《基于振動測試法橋梁檢測與評定技術(shù)規(guī)程》

率、振型、阻尼、沖擊系數(shù)、速度、加速度和振幅等）的分析及評本標準適用于江西省既有橋梁、在建橋梁、改建橋梁的結(jié)構(gòu)2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是不注日期的引用文件，其有效版本適橋梁自振頻率是指橋梁結(jié)構(gòu)自身固有的振動頻率。又稱"固有傳感器或測振系統(tǒng)正常工作的頻帶，在這個頻帶內(nèi)輸入信號頻率振型是指橋梁結(jié)構(gòu)自身固有的振動形式。可用質(zhì)點在振動時的相描述。由于多質(zhì)點體系有多個自由度，故可出現(xiàn)多種振型，同時最小自振頻率(又稱基本頻率)相應(yīng)的振型為基本振型，又稱率遞增還有第二階、第三階……振型，它們被統(tǒng)稱為高階振型。橋梁結(jié)構(gòu)加速度表示橋梁振動的速度變化快慢的物理量，定義ρ=MEI(x)率和截面的抗彎剛度成反比。因此，由于損傷引起的剛度降低會iidi----理論計算頻率；fp-p----撓度（應(yīng)變）動態(tài)分量的峰-峰值；ηω----頻率校驗系數(shù)；ηf----撓度校驗系數(shù)；nnEI----索的抗彎剛度。4.1.1新建橋梁、加固改造后橋梁、既有橋梁可通過動力測試來檢驗4.1.2橋梁結(jié)構(gòu)動力測試實施前，應(yīng)依據(jù)現(xiàn)有的國家行業(yè)標準、合法4.1.4橋梁動力法檢測評定所需技術(shù)參數(shù)，宜依據(jù)竣工資料或設(shè)計文用。對缺失技術(shù)資料的橋梁，可根據(jù)橋梁檢測資料，結(jié)合參考同4.2現(xiàn)場檢測及評定程序4.2.1動力法檢測評定前，應(yīng)通過實地調(diào)查，并參考歷年檢測資料檢測評定前要搜集有關(guān)橋梁勘察設(shè)計、施工、況、今后改擴建計劃、水文、氣候、環(huán)境等方面情況（1）勘察設(shè)計資料，主要包括：橋位地質(zhì)鉆探資3）根據(jù)檢測要求選擇并安裝傳感器，傳感器的安裝），統(tǒng)量程、幾何參數(shù)、低通濾波器截止頻率等參數(shù)進行設(shè)置。要求小信號4.2.4檢測環(huán)境應(yīng)避開外界干擾振源，測點應(yīng)注意橋下管道、電磁場4.2.7進行動力特性檢測時，應(yīng)制定專門的安全保護技術(shù)措施，滿足本規(guī)程采用的頻率校驗系數(shù)法主要是根據(jù)在用橋確定的，按規(guī)范計算時材質(zhì)參數(shù)取值留有一定的安全充分發(fā)揮在用橋梁的承載潛力，對動力法評定的橋梁承5測試設(shè)備與技術(shù)要求5.1.1試驗用測試設(shè)備的技術(shù)性能應(yīng)符合相關(guān)標準的規(guī)《檢測和校準實驗室能力的通用要求》（GB/T27025-2008）第測和（或）校準的對檢測、校準和抽樣結(jié)果的準確性或括輔助測量設(shè)備（例如用于測量環(huán)境條件的設(shè)備），在選擇同類型或同規(guī)格測試設(shè)備是為了減少測試環(huán)節(jié)，提高測試工作的可靠性和可操作性。參考點和各分界點上，用放大特性相同的多路放大器和記錄特性相布置在控制斷面上。拾振器數(shù)量有限時，通常將一動其他拾振器得到所有測點。振型測量前把測振儀2）動位移可采用位移傳感器和測量放大器、或光電變可采用電阻應(yīng)變計、動態(tài)應(yīng)變儀或光纖光柵式應(yīng)變計等進行測試般在檢測之前對各測點進行一段時間的穩(wěn)定觀測。觀測試設(shè)備容易受到碰撞擾動的部位，通常設(shè)置保護設(shè)備、系保險繩或設(shè)置醒目的標志。6橋梁動力法測試的技術(shù)要求6.1測試工況及測試截面6.1.2激振方法可根據(jù)結(jié)構(gòu)特點、測試的精度要求、方便性的情況下，通過測定橋梁由風荷載、地脈動、水自振特性參數(shù)的方法。該方法需對采集的長樣本影響。對懸索橋、斜拉橋等自振頻率較低的橋型行車激振法，是利用車輛駛離橋面后引起的生穩(wěn)態(tài)振動。該方法測試精度高，但需要較為龐大的起振機對橋面將產(chǎn)生一定的損傷。