桥梁振动试验课件

第四章桥梁振动试验

《桥梁结构试验》

桥梁自振特性测定桥梁动力响应测试桥梁振动试验实例实验和现场教学第四章桥梁振动试验《桥梁结构试验》桥梁自振特性测定概述桥梁振源:

对引起桥梁振动的风、地震和车辆振动等振动源（或荷载）的测定。自振特性:桥梁自振特性是桥梁结构的固有特性，也是桥梁振动试验中最基本的测试内容。动力反应:车辆、风和地震等外荷载作用下桥梁结构动力反应的测定是评价桥梁结构动力性能的基本内容之一。概述桥梁振源:对引起桥梁振动的风、地震和车辆振动等自振计算：

(已知)(计算或假定)(求得)

振源结构响应试验：(已知或未知)(实测求得)(实测)试验与传统结构动力学分析之间的关系

概述计算：(已知)(计算或假定)(所有引起桥梁振动的外荷载：风荷载（风速、环境风场等）测定地震荷载（震级、加速度等）测定车辆荷载（载重、速度等）测定桥梁振源测定所有引起桥梁振动的外荷载：桥梁振源测定6.2牵引及控制系统检修一高速断路器检修

二牵引逆变器检修

三接触器检修

四牵引控制单元检修

五制动电阻检修

城市轨道交通车辆检修6.2牵引及控制系统检修一高速断路器检修二牵引逆变器检6.2牵引及控制系统检修一高速断路器检修

一）高速断路器简介城市轨道交通车辆检修在列车牵引系统的电路出现严重干扰的情况下（如过电流、逆变器故障或线路短路），高速断路器(HSCB)能够将各牵引设备从受电弓线路上安全断开。6.2牵引及控制系统检修一高速断路器检修一）高速断路器高速断路器典型结构和主要部件

城市轨道交通车辆检修高速断路器典型结构高速断路器典型结构和主要部件城市轨道交通车辆检修高速断路器高速断路器典型结构和主要部件

城市轨道交通车辆检修主电路高速断路器典型结构和主要部件城市轨道交通车辆检修主电路高速断路器典型结构和主要部件

城市轨道交通车辆检修脱扣装置

高速断路器典型结构和主要部件城市轨道交通车辆检修脱扣装置高速断路器典型结构和主要部件

城市轨道交通车辆检修闭合装置

高速断路器典型结构和主要部件城市轨道交通车辆检修闭合装置高速断路器典型结构和主要部件

城市轨道交通车辆检修灭弧罩高速断路器典型结构和主要部件城市轨道交通车辆检修灭弧罩6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车辆检修1.合闸装置检查测量螺管线圈的阻值，若阻值与标称值不相符应更换线圈。检查线圈与铁心之间是否有喷擦痕迹，检查铁心是否动作自如。6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车辆检修1.合闸装置检查对机械联锁机构进行润滑，正常情况下润滑能延长高速开关寿命，润滑脂应是专用油脂，不准有其他油脂。6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车辆检修2.动、静触点检查检查动、静触点的“熔化”程度，如“熔化”程度厉害，应更换触点。触点应成对更换，更换完毕后还应检查动、静接触面接触情况。6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车辆检修3.接线端检查清洁、打磨主要线端及电缆的接触面，使两接触面的接触保持密贴，防止接触电阻增大而损坏电揽及主接线端。6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车辆检修4.灭弧罩检查将灭弧罩分解，检查灭弧栅片的情况。对于烧灼厉害的灭弧栅片应更换。在灭弧栅片组装过程中，应注意栅片的安装角度。6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车辆检修5.辅助开关检查检查辅助开关时应测量开关触点的接触阻值，同时还需检查机械部件的工作情况。此外，在高速开关使用到一定期限时，应更换机构内所有底色弹簧部件。6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车辆检修高速开关检修完成后，应对载跳闸装置整定值进行调整。通过外接电源模拟过载电流，检查高速开关是否能在整定值处断开。6.2牵引及控制系统检修二）高速断路器检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修二牵引逆变器检修

一）牵引逆变器简介城市轨道交通车辆检修VVVF逆变器将1500V恒定电压转换为用于牵引电机的三相电流输出(针对不同的速度和力矩，频率和振幅可变)。6.2牵引及控制系统检修二牵引逆变器检修一）牵引逆变器6.2牵引及控制系统检修二牵引逆变器检修

一）牵引逆变器简介城市轨道交通车辆检修VVVF牵引逆变器采用PWM脉宽调制模式，早期城轨车辆VVVF的功率元件是GTO，近年来，随着IGBT技术的不断发展，目前VVVF的功率元件已经普遍采用IGBT元件。牵引逆变器的设计一般为模块化。6.2牵引及控制系统检修二牵引逆变器检修一）牵引逆变器6.2牵引及控制系统检修二牵引逆变器检修

一）牵引逆变器简介城市轨道交通车辆检修VVVF牵引逆变器采用PWM脉宽调制模式，早期城轨车辆VVVF的功率元件是GTO，近年来，随着IGBT技术的不断发展，目前VVVF的功率元件已经普遍采用IGBT元件。牵引逆变器的设计一般为模块化。6.2牵引及控制系统检修二牵引逆变器检修一）牵引逆变器6.2牵引及控制系统检修二牵引逆变器检修

一）牵引逆变器简介城市轨道交通车辆检修牵引逆变器，主要由下列部件组成：输入电路逆变单元牵引控制单元传感器除以上主要部件外，牵引逆变器还包括各种辅助的电源供应、散热部件等。6.2牵引及控制系统检修二牵引逆变器检修一）牵引逆变器6.2牵引及控制系统检修一）牵引逆变器简介城市轨道交通车辆检修6.2牵引及控制系统检修一）牵引逆变器简介城市轨道交通6.2牵引及控制系统检修一）牵引逆变器简介城市轨道交通车辆检修逆变单元

