5Hz( -3 +1dB) ，頻響曲線應(yīng)平坦(-3 +3dB)，傳感器橫向靈敏度應(yīng)小于5%。4.1.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)主要包括橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)位移、動(dòng)應(yīng)變、 動(dòng)力放大系數(shù)或沖擊系數(shù)。動(dòng)位移測(cè)試傳感器宜采用電阻式位移計(jì)，動(dòng)應(yīng)變測(cè)試傳感器宜采用電阻應(yīng)變計(jì)，測(cè)量范圍：±10000 ，精度不低于±1 。4.1.4 信號(hào)放大調(diào)理器應(yīng)符合下

12、列要求：1 放大器應(yīng)采用帶低通濾波功能的多通道放大器，低通濾波大于24dB/oct 。 一般宜使用抗混淆濾波放大器。2 放大器頻響范圍：低頻不大于0.5Hz ， 高頻大于傳感器上限頻率，噪聲水平折算至輸入端應(yīng)低于2 V。3 多通道放大器要求各個(gè)通道間無(wú)串?dāng)_，各通道相位一致，頻響范圍相同。其振幅一致性偏差應(yīng)小于0.5dB1kHz，相位一致性偏差應(yīng)小于0.2 o1kH。z4.1.5 數(shù)據(jù)采集與記錄宜采用多通道數(shù)字采集和存儲(chǔ)系統(tǒng)，其 A/D 轉(zhuǎn)換器位數(shù)應(yīng)不小于12位，宜采用16bit 以上 A/D 轉(zhuǎn)換器，幅度畸變宜小于1.0dB 。4.1.6 信號(hào)分析儀應(yīng)具有多通道，具有基本的數(shù)字信號(hào)處理功能，包

13、括濾波、截取、時(shí)域幅值統(tǒng)計(jì)、FFT、自譜、互譜等功能。4.2 設(shè)備維護(hù)4.2.1 動(dòng)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)每年進(jìn)行一次系統(tǒng)的標(biāo)定，并應(yīng)經(jīng)檢定/校準(zhǔn)(或驗(yàn)證)合格。4.2.2 動(dòng)測(cè)系統(tǒng)在使用、運(yùn)輸和保管過(guò)程中應(yīng)注意防水、防潮、防曝曬和防劇烈振動(dòng)等。5 橋梁結(jié)構(gòu)自振特性檢測(cè)5.1 一般規(guī)定5.1.1 橋梁結(jié)構(gòu)自振特性檢測(cè)包括結(jié)構(gòu)的固有頻率、振型、阻尼比等參數(shù)。5.1.2 橋梁結(jié)構(gòu)自振特性檢測(cè)方法一般采用環(huán)境激勵(lì)法進(jìn)行檢測(cè)，自振特性參數(shù)也可采用行車的余振信號(hào)、跳車的余振信號(hào)分析得到。5.1.3 檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)符合下列要求：1 檢測(cè)系統(tǒng)通頻帶應(yīng)覆蓋橋梁結(jié)構(gòu)擬測(cè)振型對(duì)應(yīng)的頻率，一般應(yīng)用時(shí)，頻率范圍宜選擇0.5 200Hz

14、，信噪比應(yīng)大于80dB；2 檢測(cè)儀器其它要求應(yīng)符合本規(guī)程4.1 之要求。5.1.4 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)應(yīng)遵循：1 多通道的同步實(shí)測(cè)時(shí)域曲線；2 采樣頻率設(shè)定應(yīng)符合奈奎斯特定律要求，一般宜為被測(cè)結(jié)構(gòu)關(guān)心頻率上限的3 5倍。3 采樣時(shí)間：對(duì)于環(huán)境激勵(lì)法檢測(cè)應(yīng)不少于30min ，宜設(shè)為60min 。5.2 檢測(cè)方法5.2.1 傳感器的布置一般宜遵循以下原則：1 橋面豎向和水平向振動(dòng)測(cè)點(diǎn)沿縱橋向間隔布置傳感器，扭轉(zhuǎn)測(cè)點(diǎn)在沿縱橋向橋面左右兩側(cè)對(duì)稱布置傳感器；2 索橋振動(dòng)測(cè)點(diǎn)在吊點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置布置傳感器，下承式吊桿拱橋的橋面和拱肋振動(dòng)測(cè)點(diǎn)分別在吊點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置布置傳感器，空腹式拱橋振動(dòng)測(cè)點(diǎn)在拱肋上立柱或橫墻對(duì)應(yīng)