在需要高精度識別2）對于常見的簡支梁橋及連續(xù)梁橋，根據(jù)具體情況可參照圖6.1.3）大型橋梁振型測試可將結(jié)構(gòu)分成幾個單元分別），4）在測試橋梁結(jié)構(gòu)行車響應(yīng)時，應(yīng)選擇橋梁結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)幅值最大部位為測試截面。5）用于沖擊效應(yīng)分析的動撓度測點每個截面應(yīng)至少1個。采用動應(yīng)變評價沖擊系數(shù)時，墩L/2墩圖6.1.3-1簡支梁橋前1階模態(tài)的墩L/43L/4墩圖6.1.3-2簡支梁橋前2階模態(tài)的墩墩L/2L/65L/6墩墩L/2L/6圖6.1.3-3簡支梁橋前3階模態(tài)的墩L/83L/85L/8墩L/8簡支梁橋前4階模態(tài)的傳感器布置方案墩L/103L/10L/27L/109L/10墩圖6.1.3-5簡支梁橋前5階模態(tài)的圖6.1.3-6連續(xù)梁橋前1階模態(tài)的墩L/83L/85L/87L/8墩L/83L/85L/87L/8墩圖6.1.3-7連續(xù)梁橋前2階模態(tài)的墩L/12L/45L/127L/123L/411L/12墩L/12L/45L/127L/123L/411L/12墩圖6.1.3-8連續(xù)梁橋前3階模態(tài)的墩L/163L/165L/167L/169L/1611L/1613L/1615L/16墩L/163L/165L/167L/169L/1611L/1613L/1615L/16墩圖6.1.3-9連續(xù)梁橋前4階模態(tài)的表6.1.3-1簡支梁橋前5階模態(tài)的傳感器布置方案1122334455表6.1.3-2連續(xù)梁橋前4階模態(tài)的傳感器布置方案122436L/12，L/4，5L/12，7L/12，3L48表6.2.1橋梁的測試階次表率范圍宜選擇（0.1～200）Hz，信噪比應(yīng)大于80dB；對于宜為檢測結(jié)構(gòu)最大關(guān)注頻率的10倍以上，同時應(yīng)大于低選擇并共用一個相同的參考點，在參考點和各測點分別布設(shè)測振傳感2）橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)檢測一般指橋梁結(jié)構(gòu)在強迫振動荷在變形和應(yīng)變較大的部位應(yīng)布置測點，用于測記結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)的測點5）動力響應(yīng)檢測數(shù)據(jù)的采集記錄，應(yīng)保證所采集的1）橋梁動態(tài)測試設(shè)備屬弱電設(shè)備，設(shè)備需要遠離電磁干擾源，因此要采取屏蔽措施。在儀器附近使用對講機、手機等通信設(shè)備可能會產(chǎn)生意想不到的干擾2）在檢測中，經(jīng)常會出現(xiàn)噪聲干擾現(xiàn)象，有時噪聲甚一般采用靜電屏蔽、電磁屏蔽或接地、浮置等措施。靜電屏蔽可消耦合的干擾，電磁屏蔽可防止高頻電磁場的干擾，如果屏蔽層接地蔽和靜電屏蔽的作用；接地可以避免公共地線各點電位不均勻所產(chǎn)生7基于動力法的橋梁評定指標確定自振頻率評定標度。橋梁自振頻率變化不僅能夠反映結(jié)構(gòu)損傷情12345橋梁結(jié)構(gòu)剛度變化，應(yīng)符合以下規(guī)定：①在橋梁結(jié)構(gòu)體系和恒載不變分析結(jié)構(gòu)剛度退化的原因。②在橋梁結(jié)構(gòu)體系或恒載發(fā)生改變的情況頻率與基準頻率值的比較，分析目前結(jié)構(gòu)的剛度與結(jié)構(gòu)體系或恒載改頻率值應(yīng)采用改變前的最近一次實測自振頻率值。③當無既往實測自ηω對橋梁現(xiàn)狀的損傷程度進行定義，分成六個等級：完好狀態(tài)、臨界損傷狀態(tài)、輕微損傷、結(jié)構(gòu)在靜應(yīng)力的基礎(chǔ)上承受較大的動應(yīng)力及動撓度。這種動荷載對應(yīng)力和撓度增大的影響，及運行車輛的動力特性、車速等因素的影響。因此沖擊系數(shù)往往成為動力測試中的沖擊系數(shù)計算采用橋梁無障礙行車下的動撓度或fdmdmin?1=fdpp?1得出最大實測沖擊系數(shù)，并作相應(yīng)分析及評價。實測沖擊系數(shù)應(yīng)不大于設(shè)計規(guī)范沖擊系數(shù)，橋梁結(jié)構(gòu)的阻尼比可采用波形分析法、半功率帶寬法或模態(tài)分析靠性和精度有很大的影響。