6.2牵引及控制系统检修一）牵引逆变器简介城市轨道交通6.2牵引及控制系统检修一）牵引逆变器简介

城市轨道交通车辆检修逆变单元

6.2牵引及控制系统检修一）牵引逆变器简介城市轨道交通6.2牵引及控制系统检修二牵引逆变器检修

二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修变流系统通常安装在一个独立的设备箱内，通常安装有半导体元件、控制板、散热片、电缆等电气部件，这些部件基本实现了模块化安装，如三相逆变器电路由三个完全相同的模块组成。对于变流设备的检修应重点对以下几方面进行检查。6.2牵引及控制系统检修二牵引逆变器检修二）牵引逆变器6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修1.清洁通风区域及散热片检查大功率半导体元件在工作时会发热，为了保护元件，通常这些元件安装在散热片上，而散热片是通过通风冷却。如果散热片上灰尘堆积过多，或者通风风道内有异物，都会影响元件散热性能。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修1.清洁通风区域及散热片检查因此应经常对通风区域及散热片进行清洁，去除散热片上的灰尘和碎屑。在散热片间必须没有阻挡空气流进入的阻塞物。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修2.清洁控制板检查控制板通常为印制线路板，在检修中应小心清洁。在清洁过程中，检修人员应采取防静电措施，保证线路板上元件不因受静电影响而损坏。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修2.清洁控制板检查同时，如控制板上有接线端，应对接线端进行清洁，必要时进行打磨，以保证与电缆、控制线接触良好。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修3.VVVF逆变器箱体盖和紧固件检查逆变器的所有盖板应无损坏、变形，锁闭功能良好，如有必要需进行检修或予以更换；检查所有盖板的密封橡胶的弹性，如果存在3mm的裂缝或更大的永久变形，则需要更换；6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修3.VVVF逆变器箱体盖和紧固件检查检查所有盖板的门锁，看能否正常工作和自由转动，如果有必要则予以更换；检查多针插头无腐蚀或污垢，如有则对其进行清洁清扫或更换。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修4.VVVF逆变器外表及安装检查检查逆变器箱的外表无腐蚀、变形或其他损坏现象；检查安装螺母无松动，安装支架无损伤和裂缝；检查柜体的焊接无裂纹，箱体接地线良好。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修5.VVVF逆变器接线端子和电缆检修接线端子绝缘良好，无老化、开裂、损坏或脱落等现象，无异味，接线端子紧固良好，所有进出线状态应良好；检查散热片应无污垢、变形，必要时用硬刷和吸尘器进行清理。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修6.VVVF逆变器箱体内部检查外观无缺陷，配线电线无变质、损坏；端子无变形、褪色、开裂和损坏；端子螺栓无松动；安装螺栓无松动；6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修6.VVVF逆变器箱体内部检查清洁VVVF箱体内部，确保箱体内没有灰尘，特别是箱体内不得安装部件没有灰尘覆盖；检查绝缘安装面、绝缘端子和绝缘柱等无变色、开裂、损坏、起皮或脱层等现象。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修7.元件检查电阻元件：检查电阻表面无变色、开裂、损坏、起皮或脱层等现象，检查电阻接线端子紧固良好。电容元件：检查充油的电容是否有漏油现象，检查电容接线端子的紧固应良好。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修8.VVVF逆变器的控制单元检修控制单元外观无缺陷，印制电路板完好，印制电路板的安装状态良好，接线端子整齐无损坏现象，电线电缆无褪色、开裂、损坏、起皮等现象，电线电缆扎带排列良好，控制单元连接插头连接状态良好，必要时更换。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修9.动力单元与电源单元检查动力单元与电源单元的接线良好，没有变形或污垢，电缆电线没有损伤、褪色、开裂、损坏、起皮等现象，电缆电线扣件排列整齐；PCB印制电路板外观完好。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修10.VVVF逆变器线路接触器（LB、CHB单元）检修(1)将LB接触器的闭锁杠杆往上抬，从接触器上取下灭弧罩。（2）仔细观察灭弧室是否损坏，如有损坏及时报告。（3）灭弧室如无损坏，仅有拉狐痕迹时，须用硬刷或干布擦拭灭弧罩至洁净。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修10.VVVF逆变器线路接触器（LB、CHB单元）检修（4）使用6号六角扳手，小心仔细拆下LB触点，特别应注意避免弄伤触点表面与箱内其他机构。（5）仔细观察接触点上是否有过渡烧灼，触点允许的最大烧灼范围，如果超过范围则及时报告。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修10.VVVF逆变器线路接触器（LB、CHB单元）检修（6）触点的烧灼范围如未超过允许范围，仅有烧灼痕迹或毛刺，则通过锉刀或手动方式去除毛刺，在拉弧触点面上用砂纸（180号以上）轻轻打磨，特别注意不要损伤触点表面，不要露出铜制材料，打磨时请特别注意必须保持LB原有的灭弧角。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修10.VVVF逆变器线路接触器（LB、CHB单元）检修（7）再重新安装触点前，请仔细观察LB接触器基座上是否有异物，如有请务必清除，然后再使用6号角扳手重新安装触点。（8）在安装触点时，务必确认动、静触点位置对正，使用扭力扳手以18N.m的力矩扭紧，如无扭力扳手，请熟练员工估计力矩。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修10.VVVF逆变器线路接触器（LB、CHB单元）检修（9）触点安装完毕后，请确认在不超过0.5mm条件下闭合主触点和辅助触点。（10）所有作业完成后，请确认所有装置已经回复至原位。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修11、继电器单元以及电压、电流传感器检修继电器单元接线良好，电缆电线扣件排列整齐；继电器表面没有损伤、褪色、开裂、损坏、起皮等现象，外观完好，安装螺母无松动；6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修11、继电器单元以及电压、电流传感器检修电压、电流传感器安装良好，外观完好，进出线正常，接线端子无松动，排列有序。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修12、检查验收检查确定所有的安装螺母、插头无松动、无裂纹，并打上明显的放松标记。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交通车辆检修13、填写相应记录以上项目检修完毕，符合规定要求后，签名并确认作业编号，将处理及未处理故障填入相应的记录表并签名。