15、的橋面處布置傳感器；3 橋塔橫向振動(dòng)測(cè)點(diǎn)沿塔高度布置，扭轉(zhuǎn)測(cè)點(diǎn)在塔兩側(cè)對(duì)稱布置；4 記錄振動(dòng)信號(hào)的傳感器布置應(yīng)盡量避開振型節(jié)點(diǎn)，并可以充分顯示結(jié)構(gòu)的模態(tài)振型；5 傳感器布置的數(shù)量與擬測(cè)振型相關(guān)，試驗(yàn)前宜根據(jù)理論計(jì)算的振型合理設(shè)置測(cè)點(diǎn)；6 當(dāng)因測(cè)試儀器數(shù)量不足或其它因素而需要作多次測(cè)試時(shí)，可采用移動(dòng)測(cè)點(diǎn)法測(cè)試，每次測(cè)試中應(yīng)至少保留一個(gè)共同的參考點(diǎn)，參考點(diǎn)位置應(yīng)避開擬測(cè)振型的振型節(jié)點(diǎn)。5.2.2 根據(jù)檢測(cè)目的，選擇合適的檢測(cè)方向。傳感器一般沿結(jié)構(gòu)豎向、橫向和縱向三個(gè)方向布置。5.2.3根據(jù)所需頻率范圍設(shè)置低通濾波頻率和采樣頻率。5.2.4數(shù)據(jù)采集時(shí)，應(yīng)注意對(duì)數(shù)據(jù)平穩(wěn)性的要求，若有較大的波動(dòng)，則重新

16、采集數(shù)據(jù)或增加采樣時(shí)間。5.3 數(shù)據(jù)處理5.3.1 在自振特性檢測(cè)過(guò)程中，由于干擾及其它各方面因素的存在，使得檢測(cè)系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)偏離其真實(shí)數(shù)值，除了應(yīng)對(duì)記錄波形和記錄長(zhǎng)度進(jìn)行檢驗(yàn)之外，還應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)做以下預(yù)處理：信號(hào)標(biāo)定、變換；消除直流分量；消除趨勢(shì)項(xiàng)；濾波處理。重采樣5.3.2采用 FFT 進(jìn)行頻譜分析；為消除旁瓣干擾，信號(hào)應(yīng)加窗函數(shù)處理；對(duì)于環(huán)境激勵(lì)信號(hào)，頻域平均次數(shù)不宜少于32 次，且重疊率宜不小于50%。5.3.3 結(jié)構(gòu)自振特性參數(shù)的識(shí)別可以采用頻域識(shí)別法、時(shí)域識(shí)別法和時(shí)頻域識(shí)別方法。實(shí)際工程中常用的頻域峰值方法的主要步驟包括：1 固有頻率的判斷：1） FFT 自功率譜（幅值譜）最大峰值

17、處；2）頻響函數(shù)分析中，自振頻率處相干函數(shù)值較大，一般接近等于1；3） 對(duì)于相同方向的多個(gè)測(cè)點(diǎn)，各測(cè)點(diǎn)在自振頻率處具有近似同相位或反相位的特點(diǎn)。2 阻尼比可按照半功率帶寬法進(jìn)行確定。3 振型函數(shù)應(yīng)該按照下列規(guī)定進(jìn)行確定：Gaapk ( i)kiGaapp( i)pi式中：ki 、 pi 分別為自振頻率i 對(duì)應(yīng)的不同自由度的振型函數(shù)值，其正負(fù)號(hào)可由互功率譜在i 處的相位來(lái)確定。5.3.4 時(shí)域識(shí)別法，其采用的原始數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)響應(yīng)的時(shí)間歷程，主要為結(jié)構(gòu)的自由振動(dòng)響應(yīng)。5.3.5 對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可采用時(shí)頻域識(shí)別方法，包括：小波分析法和基于希爾伯特黃變換（ HHT）的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法。5.3.6 宜采用

