《基于振动测试法桥梁检测与评定技术规程》

率、振型、阻尼、冲击系数、速度、加速度和振幅等）的分析及评本标准适用于江西省既有桥梁、在建桥梁、改建桥梁的结构2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是不注日期的引用文件，其有效版本适桥梁自振频率是指桥梁结构自身固有的振动频率。又称"固有传感器或测振系统正常工作的频带，在这个频带内输入信号频率振型是指桥梁结构自身固有的振动形式。可用质点在振动时的相描述。由于多质点体系有多个自由度，故可出现多种振型，同时最小自振频率(又称基本频率)相应的振型为基本振型，又称率递增还有第二阶、第三阶……振型，它们被统称为高阶振型。桥梁结构加速度表示桥梁振动的速度变化快慢的物理量，定义ρ=MEI(x)率和截面的抗弯刚度成反比。因此，由于损伤引起的刚度降低会iidi----理论计算频率；fp-p----挠度（应变）动态分量的峰-峰值；ηω----频率校验系数；ηf----挠度校验系数；nnEI----索的抗弯刚度。4.1.1新建桥梁、加固改造后桥梁、既有桥梁可通过动力测试来检验4.1.2桥梁结构动力测试实施前，应依据现有的国家行业标准、合法4.1.4桥梁动力法检测评定所需技术参数，宜依据竣工资料或设计文用。对缺失技术资料的桥梁，可根据桥梁检测资料，结合参考同4.2现场检测及评定程序4.2.1动力法检测评定前，应通过实地调查，并参考历年检测资料检测评定前要搜集有关桥梁勘察设计、施工、况、今后改扩建计划、水文、气候、环境等方面情况（1）勘察设计资料，主要包括：桥位地质钻探资3）根据检测要求选择并安装传感器，传感器的安装），统量程、几何参数、低通滤波器截止频率等参数进行设置。要求小信号4.2.4检测环境应避开外界干扰振源，测点应注意桥下管道、电磁场4.2.7进行动力特性检测时，应制定专门的安全保护技术措施，满足本规程采用的频率校验系数法主要是根据在用桥确定的，按规范计算时材质参数取值留有一定的安全充分发挥在用桥梁的承载潜力，对动力法评定的桥梁承5测试设备与技术要求5.1.1试验用测试设备的技术性能应符合相关标准的规《检测和校准实验室能力的通用要求》（GB/T27025-2008）第测和（或）校准的对检测、校准和抽样结果的准确性或括辅助测量设备（例如用于测量环境条件的设备），在选择同类型或同规格测试设备是为了减少测试环节，提高测试工作的可靠性和可操作性。参考点和各分界点上，用放大特性相同的多路放大器和记录特性相布置在控制断面上。拾振器数量有限时，通常将一动其他拾振器得到所有测点。振型测量前把测振仪2）动位移可采用位移传感器和测量放大器、或光电变可采用电阻应变计、动态应变仪或光纤光栅式应变计等进行测试般在检测之前对各测点进行一段时间的稳定观测。观测试设备容易受到碰撞扰动的部位，通常设置保护设备、系保险绳或设置醒目的标志。6桥梁动力法测试的技术要求6.1测试工况及测试截面6.1.2激振方法可根据结构特点、测试的精度要求、方便性的情况下，通过测定桥梁由风荷载、地脉动、水自振特性参数的方法。该方法需对采集的长样本影响。对悬索桥、斜拉桥等自振频率较低的桥型行车激振法，是利用车辆驶离桥面后引起的生稳态振动。该方法测试精度高，但需要较为庞大的起振机对桥面将产生一定的损伤。在需要高精度识别2）对于常见的简支梁桥及连续梁桥，根据具体情况可参照图6.1.3）大型桥梁振型测试可将结构分成几个单元分别），4）在测试桥梁结构行车响应时，应选择桥梁结构振动响应幅值最大部位为测试截面。5）用于冲击效应分析的动挠度测点每个截面应至少1个。采用动应变评价冲击系数时，墩L/2墩图6.1.3-1简支梁桥前1阶模态的墩L/43L/4墩图6.1.3-2简支梁桥前2阶模态的墩墩L/2L/65L/6墩墩L/2L/6图6.1.3-3简支梁桥前3阶模态的墩L/83L/85L/8墩L/8简支梁桥前4阶模态的传感器布置方案墩L/103L/10L/27L/109L/10墩图6.1.3-5简支梁桥前5阶模态的图6.1.3-6连续梁桥前1阶模态的墩L/83L/85L/87L/8墩L/83L/85L/87L/8墩图6.1.3-7连续梁桥前2阶模态的墩L/12L/45L/127L/123L/411L/12墩L/12L/45L/127L/123L/411L/12墩图6.1.3-8连续梁桥前3阶模态的墩L/163L/165L/167L/169L/1611L/1613L/1615L/16墩L/163L/165L/167L/169L/1611L/1613L/1615L/16墩图6.1.3-9连续梁桥前4阶模态的表6.1.3-1简支梁桥前5阶模态的传感器布置方案1122334455表6.1.3-2连续梁桥前4阶模态的传感器布置方案122436L/12，L/4，5L/12，7L/12，3L48表6.2.1桥梁的测试阶次表率范围宜选择（0.1～200）Hz，信噪比应大于80dB；对于宜为检测结构最大关注频率的10倍以上，同时应大于低选择并共用一个相同的参考点，在参考点和各测点分别布设测振传感2）桥梁结构动力响应检测一般指桥梁结构在强迫振动荷在变形和应变较大的部位应布置测点，用于测记结构振动响应的测点5）动力响应检测数据的采集记录，应保证所采集的1）桥梁动态测试设备属弱电设备，设备需要远离电磁干扰源，因此要采取屏蔽措施。