6.2牵引及控制系统检修二）牵引逆变器的检修城市轨道交6.2牵引及控制系统检修三接触器检修城市轨道交通车辆检修一）接触器结构地铁车辆使用的电磁接触器是一种用来频繁的接通知和切断主要电路的自动切换电器；它的特点是能进行远距离自动控制，操作频繁较高，通断电流较大。6.2牵引及控制系统检修三接触器检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修三接触器检修城市轨道交通车辆检修一）接触器结构电磁接触器的主要结构一般由电磁机构、传动装置、主触头、灭弧装置、辅助开关装置等组成。6.2牵引及控制系统检修三接触器检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修三接触器检修城市轨道交通车辆检修一）接触器结构触头是电器的执行机构，直接关系到电器工作的可靠性。触头有四种工作状态：闭合状态、触头闭合状态、断开状态和触头开断过程。在触头开断电流时，一般在两触头间会产生电弧，所以地铁列车上的接触器都有灭弧栅。6.2牵引及控制系统检修三接触器检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修1、主触头检修城市轨道交通车辆检修二）接触器的检修触头是电器的执行机构，直接关系到电器工作的可靠性。触头在闭合和断开的过程中通常会发生机械磨损、触头熔焊和电气磨损三种。6.2牵引及控制系统检修1、主触头检修城市轨道交通车辆6.2牵引及控制系统检修1、主触头检修城市轨道交通车辆检修二）接触器的检修主触头接触面的工作情况应经常检查。对于有轻度烧灼或有结瘤的接触面，可进行打磨。对于有较大面积的烧损熔焊时，应更换主触头。6.2牵引及控制系统检修1、主触头检修城市轨道交通车辆6.2牵引及控制系统检修1、主触头检修城市轨道交通车辆检修二）接触器的检修主触头的更换应成对进行。在更换主触头的作业时，首先应对主触头进行配对。安装时，可使用专用夹具来保证主触头的安装精度，以保证静、动触头接触面的接触良好。6.2牵引及控制系统检修1、主触头检修城市轨道交通车辆6.2牵引及控制系统检修2、电磁机构检修城市轨道交通车辆检修二）接触器的检修检查铁心与线圈的表面是否有擦痕；测量线圈阻值是否正常；清洁、打磨线圈接线端子，使其接触良好；检查复位弹簧的工作状态，在大修时应更换复位弹簧。6.2牵引及控制系统检修2、电磁机构检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修3、传动机构检修城市轨道交通车辆检修二）接触器的检修接触器内的传动机构由于绝缘的需要，通常有塑料等绝缘材料制成。在一段时间后，这些材料的性能可能会发生改变，有时因为受力升温原因也会出现裂纹、破损等现象。6.2牵引及控制系统检修3、传动机构检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修3、传动机构检修城市轨道交通车辆检修二）接触器的检修对于损坏的部件应予以更换。同时，还需要检查轴孔的工作状态，由于轴和外壳使用的材料不同，通常外壳上的轴孔较易磨损。6.2牵引及控制系统检修3、传动机构检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修4、辅助开关检修城市轨道交通车辆检修二）接触器的检修测量辅助开关触点的接触电阻是否符合要求；检查凸轮机构的工作状态，对于磨损严重的凸轮应更换，清洁、打磨接线端子。在大修时，应更换所有辅助开关。6.2牵引及控制系统检修4、辅助开关检修城市轨道交通车6.2牵引及控制系统检修5、检查测试城市轨道交通车辆检修二）接触器的检修接触器检修完毕后，应用交流电源检查接触器耐压值，并测量主触点与外壳之间的绝缘电阻。然后检查接触器的吸合及分段时间。由于列车控制系统是通过辅助开关来检查主接触器工作情况，所以在测量接触器的吸合及分断时间时，应以辅助开关的闭合和分断时间为准。6.2牵引及控制系统检修5、检查测试城市轨道交通车辆检6.2牵引及控制系统检修1、牵引控制单元DCU作用城市轨道交通车辆检修四、牵引控制单元检修（1）牵引控制单元DCU为牵引逆变器VVVF提供脉宽调制信号PWM，为牵引电动机提供矢量控制，采用空间磁场矢量控制的转矩控制模式。6.2牵引及控制系统检修1、牵引控制单元DCU作用城市轨6.2牵引及控制系统检修1、牵引控制单元DCU作用城市轨道交通车辆检修四、牵引控制单元检修（2）DCU主要负责牵引/制动控制、脉冲模式产生、逆变器保护、速度测量、牵引/制动指令参考值处理、转矩控制、电压电流控制等。6.2牵引及控制系统检修1、牵引控制单元DCU作用城市轨6.2牵引及控制系统检修1、牵引控制单元DCU检修城市轨道交通车辆检修四、牵引控制单元检修（1）牵引控制单元通常安装在密闭的箱体内，该箱体具有良好的防潮、抗电磁干扰、抗振、防尘等特性，因此，在日常维护中一般不需要对牵引控制单元进行检修。6.2牵引及控制系统检修1、牵引控制单元DCU检修城市轨6.2牵引及控制系统检修1、牵引控制单元DCU检修城市轨道交通车辆检修四、牵引控制单元检修（2）如果在检修中发现牵引控制单元所在的箱体有水迹或积灰较多时，应将控制系统分解，检查并清洁印制电路板。在检查及清洁印制电路板时，需对检修人员采取防静电措施。6.2牵引及控制系统检修1、牵引控制单元DCU检修城市轨6.2牵引及控制系统检修1、牵引控制单元DCU检修城市轨道交通车辆检修四、牵引控制单元检修（3）牵引控制单元调试一般是在装车后的静态调试中进行的，可通过相应的通信软件，利用用户程序进行测试。通过观察部件工作状态或测量输出波形来判断系统工作是否正常。6.2牵引及控制系统检修1、牵引控制单元DCU检修城市轨6.2牵引及控制系统检修一）制动电阻结构原理城市轨道交通车辆检修五、制动电阻检修在电制动过程中，VVVF逆变器能将列车上减速时产生的能量回馈给供电网，条件是供电系统能够吸收这种能量。6.2牵引及控制系统检修一）制动电阻结构原理城市轨道交6.2牵引及控制系统检修一）制动电阻结构原理城市轨道交通车辆检修五、制动电阻检修如果在电制动过程中由牵引电机(M)产生的电能不能馈入供电系统（在这种模式下，牵引电机被用作发电机），电流则被馈入制动电阻(BR)并被转化为热能。6.2牵引及控制系统检修一）制动电阻结构原理城市轨道交6.2牵引及控制系统检修一）制动电阻结构原理城市轨道交通车辆检修五、制动电阻检修当再生能量吸收系统不能完全或部分吸收能量时，制动电阻(BR)用来消散制动能量。它与摩擦制动混合，提供一种平稳、持续的制动效果。6.2牵引及控制系统检修一）制动电阻结构原理城市轨道交6.2牵引及控制系统检修一）制动电阻结构原理城市轨道交通车辆检修6.2牵引及控制系统检修一）制动电阻结构原理城市轨道交6.2牵引及控制系统检修二）制动电阻的检修城市轨道交通车辆检修五、制动电阻检修1、制动电阻及制动电阻箱清洁2、制动电阻外观检查3、测量制动电阻阻值4、绝缘测试5、检查验收6、填写相应记录6.2牵引及控制系统检修二）制动电阻的检修城市轨道交通自振特性参数（动力特性参数、振动模态参数）主要三个参数：结构自振频率、阻尼比和振型。它们都由结构形式、建筑材料性能等结构所固有的特性所决定，与外荷载无关。桥梁结构自振特性是研究桥梁结构抗震、抗风或抗其他动荷载的性能和能力的基础。桥梁自振特性参数测定自振特性参数（动力特性参数、振动模态参数）主要三个参数：它们桥梁自振特性参数测定自由振动衰减法强迫振动法(共振法)环境随机振动法频率振型阻尼比｝｛桥梁自振特性参数测定自由振动衰减法强迫振动法(共振法)环境桥梁自振特性参数频率：阻尼比：振型：自由振动运动方程（）：桥梁自振特性参数频率：阻尼比：振型：自由振动运动方程（自由振动衰减法自由振动运动方程：自由振动衰减法自由振动运动方程：给结构一个初位移或初速度使结构产生振动，测结构的自由振动衰减曲线。通过对该曲线的分析处理可以得到结构自振特性参数。激振力记录仪器测振放大器拾振器桥梁结构自由振动衰减法测振仪器配套框图：

