《橋梁結(jié)構(gòu)動力特性檢測技術(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：DBJ/T *-*-2014住房城鄉(xiāng)建設(shè)部備案號：J *-2014橋梁結(jié)構(gòu)動力特性檢測技術(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)動力特性檢測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）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)語和符號；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；6 橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)檢測；7 檢測報(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)行過程中如有意見或建議，請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，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，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)語和符號 62.1 術(shù)語 62.2 符號 73 基本規(guī)定 84 儀器設(shè)備 104.1 動測系統(tǒng)技術(shù)要求 104.2 設(shè)備維護(hù) 105 橋梁結(jié)構(gòu)動力特性檢測

4、 115.1 一般規(guī)定 115.2 檢測方法 115.3 數(shù)據(jù)處理 126 橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)檢測 146.1 一般規(guī)定 146.2 檢測方法 146.3 數(shù)據(jù)處理 157 檢測報(bào)告的編寫 16附錄A 動力檢測原始記錄表 17附錄B 振動信號特征值 18本規(guī)程用詞說明 21條文說明 221.0.1 為規(guī)范橋梁結(jié)構(gòu)自振特性和動力響應(yīng)檢測方法和程序，保證檢測方法的科學(xué)性，提高檢測結(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)自振特性及動力響應(yīng)的檢測，包括結(jié)構(gòu)固有頻率、阻尼比和振型結(jié)構(gòu)動力參數(shù)的檢測，以及橋梁結(jié)構(gòu)受強(qiáng)迫振動激勵(lì)的動力響應(yīng)參數(shù)檢測。1.0.3 橋梁結(jié)構(gòu)動力檢測應(yīng)委托具有相應(yīng)

5、資格的機(jī)構(gòu)進(jìn)行，檢測人員應(yīng)進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)并具有相應(yīng)的檢測能力。1.0.4 按本規(guī)程進(jìn)行動力檢測時(shí)，除應(yīng)遵守本規(guī)程的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2 術(shù)語和符號2.1 術(shù)語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 動力響應(yīng)dynamic response表示結(jié)構(gòu)受動力輸入作用時(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傳感器或測振系統(tǒng)正常工作的頻帶，在這個(gè)頻帶內(nèi)輸入信號頻率的變化不會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表示傳感器信號輸出幅值與被測信號的輸入幅值之比。2.1.6 橫向靈敏度transverse sensitivity傳感器沿主軸方向振動時(shí)其垂直于主軸方向的振動幅值與主軸方向振動幅值之比，用百分比來表示，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不同信號間相同頻率對應(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、輸出信號的電壓與同時(shí)輸出的噪聲電壓的比。2.1.9 動態(tài)范圍dynamic range可測量的最大振動量與最小振動量之比。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)引起的振動來識別結(jié)構(gòu)自振特性的一種方法。2.1.11 沖擊系數(shù)impact factor汽車過橋時(shí)對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向動力效應(yīng)的增大系數(shù)。2.2 符號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 場地的地質(zhì)勘察資料；3 場地及其鄰近的干擾振源資料。3.0.2 檢測方案的制定，宜包括下列內(nèi)容：1 檢測目的；2 檢測設(shè)備及要求；3 檢測內(nèi)容及具體方法；4 儀器測點(diǎn)布置圖。3.0.3 橋梁動力特性檢測包括橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性檢測及在動力荷載作用下的強(qiáng)迫振動特性檢測，主要試驗(yàn)項(xiàng)目包括自振特性試驗(yàn)、行車動力響應(yīng)試驗(yàn)。3.0.4 橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性檢測一般按照以下步驟進(jìn)行：1 根據(jù)檢測對象及其目的，選擇合適的測量參數(shù)；2 根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)和檢測要求布置測點(diǎn)；3 根據(jù)檢測要求選擇并安裝傳感器，傳感器的安裝

9、應(yīng)與檢測目的相一致并遵循標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械振動與沖擊加速度計(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，確保無相對振動。測點(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），對整個(gè)測量系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試；5 合理設(shè)置檢測參數(shù)，包括對采樣頻率、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)測自振頻率的1%。，要求小信號不失真，大信號不超出量程，要求頻譜分析時(shí)頻率不混疊；6 根據(jù)檢測目的選擇合適的振動測試方法，橋梁動力測試一般包括環(huán)境激勵(lì)測試和強(qiáng)迫振動測試；7 采集數(shù)據(jù)并保存。3.0

10、.5 現(xiàn)場檢測時(shí)，檢測設(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 檢測場地應(yīng)避開外界干擾振源，測點(diǎn)應(yīng)注意橋下管道、電磁場、 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 對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場動力特性檢測時(shí)，不得對結(jié)構(gòu)造成損害。3.0.9 進(jìn)行動力特性檢測時(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)國家安全規(guī)程。3.0.10 檢測記錄內(nèi)容1 檢測儀器：名稱、型號、編號；2 實(shí)測時(shí)程曲線；3 振動激勵(lì)形式，測點(diǎn)布置（附簡圖和照片）；4 檢測過程中的情況說明；5 檢測人員、校核人員、檢測日期、檢測單位。3.0.