18、 2 種或 2 種以上方法對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行識(shí)別，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。6 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)6.1 一般規(guī)定6.1.1 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)，一般指橋梁結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)強(qiáng)迫荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)的檢測(cè)，主要測(cè)試內(nèi)容包括動(dòng)撓度、動(dòng)應(yīng)變、振動(dòng)加速度或速度、沖擊系數(shù)。試驗(yàn)方式包括無(wú)障礙行車試驗(yàn)、有障礙行車試驗(yàn)和剎車制動(dòng)試驗(yàn)。6.1.2 試驗(yàn)強(qiáng)迫荷載宜采用與橋梁實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)相接近的載重車輛，試驗(yàn)車輛應(yīng)進(jìn)行輪位軸距量測(cè)和軸重過(guò)磅，車輛軸重產(chǎn)生局部效應(yīng)不應(yīng)超過(guò)公路橋涵設(shè)計(jì)通用(JTG D60-2014)規(guī)定的車輛荷載效應(yīng)。6.1.3 動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)前，應(yīng)估計(jì)被測(cè)量參數(shù)的最大值，然后調(diào)整分析儀器的量程，最大值宜

19、落在量程的二分之一到三分之二之間，以獲得最大信噪比。6.2 檢測(cè)方法6.2.1 傳感器的布置一般宜遵循以下原則：1 橋面的振動(dòng)加速度或速度動(dòng)力響應(yīng)測(cè)點(diǎn)至少應(yīng)布置在1/4 跨、 跨中、 3/4 跨位置的關(guān)鍵截面，測(cè)點(diǎn)宜避開主振型節(jié)點(diǎn)。2 橋梁重要受力部位的動(dòng)撓度、動(dòng)應(yīng)變的動(dòng)力響應(yīng)測(cè)點(diǎn)一般布置在變形大、受力不利、動(dòng)力效應(yīng)大的控制截面上。6.2.2 橋面的振動(dòng)傳感器宜沿結(jié)構(gòu)豎向、橫向和縱向三個(gè)方向布置，對(duì)于橫向和縱向振動(dòng)不顯著的橋梁結(jié)構(gòu)，可僅在豎向方向布置傳感器。6.2.3 橋梁重要受力部位的動(dòng)撓度測(cè)點(diǎn)宜沿主變形方向布置傳感器，動(dòng)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)宜沿受力部位的主受力方向布置傳感器。6.2.4 無(wú)障礙行車試驗(yàn)

20、時(shí)，試驗(yàn)車輛宜按結(jié)構(gòu)計(jì)算橫向不利位置行駛，行車速度一般定為在最高設(shè)計(jì)車速下的若干等級(jí)，比如5、 10、 20、 30、 40、 50、 60(km/h) 等。6.2.5 有障礙行車試驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)置三角或弓形障礙物模擬橋面坑洼進(jìn)行試驗(yàn)，障礙物宜布置在結(jié)構(gòu)沖擊效應(yīng)顯著的部位橋面上，試驗(yàn)車輛以不同速度行駛，行車速度可根據(jù)實(shí)際情況確定，一般為5、 10、 20、 30(km/h) 。6.2.6 剎車制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，橋面制動(dòng)位置宜為跨中等動(dòng)態(tài)效應(yīng)較大的位置，一般讓試驗(yàn)車輛以不同速度緊急制動(dòng)停在預(yù)定位置，行車速度可根據(jù)實(shí)際情況確定，一般為5、 10、 20、 30(km/h) 。6.2.7 單臺(tái)車