自由振动衰减法给结构一个初位移或初速度使结构产生振动，测结构的激振力记录仪用突释法水平激励卷扬机断裂器

桥墩用枕木竖向、侧向激励自由振动衰减法的激励自由振动衰减法用自制土火箭对桩基进行激励用车辆激励桥面Vastodagama桥自由振动激振用突释法水平激励卷扬机断裂器桥墩用枕木竖向、侧向激励自由振自由振动衰减法—求阻尼比公式因：当很小时,取对数：阻尼比：自由振动衰减法—求阻尼比公式因：动力放大系数：

β强迫振动法(共振法)动力放大系数：β强迫振动法(共振法)强迫振动法(共振法)利用激振器械对结构进行连续正弦扫描，根据共振效应，当扫描频率与结构的某一固有频率相一致时，结构振幅会明显增大，用仪器测出这一过程，绘出频率—幅值曲线(共振曲线)，通过曲线可以得到结构的自振特性参数。控制仪器记录仪器测振放大器拾振器桥梁结构激振器自由振动衰减法测振仪器配套框图：

强迫振动法(共振法)利用激振器械对结构进行连续正弦扫描，根质量块

驱动轮

从动轮

减速机

驱动轮

盘型制动器

伺服电机

大型水平激振器：强迫振动法大型激振器空气罐输气管

空气筒

质量块驱动轮从动轮减速机驱动轮盘型制动器伺服电机桥梁振动试验课件桥梁振动试验课件1.测出共振曲线（扫描、绘制振幅-频率曲线）半功率带宽法求阻尼比2.确定半功率带宽3.计算阻尼比：强迫振动法1.测出共振曲线半功率带宽法求阻尼比2.确定半功率带宽3.4.判别各测点相位（0-π-2π)2.测出某共振频率时各测点振动曲线5.振幅归一化处理，画振型曲线3.量出各测点振幅A1A2A3A4A5强迫振动法—悬臂梁振型确定1.布置激振力和测点5.4.3.2.1.激振4.判别各测点相位2.测出某共振频率时各5.振幅归一化处理，简单桥梁结构振型桥梁结构基本振型悬臂梁简支梁其他梁式桥，如悬臂梁、连续梁等振型基本相同。简单桥梁结构振型桥梁结构基本振型悬臂梁简支梁其他梁式桥，如悬三跨连续梁桥结构振型桥梁结构基本振型三跨连续梁桥结构振型桥梁结构基本振型四跨简支变连续梁桥结构振型桥梁结构基本振型四跨简支变连续梁桥结构振型桥梁结构基本振型五跨连续梁桥结构振型桥梁结构基本振型五跨连续梁桥结构振型桥梁结构基本振型拱桥振型(f/L>1/12)在平面出平面悬索桥主跨振型与拱桥基本相同。桥梁结构基本振型拱桥振型(f/L>1/12)在平面出平面悬索桥主跨振型与拱斜拉桥基本振型例：竖向侧向斜拉桥边跨振型与辅助墩设置有很大关系。桥梁结构基本振型斜拉桥基本振型例：竖向侧向斜拉桥边跨振型与辅助墩设置有很大关①选择合适的激振点强迫振动法扫描时要注意的几个技术问题：②扫描的方法和技巧③一根共振曲线，只能一次测量完成强迫振动法振型测量的几个技术问题:②现场标定（多通道测试系统标定）①合理布置测点（选择好参考点，注意拐点，测点优化）③确定振型（以参考点为基础归一化处理）①选择合适的激振点强迫振动法扫描时要注意的几个技术问题：②1）学习用强迫振动法测结构物频率、振型、阻尼比等自振特性参数。2）了解电磁激振、加速度计测振两套仪器的功能和使用。3）初步了解用自由振动法和模态试验法测自振特性参数的方法。钢简支梁自振特性测定教学实验1.实验目的1）了解实验仪器的技术性能指标、配套框图并学会操作。2）计算钢简支梁各阶固有频率，作为实验的期望值，并与实测值比较。2.实验要求1）学习用强迫振动法测结构物频率、振型、阻尼比等自振特性参数ZJY-601A型振动教学实验仪1台压电式加速度计2枚CF360信号分析仪1台DASP动态信号采集仪1套3.实验仪器和设备ZJY-601A型振动教学实验仪加速度计FFT信号分析仪钢简支梁自振特性测定教学实验ZJY-601A型振动教学实验仪1台3.实验仪器和设ZJY-601A型振动教学实验仪4.实验内容和步骤钢简支梁自振特性测定教学实验ZJY-601A型振动教学实验仪4.实验内容和步骤钢简支梁自逐级调拨信号发生器上的频率，使激振器输出力推动实验梁振动，并观察分析仪上的信号输出，寻找共振峰，在确为最大幅值处，记录下相应频率，并观察、确定每个频率对应的各测点相位。如此继续下去，找出第2、第3频。频率测量：扫描频率激振控制测振系统（2ch)钢简支梁自振特性测定教学实验逐级调拨信号发生器上的频率，使激振器输出力推动实验梁振动，并将传感器从梁上取下，只剩一枚，继续做振型测试（也可以用多个拾振器一起测）。按前述方法，在各共振频率处，固定振源的频率、幅值不变，沿悬臂梁长度方向逐点测量幅值，并归一化处理，绘制曲线。从f1、f2到f3，测量三阶振型。振型测试：记录下各最大幅值处的相应频率，并用（多个）传感器观察、确定每个频率对应的梁上各测点的相位差。钢简支梁自振特性测定教学实验将传感器从梁上取下，只剩一枚，继续做振型测试（也可以用多个拾用1个通道（即1个传感器）记录共振频率f1（或f2、f3）附近的频率响应。具体以1Hz为间隔，在共振频率前、后扫描，并记录下响应信号的频率和幅值。以频率为横坐标，输出幅值为纵坐标，绘制共振曲线。该项测量可只做某阶频率。求阻尼（测量并绘制半功率曲线）：fA/f2钢简支梁自振特性测定教学实验用1个通道（即1个传感器）记录共振频率f1（或f2、f3）附基本假定：①认为桥梁结构的振动系统属多输入系统，系统的输入和响应是各态历经过程。环境随机振动法②假设环境随机激励信号是白噪声信号。③假设各阶阻尼很小，各阶频率分开，即各模态之间的耦合很小，可以忽略。基本假定：环境随机振动法②假设环境随机激励信号是白噪声信号tfA环境随机振动法随机振动信号的时域和频域分解：tfA环境随机振动法随机振动信号的时域和频域分解：环境随机振动法随机振动信号的特征参数：时域——均值、均方值、方差时差——自相关函数、互相关函数幅值域——概率密度函数、概率分布函数频域——自功率谱、互功率谱、频率响应函数、相干函数随机振动信号数据处理（数值化估计）：FFT方法，各种时域方法，模态分析环境随机振动法随机振动信号的特征参数：随机振动信号数据处理（环境随机振动法功率谱、频率响应函数和相干函数：功率谱：频率响应函数：相干函数：环境随机振动法功率谱、频率响应函数和相干函数：功率谱：频率响环境随机振动法—ODS方法实桥振动测试要用ODS(OperatingDeflectionShapes)方法，必须符合环境随机振动的基本假定。由于实际结构的激励力不可测量，只有借助于结构的响应谱曲线来确定它的各阶模态频率。而结构响应谱峰值对应点的频率不一定都是结构真正的模态频率。对大型桥梁结构物来说，用所有测点的响应谱或振型一般可以判断真伪。环境随机振动法—ODS方法实桥振动测试要用ODS(Oper1.不用任何激振设备或手段。2.按照随机数据分析要求采样和记录，靠随机振动数据处理技术得到结构自振特性参数。桥梁结构环境随机激励测振放大器拾振器信号采集系统计算机ODS方法与前面两种方法的区别：环境随机振动法ODS方法测振仪器配套框图：1.不用任何激振设备或手段。桥梁结构环境随机激励测振放大器拾ODS现场数据采集过程：拾振器集中放置在参考点作系统标定选择合适的参考点采集、记录信号工况I=I+1滤波、放大、调试信号监控、分析放置拾振器是否继续结束拟定测试工况工况I环境随机振动法ODS现场数据采集过程：拾振器集中放置在选择合适的参考点采集实桥ODS法要领环境随机振动法1.采样定理：2.采样时间（样本长度）要求满足统计误差（随机误差和偏度误差），解决好现场测试时间（样本长度足够）和数据分析精度（频率分辨率）之间的矛盾。