11、11 實(shí)測電子數(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 動測系統(tǒng)技術(shù)要求4.1.1 動測系統(tǒng)一般由激振系統(tǒng)、傳感器、信號放大調(diào)理器及動態(tài)信號采集分析儀等組成。4.1.2 結(jié)構(gòu)自振特性檢測傳感器應(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)動力響應(yīng)檢測主要包括橋梁結(jié)構(gòu)動位移、動應(yīng)變、 動力放大系數(shù)或沖擊系數(shù)。動位移測試傳感器宜采用電阻式位移計(jì)，動應(yīng)變測試傳感器宜采用電阻應(yīng)變計(jì)，測量范圍：±10000 ，精度不低于±1 。4.1.4 信號放大調(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 信號分析儀應(yīng)具有多通道，具有基本的數(shù)字信號處理功能，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 動測系統(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 動測系統(tǒng)在使用、運(yùn)輸和保管過程中應(yīng)注意防水、防潮、防曝曬和防劇烈振動等。5 橋梁結(jié)構(gòu)自振特性檢測5.1 一般規(guī)定5.1.1 橋梁結(jié)構(gòu)自振特性檢測包括結(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)自振特性檢測方法一般采用環(huán)境激勵(lì)法進(jìn)行檢測，自振特性參數(shù)也可采用行車的余振信號、跳車的余振信號分析得到。5.1.3 檢測系統(tǒng)應(yīng)符合下列要求：1 檢測系統(tǒng)通頻帶應(yīng)覆蓋橋梁結(jié)構(gòu)擬測振型對應(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)動力特性檢測應(yīng)遵循：1 多通道的同步實(shí)測時(shí)域曲線；2 采樣頻率設(shè)定應(yīng)符合奈奎斯特定律要求，一般宜為被測結(jié)構(gòu)關(guān)心頻率上限的3 5倍。3 采樣時(shí)間：對于環(huán)境激勵(lì)法檢測應(yīng)不少于30min ，宜設(shè)為60min 。5.2 檢測方法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測點(diǎn)沿縱橋向間隔布置傳感器，扭轉(zhuǎn)測點(diǎn)在沿縱橋向橋面左右兩側(cè)對稱布置傳感器；2 索橋振動測點(diǎn)在吊點(diǎn)對應(yīng)位置布置傳感器，下承式吊桿拱橋的橋面和拱肋振動測點(diǎn)分別在吊點(diǎn)對應(yīng)位置布置傳感器，空腹式拱橋振動測點(diǎn)在拱肋上立柱或橫墻對應(yīng)

15、的橋面處布置傳感器；3 橋塔橫向振動測點(diǎn)沿塔高度布置，扭轉(zhuǎn)測點(diǎn)在塔兩側(cè)對稱布置；4 記錄振動信號的傳感器布置應(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)置測點(diǎn)；6 當(dāng)因測試儀器數(shù)量不足或其它因素而需要作多次測試時(shí)，可采用移動測點(diǎn)法測試，每次測試中應(yīng)至少保留一個(gè)共同的參考點(diǎn)，參考點(diǎn)位置應(yīng)避開擬測振型的振型節(jié)點(diǎn)。5.2.2 根據(jù)檢測目的，選擇合適的檢測方向。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)注意對數(shù)據(jù)平穩(wěn)性的要求，若有較大的波動，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 在自振特性檢測過程中，由于干擾及其它各方面因素的存在，使得檢測系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)偏離其真實(shí)數(shù)值，除了應(yīng)對記錄波形和記錄長度進(jìn)行檢驗(yàn)之外，還應(yīng)對數(shù)據(jù)做以下預(yù)處理：信號標(biāo)定、變換；消除直流分量；消除趨勢項(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，信號應(yīng)加窗函數(shù)處理；對于環(huán)境激勵(lì)信號，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)的識別可以采用頻域識別法、時(shí)域識別法和時(shí)頻域識別方法。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） 對于相同方向的多個(gè)測點(diǎn)，各測點(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 對應(yīng)的不同自由度的振型函數(shù)值，其正負(fù)號可由互功率譜在i 處的相位來確定。5.3.4 時(shí)域識別法，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)的自由振動響應(yīng)。5.3.5 對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可采用時(shí)頻域識別方法，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)識別方法。5.3.6 宜采用