21、輛的荷載效率偏低時(shí)，無(wú)障礙行車試驗(yàn)可采用多臺(tái)車輛橫向并列一排行駛，在保證安全的條件下，可在每個(gè)車道布置一輛試驗(yàn)車，在行駛過(guò)程中應(yīng)盡量保證車輛的橫向間距不變。6.2.8 有障礙行車和剎車制動(dòng)試驗(yàn)可采用與無(wú)障礙行車試驗(yàn)相同的1臺(tái)或多臺(tái)載重車輛。6.3 數(shù)據(jù)處理6.3.1 對(duì)采集數(shù)據(jù)按照本規(guī)程第5.3.1 條進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理。Sdyn6.3.2 動(dòng)力試驗(yàn)荷載效率根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算dyn式中：dyn 動(dòng)力試驗(yàn)荷載效率，一般要求0.95 dyn 1.05；Sdyn 動(dòng)力試驗(yàn)荷載作用下（按靜力考慮）檢測(cè)部位的效應(yīng)計(jì)算數(shù)值；S 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活載作用下（不考慮沖擊系數(shù)）檢測(cè)部位的效應(yīng)計(jì)算數(shù)值。6.3.3 在試驗(yàn)車

22、輛荷載作用下，實(shí)測(cè)沖擊系數(shù)根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：SmaxmaxSmean式中：Smax 動(dòng)力試驗(yàn)荷載引起檢測(cè)部位的實(shí)測(cè)最大變形或應(yīng)變（即最大波峰值）；Smean 動(dòng)力試驗(yàn)車輛的靜力荷載引起的統(tǒng)一檢測(cè)部位的實(shí)測(cè)最大靜力變形或應(yīng)變；Smean1( SmaxSmin )2Smin 與Smax 相應(yīng)的最小值，即同一周期的波谷值。6.3.4 當(dāng)試驗(yàn)車輛荷載不滿足0.95 dyn 1.05時(shí)，實(shí)測(cè)沖擊系數(shù)應(yīng)進(jìn)行荷載效率修正，即修正后的實(shí)測(cè)沖擊系數(shù), d 。maxdyn max7 檢測(cè)報(bào)告的編寫7.0.1 檢測(cè)報(bào)告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：1 工程概況：檢測(cè)依據(jù)、目的和要求；地理位置和地形條件；開竣工日期、實(shí)際完

23、成工 作量等；2 技術(shù)措施：檢測(cè)儀器與檢測(cè)方法；3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況：日期、天氣、異?，F(xiàn)象、環(huán)境情況和明顯缺陷情況；4 檢測(cè)結(jié)果；5 檢測(cè)結(jié)論與建議；6 附圖與附表；7 說(shuō)明檢測(cè)結(jié)果所必須的其他信息。7.0.2 檢測(cè)報(bào)告應(yīng)突出重點(diǎn)、文理通順、表達(dá)清楚、結(jié)論正確、信息完整。A 動(dòng)力檢測(cè)原始記錄表工程項(xiàng)目檢測(cè)依據(jù)檢測(cè)工況檢測(cè)儀器檢測(cè)地點(diǎn)檢測(cè)方向測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)檢測(cè)環(huán)境采集儀通道號(hào)測(cè)點(diǎn)編號(hào)傳感器編號(hào)檢測(cè)位置備注測(cè)點(diǎn)位置示意圖檢測(cè)人員校核人員檢測(cè)日期1 均值在時(shí)間歷程T 內(nèi)的振動(dòng)信號(hào)2 均方值在時(shí)間歷程T 內(nèi)，振動(dòng)信號(hào)3 方差表示振動(dòng)信號(hào)偏離均值的平方的平均值，即B 振動(dòng)信號(hào)特征值x t 所有值的算術(shù)平均值。即x

24、 t 平方值的算術(shù)平均值，即1x Tlim T 0 xt dt1xxixN ii121T2xTlim T 0 x t dt1NN i 1 xix2Tlim T1T20 x t x dt1N1xi xi14 自相關(guān)函數(shù)的數(shù)據(jù)值之間的振動(dòng)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)是描述一個(gè)時(shí)刻t的數(shù)據(jù)值與另一個(gè)時(shí)刻t依賴關(guān)系，即1TRxTlim T 0 x t x t dt5 功率譜密度函數(shù)T 內(nèi)的平均功功率譜是用以表示振動(dòng)信號(hào)在某頻段的能量成分，振動(dòng)信號(hào)在時(shí)間歷程率為1TP x t dtT0振動(dòng)信號(hào)在單位帶寬f 內(nèi)的平均功率稱為自功率譜密度函數(shù)Gx f ，即1T2Gx ffT TTlim 1 0 x2 t, f , f