凭籍现今计算机硬件技术，可适当提高采样频率，增加分析

点数或数据分段，以提高分析精度。

实桥ODS法要领环境随机振动法1.采样定理：随机振动信号的数据处理确定振动频率、阻尼值幅值归一化相干系数计算相位差计算确定振型振动参数和图形输出结束全部信号一次处理完毕设置采样条件磁带机或计算机信号功率谱分析谱值存储图形显示质量判别下一轮信号继续环境随机振动法随机振动信号的数据处理确定振动频率、阻尼值幅值归一化相干系数ODS信号和分析：环境随机振动法随机振动时域信号功率谱和相位函数功率谱和相干函数ODS信号和分析：环境随机振动法随机振动时域信号功率谱和相位ODS方法应用——上海卢浦大桥振动试验ODS方法应用——上海卢浦大桥振动试验

现场数据采集

采样频率确定：根据计算基频0.367Hz，第20阶2.131Hz（假定前20阶

振型基本包含需要的振型）。如将2.13Hz定为最大分析频率，则采样频

率至少要≥4.26Hz（，实际取5.0Hz）。

ODS方法应用——上海卢浦大桥振动试验采样时间确定：满足10%随机误差、2%偏度误差，对应0.01阻尼比、

5.0Hz采样频率、1024点数据点，要求采样时间≥30min。（参见教材表4-2，实际每个工况数据采集时间取40min）。现场数据采集ODS方法应用——上海卢浦大桥振动试验采样时间

模态试验和分析结点、测点布置图321112345678910121314151617181920212224252627282930313334353637383940参考点纵向侧向竖向侧向竖向侧向23ODS方法应用——上海卢浦大桥振动试验共做6个测试工况

，每个工况10～12个传感器数据采集、记录通道。模态试验和分析结点、测点布置图32111234567891现场测试仪器ODS方法应用——上海卢浦大桥振动试验现场测试仪器ODS方法应用——上海卢浦大桥振动试验竖向侧向实测自功率谱和互功率谱ODS方法应用——上海卢浦大桥振动试验竖向侧向实测自功率谱和互功率谱ODS方法应用——上海卢浦大桥自振特性参数表实测计算范围平均10.3610.3680.0095-0.00980.009620.4000.4220.0095-0.01070.010330.5990.5850.0087-0.01170.010640.6950.7440.0123-0.01830.014350.8980.9220.0163-0.01780.017260.9861.0410.0123-0.01420.012571.1131.1740.0101-0.01050.010281.1771.2330.0032-0.00400.003891.3381.2520.0041-0.00570.0051101.4661.358//111.6211.5850.0050-0.00610.0055121.7381.765121.8161.753142.0512.077132.305/142.3932.034152.4612.131阶次频率(Hz)振型阻尼比拱梁反对称竖弯1拱梁对称侧弯1拱梁对称竖弯1拱梁反对称侧弯1拱梁对称竖弯2拱梁反对称竖弯2拱梁对称侧弯2拱梁反对称侧弯2拱梁对称扭转1拱梁对称竖弯3拱梁反对称扭转1拱梁反对称竖弯/拱梁侧弯+竖弯/拱梁反对称竖弯/拱梁对称扭转/拱梁对称竖弯/拱梁反对称扭转/ODS方法应用——上海卢浦大桥振动试验自振特性参数表实测计算范围平均10.3610.3680.00

f=0.361Hzf=0.400Hzf=0.597Hzf=0.693Hzf=0.898Hzf=0.986Hzf=1.113Hzf=1.172Hzf=1.338Hz前9阶实测振型图ODS方法应用——上海卢浦大桥振动试验f=0.361Hzf=0.400Hzf=0.597H实测表明，以计算结构特征值为期望值，用不多测点可以得到理想的多阶振动模态。测试和数据处理时，优化测点位置、方向和维数，选择好参考点以及三维坐标联系等技术保证了理想结果。特大跨度拱桥的振动模态较密集，且有较强振型耦合特点，环境随机振动测量和数据处理方法的优势是独到的。实测与计算结果比较，竖向弯曲频率两者基本一致，侧向弯曲的居次，扭转的相差最大。三个基本振型对应的阻尼比中，扭转最低为0.55%。本例特点实测表明，以计算结构特征值为期望值，用不多测点可以得到理特大

实际工程背景和难点悬索桥风洞模型

大跨度桥梁相似模型与一般结构模型不同。后者：频率范围适中，模态分离清楚。前者：比较纤柔，频率低，模态密集。

悬索桥风洞模型模态试验例实际工程背景和难点悬索桥风洞模型大跨度桥梁相似模585727282930232425261234567891011121314151617181920212231323334353637383940414243444546474849505152535455565960把模型纵向分成10个断面，每个断面加劲梁和缆索上各两个测点，所有测点都是二维的，整个模型试验共60个测点。

悬索桥风洞模型模态试验例585727282930232425261234567891加速度计激励锤测振放大器电荷放大器计算机数据采集模态分析系统测试、分析仪器系统h(f)=y(f)/x(f)传递函数h(f)加速度响应信号[y(t)]力传感器激励信号[x(t)]