在仪器附近使用对讲机、手机等通信设备可能会产生意想不到的干扰2）在检测中，经常会出现噪声干扰现象，有时噪声甚一般采用静电屏蔽、电磁屏蔽或接地、浮置等措施。静电屏蔽可消耦合的干扰，电磁屏蔽可防止高频电磁场的干扰，如果屏蔽层接地蔽和静电屏蔽的作用；接地可以避免公共地线各点电位不均匀所产生7基于动力法的桥梁评定指标确定自振频率评定标度。桥梁自振频率变化不仅能够反映结构损伤情12345桥梁结构刚度变化，应符合以下规定：①在桥梁结构体系和恒载不变分析结构刚度退化的原因。②在桥梁结构体系或恒载发生改变的情况频率与基准频率值的比较，分析目前结构的刚度与结构体系或恒载改频率值应采用改变前的最近一次实测自振频率值。③当无既往实测自ηω对桥梁现状的损伤程度进行定义，分成六个等级：完好状态、临界损伤状态、轻微损伤、结构在静应力的基础上承受较大的动应力及动挠度。这种动荷载对应力和挠度增大的影响，及运行车辆的动力特性、车速等因素的影响。因此冲击系数往往成为动力测试中的冲击系数计算采用桥梁无障碍行车下的动挠度或fdmdmin−1=fdpp−1得出最大实测冲击系数，并作相应分析及评价。实测冲击系数应不大于设计规范冲击系数，桥梁结构的阻尼比可采用波形分析法、半功率带宽法或模态分析靠性和精度有很大的影响。阻尼比又是一个十分复杂的问题，目对加速度量值进行分析。根据加速度评价桥梁结构行车的舒适性7.5桥梁结构行车下舒适度评价车桥耦合振动会对人体产生心理和生理效应，斯佩当f<2Hz时，K=2Df2当2Hz≤f≤25Hz时，K=4Df当5Hz≤f≤40Hz时，K=Df表7.5.3F(f)计算公式F(f)计算公式当0.5<f≤5.4Hz时，F(f)当5.4<f≤26Hz时，F(f)=650/f2当26<f时，F(f)=1当0.5<f≤5.4Hz时，F(f)=0.325f2当5.4<f≤26Hz时，F(f)=400/f2当26<f，F(f)=17.6基于曲率模态的桥梁结构损伤识别与诊断ρ=MEI(x)∂θ∂2yρ(x,t)=∂x=∂x2ρ= M∂2yEI(x)∂yi+1−2yi+yi−1l2=(x)么损伤，只要EI(x)减小必将引起曲率模态振型局部幅值突变。且式（7.6.3）得知EI(x)与(x)成线性规律变化，所以EI(x)的变化位置与(x)突变的位置是一一对应的，即(x)突变的位置即为桥梁结构损伤的位置。且(x)突变的幅度大小可以定量诊断桥梁结②能反映损伤的曲率模态由损伤桥梁的位移模态直接差分即可得到对照；曲率模态和曲率模态差均能识别出桥梁损伤位置和定性判别损差比曲率模态对损伤诊断灵敏，低阶曲率模态或曲率模态差比高阶识③通常，结构的损伤包括结构刚度减小和质量变化两种。但在土木伤一般不会导致结构质量发生多大变化，因此，结构损伤识别主要工况一工况十一一二三四12345表7.6.3四分之一部位各损伤工况下竖五六七八12345表7.6.4四分之三部位各损伤工况五六七八123458索力的振动法检测8.2.2采集振动信号时，应注意观察信号质时分析参数的选择按随机信号处理的规定，合理8.3.2采用振动法测试索力计算时，应通过信号处理分析获得索的至少六阶自振频率值，TT=Tn8.3.3对于索的物理参数无法明确时，换算索力存在较大误差时9桥梁结构动力评估报告2）给出至少一张结构整体外貌照片，以及包括主要尺寸9.3检测仪器设备应包括仪器设备的名称（型号）、设备编号、主要技术参2）结构动力特性分析应包括本规程第6.2.1条规定的结5）检测结果及分析应包括动力信号处理方法、结构附录A基于频率校验系数法损伤诊断对桥梁结构进行荷载试验，通过测量结果与理论计算结果的比较η=Se/Ss（A-1）），f= pl348EI将式（A-2）代入式（A-1）可得挠度校验系数ηf为：feEsIsfsEeIfsEeIefeeIe为截面的实测抗弯刚sIs为截面的理论计算抗弯刚度。=2引入频率校验系数ηω,频率校验系数与挠度校验系数之间的关系表示为：EIEIηω== EI==feEI==feηfss=ηf不利挠度校验系数作参数，建立频率校验系数与挠度校验系数之间的果与理论结果之间存在差异，且结构挠度对应于结构的静刚度，而频度。相关文献研究表明，结构动刚度与静刚度之间存在差异，这种差系数与实测频率校验系数之间的差异。为了消除以上因素对频率校验分析实测数据，并分别与理论计算结果比较，得到ηω=0.频率与挠度校验系数关系回归曲线频率校验系数1.3001.2501.2001.1501.1001.0501.000y=0.9982xR=0.91550.6000.6500.7000.7500.8000.8500.9000