阻尼比又是一個十分復雜的問題，目對加速度量值進行分析。根據(jù)加速度評價橋梁結(jié)構(gòu)行車的舒適性7.5橋梁結(jié)構(gòu)行車下舒適度評價車橋耦合振動會對人體產(chǎn)生心理和生理效應(yīng)，斯佩當f<2Hz時，K=2Df2當2Hz≤f≤25Hz時，K=4Df當5Hz≤f≤40Hz時，K=Df表7.5.3F(f)計算公式F(f)計算公式當0.5<f≤5.4Hz時，F(xiàn)(f)當5.4<f≤26Hz時，F(xiàn)(f)=650/f2當26<f時，F(xiàn)(f)=1當0.5<f≤5.4Hz時，F(xiàn)(f)=0.325f2當5.4<f≤26Hz時，F(xiàn)(f)=400/f2當26<f，F(xiàn)(f)=17.6基于曲率模態(tài)的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別與診斷ρ=MEI(x)?θ?2yρ(x,t)=?x=?x2ρ= M?2yEI(x)?yi+1?2yi+yi?1l2=(x)么損傷，只要EI(x)減小必將引起曲率模態(tài)振型局部幅值突變。且式（7.6.3）得知EI(x)與(x)成線性規(guī)律變化，所以EI(x)的變化位置與(x)突變的位置是一一對應(yīng)的，即(x)突變的位置即為橋梁結(jié)構(gòu)損傷的位置。且(x)突變的幅度大小可以定量診斷橋梁結(jié)②能反映損傷的曲率模態(tài)由損傷橋梁的位移模態(tài)直接差分即可得到對照；曲率模態(tài)和曲率模態(tài)差均能識別出橋梁損傷位置和定性判別損差比曲率模態(tài)對損傷診斷靈敏，低階曲率模態(tài)或曲率模態(tài)差比高階識③通常，結(jié)構(gòu)的損傷包括結(jié)構(gòu)剛度減小和質(zhì)量變化兩種。但在土木傷一般不會導致結(jié)構(gòu)質(zhì)量發(fā)生多大變化，因此，結(jié)構(gòu)損傷識別主要工況一工況十一一二三四12345表7.6.3四分之一部位各損傷工況下豎五六七八12345表7.6.4四分之三部位各損傷工況五六七八123458索力的振動法檢測8.2.2采集振動信號時，應(yīng)注意觀察信號質(zhì)時分析參數(shù)的選擇按隨機信號處理的規(guī)定，合理8.3.2采用振動法測試索力計算時，應(yīng)通過信號處理分析獲得索的至少六階自振頻率值，TT=Tn8.3.3對于索的物理參數(shù)無法明確時，換算索力存在較大誤差時9橋梁結(jié)構(gòu)動力評估報告2）給出至少一張結(jié)構(gòu)整體外貌照片，以及包括主要尺寸9.3檢測儀器設(shè)備應(yīng)包括儀器設(shè)備的名稱（型號）、設(shè)備編號、主要技術(shù)參2）結(jié)構(gòu)動力特性分析應(yīng)包括本規(guī)程第6.2.1條規(guī)定的結(jié)5）檢測結(jié)果及分析應(yīng)包括動力信號處理方法、結(jié)構(gòu)附錄A基于頻率校驗系數(shù)法損傷診斷對橋梁結(jié)構(gòu)進行荷載試驗，通過測量結(jié)果與理論計算結(jié)果的比較η=Se/Ss（A-1）），f= pl348EI將式（A-2）代入式（A-1）可得撓度校驗系數(shù)ηf為：feEsIsfsEeIfsEeIefeeIe為截面的實測抗彎剛sIs為截面的理論計算抗彎剛度。=2引入頻率校驗系數(shù)ηω,頻率校驗系數(shù)與撓度校驗系數(shù)之間的關(guān)系表示為：EIEIηω== EI==feEI==feηfss=ηf不利撓度校驗系數(shù)作參數(shù)，建立頻率校驗系數(shù)與撓度校驗系數(shù)之間的果與理論結(jié)果之間存在差異，且結(jié)構(gòu)撓度對應(yīng)于結(jié)構(gòu)的靜剛度，而頻度。相關(guān)文獻研究表明，結(jié)構(gòu)動剛度與靜剛度之間存在差異，這種差系數(shù)與實測頻率校驗系數(shù)之間的差異。為了消除以上因素對頻率校驗分析實測數(shù)據(jù)，并分別與理論計算結(jié)果比較，得到ηω=0.頻率與撓度校驗系數(shù)關(guān)系回歸曲線頻率校驗系數(shù)1.3001.2501.2001.1501.1001.0501.000y=0.9982xR=0.91550.6000.6500.7000.7500.8000.8500.9000