25、dt6 互相關(guān)函數(shù)互相關(guān)函數(shù)Rxy是表示兩個(gè)振動(dòng)信號(hào)x t ， y t 相關(guān)性的統(tǒng)計(jì)量。其定義為1TRx,yTlim0 xtyt dtTT7 互功率譜密度函數(shù)兩組振動(dòng)信號(hào)的互功率譜密度函數(shù)定義為相對(duì)應(yīng)的互相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換：11TGxy f 1 Tlim 1 0xt,f, f yt,f, f dt fT T或者1jGxy 1Rxye j d2RxyGxy ej df互相關(guān)函數(shù)不是偶函數(shù)，一般是復(fù)數(shù)形式，即Gxy fExy f jQxy f式中： 實(shí)部 Exy f 稱為共譜密度函數(shù)；虛部 Qxy f 稱為重譜密度函數(shù)。8 相干函數(shù)相干函數(shù)也是一個(gè)在頻域中描述兩個(gè)振動(dòng)信號(hào)相關(guān)特性的函數(shù)。其定義為

26、x2yGxy 2Gxx Gyy9 頻響函數(shù)設(shè)無(wú)阻尼振動(dòng)系統(tǒng)受簡(jiǎn)諧激勵(lì)f tFej t，其中F 為激勵(lì)幅值列陣，n 階，則系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)位移響應(yīng)x Xe j t ，其中 x 為穩(wěn)態(tài)位移響應(yīng)幅值列陣，n 階。根據(jù)式K 2M X F可得21H K 2M稱為無(wú)阻尼系統(tǒng)的的頻響函數(shù)矩陣，n × n 階，是實(shí)對(duì)稱矩陣。無(wú)阻尼振動(dòng)系統(tǒng)頻響函數(shù)的模態(tài)展式為nTHi i2i 1 kimi10 脈沖響應(yīng)函數(shù)n× n 階實(shí)對(duì)稱矩陣，即在第 e 個(gè)物理坐標(biāo)產(chǎn)頻響函數(shù)矩陣模態(tài)展式的傅氏逆變換即脈沖響應(yīng)函數(shù)矩陣，為nTh t i i sin oit t 0 i 1 mioi其中第 e 行第 f 列元素表示僅

27、在第f 個(gè)物理坐標(biāo)作用單位脈沖力，生的脈沖響應(yīng)nT ei fi hef tei fi sin oit t 0i 1 mioi本規(guī)程用詞說(shuō)明一、為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時(shí)區(qū)別對(duì)待，對(duì)要求嚴(yán)格程度不同的用詞說(shuō)明如下：1) 表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的用詞：正面詞采用“必須”；反面詞采用“嚴(yán)禁”。2) 表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的用詞：正面詞采用“應(yīng)”；反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”。3) 表示稍有選擇，在條件許可時(shí)首先這樣做的用詞：正面詞用“宜”或“可”；反面詞采用“不宜”。二、條文中指定按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范執(zhí)行時(shí)，寫法為“應(yīng)符合的規(guī)定”。非必須按所指定的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或其他規(guī)定執(zhí)行時(shí)，寫法為“可參照

28、”。福建省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)技術(shù)規(guī)程DBJ/T *-*-2013條文說(shuō)明1 總則 242 術(shù)語(yǔ)和符號(hào) 252.1 術(shù)語(yǔ) 252.2 符號(hào) 253 基本規(guī)定 264 儀器設(shè)備 274.1 動(dòng)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求 274.2 設(shè)備維護(hù) 275 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè) 285.1 一般規(guī)定 285.2 檢測(cè)方法 285.3 數(shù)據(jù)處理 286 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè) 316.1 一般規(guī)定 316.2 檢測(cè)方法 316.3 數(shù)據(jù)處理 317 檢測(cè)報(bào)告的編寫 321總則1.0.1 本條闡述了規(guī)程的編制目的。制定本規(guī)程的目的，是為了規(guī)范橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力檢測(cè)的 程序和方法，提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性。1.0.2