悬索桥风洞模型模态试验例加速度计激励锤测振放大器电荷放大器计算机数据采集测试、分析仪激励力与竖、侧向多点响应的时域信号

悬索桥风洞模型模态试验例激励力与竖、侧向多点响应的时域信号悬索桥风洞模型模态试验例典型竖向和侧向测点的传递函数图形虚频实频幅值相位竖向振动10.00Hz0.0010.00Hz0.0010.00Hz10.00Hz0.00侧向振动

悬索桥风洞模型模态试验例典型竖向和侧向测点的传递函数图形虚频实频幅值相位竖向振动10模型模态分析的参数结果阶次频率（Hz）振型阻尼比（%）1234567891011121314150.7111.1431.7432.2382.4202.6323.4623.7483.9914.3284.6274.6725.3076.3626.771侧向弯曲

对称1竖向弯曲

反对称1竖向弯曲

对称1（3）侧向弯曲

反对称1竖向弯曲

对称竖向弯曲

反对称2竖向弯曲

对称3主缆扭转主梁扭转

对称1竖向弯曲

反对称3侧向弯曲

对称2主梁扭转

反对称1竖向弯曲

对称4竖向弯曲

反对称4主梁扭转

对称21.2360.8450.5400.7360.6700.6030.5560.5430.9830.5450.4770.1640.5720.4020.587

悬索桥风洞模型模态试验例模型模态分析的参数结果阶次频率（Hz）振型阻尼比（%）123测定拉索索力的方法：①千斤顶张拉：直接利用千斤顶油压表读数得到索力②测力传感器：通过安装在锚头与锚座间的测力传感器测得索力③测拉索频率：测出拉索的横向振动频率，再计算索力索结构拉索索力测定测定拉索索力的方法：索结构拉索索力测定拉索频率测试采用环境随机振动法。拾振器的选用：对各种不同拉索的振动，要估计它们的频率，选择频响特性合适的拾振器。拉索索力的确定对长索，频率测试精度要求很高，抗弯刚度影响较小。对短索，确定计算索长较严格；索力计算要考虑其他因素。用有限元程序计算出若干阶频率并与实测值比较。有条件做现场标定，确定有关计算条件和参数。索结构拉索索力测定拉索频率测试拉索索力的确定索结构拉索索力测定实桥斜拉索索力测试实桥斜拉索索力测试斜拉索索力测试例利用激光振动计测量拉索振动斜拉索索力测试例利用激光振动计测量拉索振动桥梁动力反应测定

桥梁结构动力反应测定指桥梁在特定动荷载(如车辆、地震力和台风等)作用下的动力参数(如加速度、动挠度、动应力等)的测定。

介绍实桥动载试验，桥梁模型模拟地震振动台试验和风振（风洞）试验。

从测试技术角度是测定信号的“绝对值”(大小或过程)，如测定

结构动力反应参数的峰值大小及其时程曲线。桥梁动力反应测定桥梁结构动力反应测定指桥梁在特定动荷载

实桥动载试验一般内容模拟实际行车条件对桥梁施加移动车辆荷载

（不同的车速、模拟路面不平整、制动等）测量移动车辆荷载作用下的结构动态响应

（动位移、动应力、加速度等）试验数据二次处理，评估桥梁动力性能

（计算最大最小动位移、动应力、动态增量，谱分析等）实桥动载试验一般内容模拟实际行车条件对桥梁施加移动车辆荷测试仪器静挠度（或静应力）动挠度（或动应力）

动载试验测试内容示意图加速度测试仪器静挠度（或静应力）动挠度（或动应力）动载试验测否是仪器调试等待改变工况车辆下桥开始是否重复是否结束结束测量记录车辆以ｖ速度上桥跑车、跳车、制动

动载加载试验过程否是仪器调试等待改变工况车辆下桥开始是否重复是否结束结束

南浦大桥动载试验的一组照片南浦大桥动载试验的一组照片

跨越障碍物加载试验录象跨越障碍物加载试验录象动态增量

最大动应力与最大静应力之比：最大动应力－最大静应力最大静应力=最大动位移－最大静位移最大静位移=或最大动位移和最大静位移之比：动态增量最大动应力与最大静应力之比：例：系杆拱桥动载试验1)实测主桥的动力特性。

2)移动车辆作用下主跨结构的应力

动态响应，即最大动应力、应力

时程曲线和应力动态增量。

3)移动车辆荷载作用下主跨结构的

位移动态响应，即最大动挠度和

位移动态增量。主要测量内容钢管混凝土中承式提篮系杆拱桥主跨148m，矢跨比1/4，桥宽16.4m例：系杆拱桥动载试验1)实测主桥的动力特性。主要测量内容钢动力特性：动挠度和动应力：跨中断面拱肋上下缘各1点四分点断面拱肋上下缘各1点横梁跨中下缘2点动挠度测点2点例：系杆拱桥动载试验测点布置V935型加速度计SV326型滤波放大器INV306采集仪ASQ-CA型伺服式传感器VAQ-700A放大器INV306采集仪

DH3817型动态应变采集系统动力特性：动挠度和动应力：跨中断面拱肋上下缘各1点四分点断面①无车辆荷载时，测量桥梁结构的随机振动响应。②一辆、两辆重车分别以10km/h、20km/h、30km/h、40km/h车速驶过桥面，记录所有测点的动应变和动位移时程信号（或加速度）、幅值。③一辆、两辆重车分别以10km/h、20km/h车速驶过设有人工障碍物的桥面，记录所有测点的动应变和动位移时程信号（或加速度）、幅值。例：系杆拱桥动载试验试验程序①无车辆荷载时，测量桥梁结构的随机振动响应。②一辆、两辆实测桥梁结构自振特性参数例：系杆拱桥动载试验自振特性参数实测桥梁结构自振特性参数例：系杆拱桥动载试验自振特性参数-3.0-2.0-1.00.01.02.03.00510152025303540时间(s)动挠度(mm)-3.0-2.0-1.00.01.02.03.001020304050时间(s)动挠度(mm)车辆匀速行驶过桥时系杆拱桥四分点断面桥面挠度变化动挠度时程曲线（1）动载试验数据结果-3.0-2.0-1.00.01.02.03.0051015-3.0-2.0-1.00.01.02.03.00102030405060时间(s)动挠度(mm)-3.0-2.0-1.00.01.02.03.00510152025303540时间(s)动挠度(mm)车辆在桥面上四分点断面跨越障碍时系杆拱桥对应断面挠度变化动挠度时程曲线（2）动载试验数据结果-3.0-2.0-1.00.01.02.03.0010203动载试验数据结果一辆重车以20km/h匀速行进时测到的四分点和跨中断面应力曲线。-4.00.04.08.00510152025303540时间(s)动应力(MPa)跨中上缘-8.0-4.00.04.00510152025303540时间(s)动应力(MPa)跨中下缘-4.00.04.08.00510152025303540时间(s)动应力(MPa)四分点上缘-8.0-4.00.04.00510152025303540时间(s)动应力(MPa)四分点下缘动应力时程曲线（1）动载试验数据结果一辆重车以20km/h匀速行进时测到的四分点-3.00.03.06.0动应力(MPa)跨中上缘-6.0-3.00.03.0动应力(MPa)跨中下缘-3.00.03.06.0动应力(MPa)四分点上缘-6.0-3.00.03.0动应力(MPa)四分点下缘-2.0-1.00.01.00102030405060时间(s)动应力(MPa)吊杆横梁下缘一辆重车以10km/h跨越障碍物时测到的四分点、跨中断面和吊杆横梁动应力曲线。动应力时程曲线（1）动载试验数据结果-3.00.03.06.0动应力(MPa)跨中上缘-6.0-一辆重车以20km/h匀速行驶过桥时四分点断面振动功率谱功率谱动载试验数据结果一辆重车以20km/h匀速行驶过桥时四分点断面振动功率谱功a)加速度b)位移一辆重车以20km/h跨越障碍物时四分点断面振动功率谱功率谱动载试验数据结果a)加速度b)位移一辆重车以20km/h跨越障碍物时四动载试验数据结果动载试验数据结果多辆超重车过桥实测动应力数据