29、 本條規(guī)定了規(guī)程的適用范圍及意義。目前較為成熟的橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力檢測(cè)范圍有：橋 梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的檢測(cè)和橋梁結(jié)構(gòu)在各種外部激勵(lì)作用下的動(dòng)力響應(yīng)檢測(cè)。1.0.3 本條規(guī)定了橋梁動(dòng)力檢測(cè)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以及對(duì)具體檢測(cè)人員的要求。1.0.4 闡述了本規(guī)程與其他相關(guān)規(guī)程的關(guān)系。應(yīng)遵守協(xié)調(diào)一致、互相補(bǔ)充的原則，即無(wú)論 是本規(guī)程還是其他相關(guān)規(guī)程，在進(jìn)行動(dòng)測(cè)法檢測(cè)時(shí)都應(yīng)遵守，不得違反。2 術(shù)語(yǔ)和符號(hào)2.1 術(shù)語(yǔ)本節(jié)所列術(shù)語(yǔ)一般為其在本規(guī)程中出現(xiàn)時(shí)，其含義需要加以界定、說(shuō)明或解釋的重要詞匯。 盡管在界定和解釋術(shù)語(yǔ)時(shí)考慮了術(shù)語(yǔ)的習(xí)慣和通用性，但理論上這些術(shù)語(yǔ)僅在本規(guī)程中有效， 列出的目的主要是防止出現(xiàn)錯(cuò)誤理解。當(dāng)本規(guī)程列

30、出的術(shù)語(yǔ)在本規(guī)程以外使用時(shí)，應(yīng)注意其可能含有與本規(guī)程不同的含義。其中2.1.10 條中的環(huán)境激勵(lì)一般指海浪、風(fēng)、交通等激勵(lì)，該方法也可稱為脈動(dòng)法。2.2 符號(hào)本節(jié)所給出的符號(hào)可分為三類：動(dòng)測(cè)系統(tǒng)性能參數(shù)符號(hào)、動(dòng)測(cè)系統(tǒng)計(jì)算參數(shù)符號(hào)、動(dòng)測(cè)3 基本規(guī)定3.0.1 規(guī)定了制定檢測(cè)方案前應(yīng)該搜集的資料。3.0.2 規(guī)定了制定檢測(cè)方案應(yīng)該包括的內(nèi)容。3.0.4 條規(guī)定了動(dòng)力檢測(cè)的一般步驟。一般情況下，在檢測(cè)開始前需要有一個(gè)明確的檢測(cè)目標(biāo)，用以確定試驗(yàn)?zāi)康囊约耙獪y(cè)量的量，包括要求的精度和可靠性。同時(shí)，還需要確定影響測(cè)量設(shè)備和測(cè)量技術(shù)選擇的與儀器不相關(guān)因素，包括測(cè)量人員的有效性、成本、 測(cè)量需要的時(shí)間、 時(shí)間

31、安排表以及可行的數(shù)據(jù)分析、確認(rèn)和顯示技術(shù)。接下來(lái)要考慮的有測(cè)量的環(huán)境條件、振動(dòng)的頻率范圍、幅值、動(dòng)態(tài)范圍以及理論方向的估計(jì)。需要這些信息作為合適選擇測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)則。測(cè)點(diǎn)的布置可參考5.2.1 、 5.2.2 、 6.2.1 和 6.2.2 條。在數(shù)據(jù)的調(diào)試過(guò)程中，若記錄曲線出現(xiàn)漂移情況，一般從以下幾點(diǎn)查找原因：檢查電源是否正常、檢查測(cè)線接頭是否包好、檢查振動(dòng)傳感器是否與被測(cè)點(diǎn)固定好、檢查輸入插座是否可靠。傳感器的具體安裝方式可參考機(jī)械振動(dòng)與沖擊加速度計(jì)的機(jī)械安裝GB/T 14412 。4 儀器設(shè)備4.1 動(dòng)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求4.1.3 4.1.6 本條規(guī)定了動(dòng)測(cè)設(shè)備的基本要求。目的是為了避免測(cè)量時(shí)

32、可能產(chǎn)生的誤差。若測(cè)試儀器對(duì)測(cè)試系統(tǒng)質(zhì)量和剛度有明顯影響，可通過(guò)修正方法予以消除。4.2 設(shè)備維護(hù)4.2.1 4.2.2 規(guī)定了動(dòng)測(cè)系統(tǒng)在使用、運(yùn)輸和保管過(guò)程中的注意事項(xiàng)，是為了避免儀器損壞而給測(cè)量帶來(lái)誤差。5 橋梁結(jié)構(gòu)自振特性檢測(cè)5.1 一般規(guī)定5.1.1 動(dòng)力特性檢測(cè)結(jié)果可與結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果或原有試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，為工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗震驗(yàn)算及安全性評(píng)價(jià)提供基本技術(shù)資料。一般主要應(yīng)用于：驗(yàn)證理論計(jì)算；分析結(jié)構(gòu)的振動(dòng)現(xiàn)象，如扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、鞭梢效應(yīng)等；尋找減小振動(dòng)的途徑。5.1.2 工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)一般采用環(huán)境激勵(lì)法，對(duì)于僅需要獲得結(jié)構(gòu)基本模態(tài)的，可采用初始位移法、重物撞擊法等方法，也可采用行車的余振信號(hào)

33、、跳車的余振信號(hào)分析得到，但對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)這些激勵(lì)方法成本高、操作不方便，故目前一般采用環(huán)境激勵(lì)法。5.1.4 采樣定理又稱奈奎斯特定理，奈奎斯特頻率fs 必須嚴(yán)格大于信號(hào)包含的最高頻率的2 倍。如果信號(hào)中包含的最高頻率恰好為奈奎斯特頻率，那么在這個(gè)頻率分量上的采樣會(huì)因?yàn)橄辔荒：袩o(wú)窮多種該頻率的正弦波對(duì)應(yīng)于離散采樣，因此不足以重建為原來(lái)的連續(xù)時(shí)間信號(hào)。5.2 檢測(cè)方法5.2.1 動(dòng)力特性檢測(cè)時(shí)，測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在振型曲線上位移較大的部位，要注意防止將測(cè)點(diǎn)布置在振型曲線的“節(jié)”點(diǎn)處，即在某一振型上結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)位移為“零”的不動(dòng)點(diǎn)，為此建議在試驗(yàn)前通過(guò)理論計(jì)算進(jìn)行初步分析，對(duì)可能產(chǎn)生的振型大致做到心中有

34、數(shù)。5.3 數(shù)據(jù)處理5.3.1 采集得到的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)首先需要進(jìn)行標(biāo)定變換，使之還原成具有相應(yīng)物理單位的數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)。其次由于采集到的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)可能存在放大器隨溫度變化產(chǎn)生的零點(diǎn)漂移、傳感器頻率范圍外低頻性能的不穩(wěn)定以及傳感器周圍的環(huán)境干擾等因素，大多都含有一定的趨勢(shì)項(xiàng)。趨勢(shì)項(xiàng)的存在，會(huì)使時(shí)域中的相關(guān)分析或頻域中的功率譜分析產(chǎn)生很大的誤差，甚至使低頻譜完全失去真實(shí)性，所以必須將其消除。濾波的主要作用有濾除信號(hào)中的噪聲或虛假成分、提高信噪比、平滑數(shù)據(jù)、抑制干擾、分離頻率等。濾波器按頻率范圍分類有低通濾波器（LPF）、高通濾波器（HPF）、帶通濾波器（BPF）、帶阻濾波器（BSF）和梳狀濾波器。