实桥动载试验—多辆车作用下简支梁动应力结果多辆超重车过桥实测动应力数据实桥动载试验—多辆车作用下简支实桥动载试验—单辆车作用下单跨简支梁动应力结果实桥动载试验—单辆车作用下单跨简支梁动应力结果实桥动载试验—车辆作用下桥梁动态响应结果实测某桥移动车辆作用下竖向振动时域信号及其对应功率谱实桥动载试验—车辆作用下桥梁动态响应结果实测某桥移动车辆作用实桥动载试验—一些自振特性“不好”的桥梁结果

某40m跨预应力混凝土先简支后连续梁桥，重车过桥时桥梁发生较大振

动，人感不适。

成桥自振频率一阶扭转和一阶竖弯分别为2.86Hz和3.12Hz。实桥动载试验—一些自振特性“不好”的桥梁结果某40m跨预应动载试验

f=2.676Hzζ=0.0107

f=2.598Hzζ=0.0157

某80m跨钢管混凝土系杆拱桥，重车过桥时桥梁发生较大振动。

成桥自振频率一阶竖弯和一阶扭转分别为2.598Hz和2.676Hz。动载试验f=2.676Hzζ=0.0107动载试验某138m跨混凝土组合桁架拱桥，车辆过桥时桥梁发生较大振动。通车

一年后拱脚、斜杆等产生较大裂缝。成桥自振频率一阶和二阶竖弯分别为2.96Hz和3.21Hz。载重车辆以不同车速匀速行驶过桥时实测桁架斜杆动应力时程曲线动载试验某138m跨混凝土组合桁架拱桥，车辆过桥时桥梁发生主要由五大部分组成：①振动台台体②液压驱动系统③模控部分④动态信号采集系统⑤计算机模拟地震振动台主要由五大部分组成：模拟地震振动台

模拟震动台性能参数XYZ参数Y&Z：±50mm最大驱动加速度X：±100mm六自由度4m×4m4.0g（空台）、1.2g(15t负载）2.0g（空台）、0.8g(15t负载）X.Y.Z方向25t控制自由度最大驱动位移最大驱动速度X：1000mm/sY&Z：600mm/s性能最大事件质量台面尺寸激振方向频率范围数据采集系统4.0g（空台）、0.7g(15t负载）0.1-50HzSTEX3、96通道模拟震动台性能参数XYZ参数Y&Z：±50mm最大驱动加

悬索桥震动台模型试验独塔自锚式悬索桥，跨径分布：47m+167m+219m+47m＝480m，塔高131m。1/60相似模型，主梁采用钢板，主塔用有机玻璃，主缆和吊杆采用钢丝，模型质量由配重模拟。悬索桥震动台模型试验独塔自锚式悬索桥，跨径分布：47m+1模态试验节点图

悬索桥震动台模型试验——模态试验模态试验节点图悬索桥震动台模型试验——模态试验采用（1把激励锤）单点激励，(4个加速度计）多点拾振方法。全模型分成21个断面(加劲梁16个，桥塔5个)，74个测点。

悬索桥震动台模型试验——模态试验采用（1把激励锤）单点激悬索桥震动台模型试验——模态试验

实测振型（1-4）

悬索桥震动台模型试验实测振型（1-4）悬索桥震动台模型试验

实测振型（5-8）

悬索桥震动台模型试验实测振型（5-8）悬索桥震动台模型试验工况号输入波形输入方向振动台输入加速度峰值备注1白噪声1三向0.02g测自振特性2白噪声2三向0.02g测自振特性3安评波100年10％X+2/3Z0.137g

4安评波100年10％Y+2/3Z0.137g

5安评波100年2％X+2/3Z0.24g

6安评波100年2％Y+2/3Z0.24g

7白噪声1三向0.02g测自振特性8白噪声2三向0.02g测自振特性9ElCentro波X0.24g

10ElCentro波Y0.24g

11ElCentro波X＋Y＋Z0.24g

12白噪声1三向0.02g有阻尼器13安评波100年2％X+2/3Z0.24g有阻尼器14ElCentro波X0.24g有阻尼器15ElCentro波X＋Y＋Z0.24g有阻尼器悬索桥震动台模型试验——工况表工况号输入波形输入方向振动台输入加速度峰值备注1白噪声1三向

悬索桥震动台模型试验悬索桥震动台模型试验

悬索桥震动台模型试验悬索桥震动台模型试验051015202530-2-1012加速度（m/s）2

时间(t)051015202530-0.08-0.040.000.040.08位移（m）时间（t）悬索桥震动台模型试验——实测加速度和位移主跨跨中纵向相对加速度

塔顶纵向位移051015202530-2-1012加速度（m/s）2悬索桥震动台模型试验——实测加速度和位移0102030405060-4-2024

加速度(m/s2)时间(t)

无阻尼器

有阻尼器

主梁纵向相对加速度0102030405060-0.2-0.10.00.10.2位移（m）时间(t)

无阻尼器

有阻尼器

主梁纵向位移悬索桥震动台模型试验——实测加速度和位移0102030405

桥梁风振试验主要内容桥梁风振试验桥址处自然风特性桥梁风致振动响应实桥全桥模型拉条模型节段模型静力气弹试验动力气弹试验

强迫振动弹簧支承静止振动三分力试验表面压力测定风洞模型桥梁风振试验主要内容桥梁风振试验桥址处自桥梁风致振动响应实同济大学风洞实验室共有三个边界层风洞：TJ-11.2×1.8×18m(W×H×L)

风速范围(0.5～32m/s)TJ-23.0×2.5×15m(W×H×L)