35、按照數(shù)學(xué)運(yùn)算方式考慮，數(shù)字濾波又分為時(shí)域?yàn)V波方法和頻域?yàn)V波方法。5.3.3 5.3.4 本條規(guī)定為常用結(jié)構(gòu)動(dòng)力參數(shù)的識(shí)別方法。一般而言工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力參數(shù)的識(shí) 別方法具體有以下幾種：1 結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的頻域識(shí)別法結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的頻域識(shí)別法，是基于結(jié)構(gòu)傳遞函數(shù)或頻率響應(yīng)（ 簡(jiǎn)稱頻響函數(shù)） 在頻域內(nèi)識(shí)別結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼比和振型等模態(tài)參數(shù)的方法。頻域法可分為單模態(tài)識(shí)別法、多模態(tài)識(shí)別法、分區(qū)模態(tài)識(shí)別法和頻域總體識(shí)別法。對(duì)小阻尼且各階模態(tài)耦合較小的系統(tǒng)，用單模態(tài)識(shí)別法可達(dá)到滿意的識(shí)別精度。而對(duì)模態(tài)耦合較大的系統(tǒng)，必須用多模態(tài)識(shí)別法。對(duì)于單自由度體系而言，一般采用幅值法、分量法以及導(dǎo)納圓法，而對(duì)于多自由度體系

36、，SISO法和SIMO法被較多的采用。頻域法的最大優(yōu)點(diǎn)是利用頻域平均技術(shù)，最大限度地抑制了噪聲影響，使模態(tài)定階問(wèn)題容易解決，但也存在若干不足。2 結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的時(shí)域識(shí)別法結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的時(shí)域識(shí)別法是指在時(shí)間域內(nèi)識(shí)別結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的方法。結(jié)構(gòu)時(shí)域模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法的研究與應(yīng)用比頻域方法要晚一些，但近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐步發(fā)展起來(lái)的。時(shí)域法可以克服頻域法的一些缺陷，特別是對(duì)大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)受到風(fēng)、浪及大地環(huán)境激勵(lì)的作用，它們?cè)诠ぷ髦谐惺艿暮奢d很難測(cè)量，但響應(yīng)信號(hào)很容易測(cè)得，直接利用響應(yīng)的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行參數(shù)識(shí)別無(wú)疑是很有意義的。由于時(shí)域法參數(shù)識(shí)別技術(shù)只需要響應(yīng)的時(shí)域信號(hào)，從而減少了激勵(lì)設(shè)備，大大節(jié)省了測(cè)

37、試時(shí)間與費(fèi)用，這些都是頻域法所不具有的優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)由于不使用平均技術(shù)，因而分析信號(hào)中包含噪聲干擾，所識(shí)別的模態(tài)中除系統(tǒng)模態(tài)外，還包含噪聲模態(tài)。如何區(qū)分和剔除噪聲模態(tài)，一直是時(shí)域法中的重要課題。3 時(shí)頻域識(shí)別方法實(shí)際工程中的很多環(huán)境激勵(lì)是非平穩(wěn)的隨機(jī)過(guò)程，處理這種非平穩(wěn)的時(shí)變信號(hào)需要能同時(shí)在時(shí)、 頻兩域進(jìn)行局部分析的方法和技術(shù)。聯(lián)合時(shí)頻域方法既有頻域法的優(yōu)點(diǎn)又有時(shí)域法的優(yōu)點(diǎn)，既利用了直觀的頻率分布信息，又利用了包含豐富結(jié)構(gòu)信息的時(shí)程響應(yīng)數(shù)據(jù)。聯(lián)合時(shí)頻域方法將結(jié)構(gòu)響應(yīng)在時(shí)- 頻兩域展開，有利于識(shí)別非線性響應(yīng)結(jié)構(gòu)的特征，是一種很有前途的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)辨識(shí)方法?；谛〔ㄗ儞Q以及基于希爾伯特黃變換（HHT）的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法是兩種主要的模態(tài)參數(shù)時(shí)頻域方法，后者需要與經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（ Empirical Mode Decomposition , 簡(jiǎn)稱 EMD）聯(lián)合使用來(lái)識(shí)別模態(tài)參