风速范围(1.0～60m/s)TJ-315×2.0×14m(W×H×L)

风速范围(0.5～17.6m/s)其中TJ-3

型风洞是专门按大跨度桥梁高宽比小的特点设计。风洞实验室热敏传感器风场全桥模型加速度计测振放大器信号分析仪磁带记录仪热线风速仪PC计算机同济大学风洞实验室共有三个边界层风洞：风洞实验室热敏传感器风全桥气弹模型风洞试验某钢-混凝土混合梁斜拉桥，主跨926m，跨径布置：467.5m+926m+467.5m=1466m，钻石形桥塔高242.5m。成桥气弹模型相似比例取1/144。全桥气弹模型风洞试验某钢-混凝土混合梁斜拉桥，主跨926m，全桥气弹模型风洞试验均匀流场中的全桥模型主梁节段全桥气弹模型风洞试验均匀流场中的全桥全桥气弹模型风洞试验——试验内容均匀流场中0°、-3°、+3°攻角的结构风振响应。紊流场中结构抖振试验。两种流场中不同偏航角的对比试验。紊流场中的全桥模型全桥气弹模型风洞试验——试验内容均匀流场中0°、-3°、+全桥气弹模型风洞试验——试验结果均匀流风场中各攻角下跨中振动响应全桥气弹模型风洞试验——试验结果均匀流风场中各攻角下跨中振动全桥气弹模型风洞试验——试验结果均匀流风场中各偏角下跨中振动响应全桥气弹模型风洞试验——试验结果均匀流风场中各偏角下跨中振动全桥气弹模型风洞试验——试验结果成桥状态气弹模型风洞试验结果汇总全桥气弹模型风洞试验——试验结果成桥状态气弹模型风洞试验结果

桥梁振动试验实例

例1.东岗黄河桥振动测试

例2.日本大和川桥振动试验

例4.人行天桥振动评估和减振对策

例3.日本多多拉大桥振动试验桥梁振动试验实例例1.东岗黄河桥振动测试例2.日

例1.东岗黄河桥振动测试例1.东岗黄河桥振动测试试验方法

侧向第一频率和振型测定纵向（竖向）第一频率和振型测定纵向第二频率和振型测定

强迫振动法

环境随机振动法跨中、四分点竖向激振跨中纵向、侧向激振试验方法侧向第一频率和振型测定强迫振动法环境随机振测点布置参考测点测试跨：L/16（全跨）边跨：L/8（半跨）测点布置参考测点测试跨：L/16（全跨）测试仪器

机械式激振器

环境随机振动

示波器监测

微积分放大器

摆式拾振器

桥梁结构

磁带记录仪测试仪器机械式激振器环境随机振动示波器监试验共振曲线00.51.01.52.02.53.0频率（f）输出（A/f2）f1=1.44Hzζ=0.014在平面

1.52.02.53.03.54.04.5频率（f）输出（A/f2）f2=2.33Hzζ=0.033出平面试验共振曲线00.51.01.

实测振型曲线出平面:

f1=1.562Hz

在平面：

f2=2.440Hzf3=3.270Hzf4=4.099Hzf5=6.881Hzf6=7.857Hz实测振型曲线出平面:f1=1.562Hz在平面：1.成功使用（两台）机械式激振器，对大型桥梁结构进行用强迫振动，测到结构的自振特性参数，特别是阻尼比。2.用环境随机振动法测桥梁振动，测到结构的高阶振型，数据结果与强迫振动法完全一致。3.实测了窄幅拱桥（纵向、侧向）的连拱振动响应。本例特点1.成功使用（两台）机械式激振器，对大型桥梁结构进行用强本例2.日本大和川桥振动试验例2.日本大和川桥振动试验汽车吊激振示意图激振方法汽车吊激振示意图激振方法测点布置桥面竖向、侧向振动斜拉索振动测点布置桥面竖向、侧向振动斜拉索振动摆式拾振器分析仪器伺服式拾振器压电式拾振器示波器直流放大器磁带记录仪微积分放大器测试仪器框图摆式拾振器分析仪器伺服式拾振器压电式拾振器示波器直流放大器磁振型序号振动频率(Hz)实测值/理论值方法①方法②方法③理论值④①/④②/④③/④

弯曲振动123456780.3370.4160.6330.8611.0371.3201.693-0.3360.4190.6340.8591.035-1.6991.8550.340-0.3460.416-0.4340.621-0.6390.861-0.8731.014-1.043---0.3190.3720.5840.8330.9921.2371.6191.8151.061.121.081.031.051.071.05-1.051.131.091.031.04-1.051.021.081.141.081.031.04---扭转振动12340.844---0.8991.644--0.861-0.873---0.7271.4401.7712.2331.16---1.241.66--1.19---实测振动参数表数据结果振序振动频率(Hz)实测值/理论值方法①方法②方法③理论值④

实测振型一阶竖弯二阶竖弯三阶竖弯竖弯侧弯竖弯竖弯扭转实测振型一阶竖弯二阶竖弯三阶竖弯竖弯侧弯竖弯竖弯扭转

①采用试验车吊重锤周期激振方法，对周期激振方法进行了探讨，获得了较好的实测结果。本例特点⑤与其他六座斜拉桥(跨度均大于200m)

作了自振特性参数的比较。④以不同方法分析阻尼比，比较了不同测量仪器所得的结果。③实测了斜拉索的振动和阻尼效应。②分析几种不同激振方法获得的振动信号，数据结果比较详细。①采用试验车吊重锤周期激振方法，对周期激振方法进行了探本例3.日本多多拉桥振动试验例3.日本多多拉桥振动试验竖向激振器竖向激振器振动试验内容（测点布置）振动试验内容（测点布置）1.测出8阶振型（其中：竖向3阶、扭转2阶、侧向3阶）。

2.对数衰减率以及振幅与阻尼的关系。

3.参数振动（拉索与主桁梁之间的耦合振动）。试验结果1.测出8阶振型（其中：竖向3阶、扭转2阶、侧向3阶）。试验与计算结果比较振型频率（Hz）对数衰减率最大振幅（cm）实测值计算值强迫振动法只考虑索拉力竖向弯曲对称10.2260.2270.2230.2320.02430.5反对称10.2630.2640.2620.2760.01822.6对称20.3480.3480.3450.3520.0079.5扭转对称10.4970.4970.4980.5610.0174.8反对称10.8310.8210.8220.8230.0511.6侧向弯曲对称10.0970.1020.0940.0930.1329.4反对称10.2480.2850.2490.2580.2134.0对称20.4700.4960.4940.4920.1731.1环境随机振动法考虑索质量及分布试验与计算结果比较振型频率（Hz）对数衰减率最大实测值计算值

1.采用了大型机械式激振设备，激出8阶振型

（其中：竖3阶、扭转2阶、侧向3阶）