18、 2 種或 2 種以上方法對結(jié)構(gòu)動力參數(shù)進(jìn)行識別，并對其結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證。6 橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)檢測6.1 一般規(guī)定6.1.1 橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)檢測，一般指橋梁結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)強(qiáng)迫荷載作用下的動力響應(yīng)的檢測，主要測試內(nèi)容包括動撓度、動應(yīng)變、振動加速度或速度、沖擊系數(shù)。試驗(yàn)方式包括無障礙行車試驗(yàn)、有障礙行車試驗(yàn)和剎車制動試驗(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)行輪位軸距量測和軸重過磅，車輛軸重產(chǎn)生局部效應(yīng)不應(yīng)超過公路橋涵設(shè)計(jì)通用(JTG D60-2014)規(guī)定的車輛荷載效應(yīng)。6.1.3 動力響應(yīng)檢測前，應(yīng)估計(jì)被測量參數(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 橋面的振動加速度或速度動力響應(yīng)測點(diǎn)至少應(yīng)布置在1/4 跨、 跨中、 3/4 跨位置的關(guān)鍵截面，測點(diǎn)宜避開主振型節(jié)點(diǎn)。2 橋梁重要受力部位的動撓度、動應(yīng)變的動力響應(yīng)測點(diǎn)一般布置在變形大、受力不利、動力效應(yīng)大的控制截面上。6.2.2 橋面的振動傳感器宜沿結(jié)構(gòu)豎向、橫向和縱向三個(gè)方向布置，對于橫向和縱向振動不顯著的橋梁結(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撓度測點(diǎn)宜沿主變形方向布置傳感器，動應(yīng)變測點(diǎn)宜沿受力部位的主受力方向布置傳感器。6.2.4 無障礙行車試驗(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，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 剎車制動試驗(yàn)時(shí)，橋面制動位置宜為跨中等動態(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 單臺車

21、輛的荷載效率偏低時(shí)，無障礙行車試驗(yàn)可采用多臺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試驗(yàn)可采用與無障礙行車試驗(yàn)相同的1臺或多臺載重車輛。6.3 數(shù)據(jù)處理6.3.1 對采集數(shù)據(jù)按照本規(guī)程第5.3.1 條進(jìn)行信號預(yù)處理。Sdyn6.3.2 動力試驗(yàn)荷載效率根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算dyn式中：dyn 動力試驗(yàn)荷載效率，一般要求0.95 dyn 1.05；Sdyn 動力試驗(yàn)荷載作用下（按靜力考慮）檢測部位的效應(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)測沖擊系數(shù)根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：SmaxmaxSmean式中：Smax 動力試驗(yàn)荷載引起檢測部位的實(shí)測最大變形或應(yīng)變（即最大波峰值）；Smean 動力試驗(yàn)車輛的靜力荷載引起的統(tǒng)一檢測部位的實(shí)測最大靜力變形或應(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)測沖擊系數(shù)應(yīng)進(jìn)行荷載效率修正，即修正后的實(shí)測沖擊系數(shù), d 。maxdyn max7 檢測報(bào)告的編寫7.0.1 檢測報(bào)告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：1 工程概況：檢測依據(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：檢測儀器與檢測方法；3 現(xiàn)場檢測情況：日期、天氣、異常現(xiàn)象、環(huán)境情況和明顯缺陷情況；4 檢測結(jié)果；5 檢測結(jié)論與建議；6 附圖與附表；7 說明檢測結(jié)果所必須的其他信息。7.0.2 檢測報(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 動力檢測原始記錄表工程項(xiàng)目檢測依據(jù)檢測工況檢測儀器檢測地點(diǎn)檢測方向測點(diǎn)個(gè)數(shù)檢測環(huán)境采集儀通道號測點(diǎn)編號傳感器編號檢測位置備注測點(diǎn)位置示意圖檢測人員校核人員檢測日期1 均值在時(shí)間歷程T 內(nèi)的振動信號2 均方值在時(shí)間歷程T 內(nèi)，振動信號3 方差表示振動信號偏離均值的平方的平均值，即B 振動信號特征值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)值之間的振動信號的自相關(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信號在某頻段的能量成分，振動信號在時(shí)間歷程率為1TP x t dtT0振動信號在單位帶寬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)振動信號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)兩組振動信號的互功率譜密度函數(shù)定義為相對應(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)振動信號相關(guān)特性的函數(shù)。其定義為

26、x2yGxy 2Gxx Gyy9 頻響函數(shù)設(shè)無阻尼振動系統(tǒng)受簡諧激勵(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稱為無阻尼系統(tǒng)的的頻響函數(shù)矩陣，n × n 階，是實(shí)對稱矩陣。無阻尼振動系統(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)程用詞說明一、為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時(shí)區(qū)別對待，對要求嚴(yán)格程度不同的用詞說明如下：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)動力特性檢測技術(shù)規(guī)程DBJ/T *-*-2013條文說明1 總則 242 術(shù)語和符號 252.1 術(shù)語 252.2 符號 253 基本規(guī)定 264 儀器設(shè)備 274.1 動測系統(tǒng)技術(shù)要求 274.2 設(shè)備維護(hù) 275 橋梁結(jié)構(gòu)動力特性檢測 285.1 一般規(guī)定 285.2 檢測方法 285.3 數(shù)據(jù)處理 286 橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)檢測 316.1 一般規(guī)定 316.2 檢測方法 316.3 數(shù)據(jù)處理 317 檢測報(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)動力檢測的 程序和方法，提高檢測結(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)動力檢測范圍有：橋 梁結(jié)構(gòu)動力特性的檢測和橋梁結(jié)構(gòu)在各種外部激勵(lì)作用下的動力響應(yīng)檢測。1.0.3 本條規(guī)定了橋梁動力檢測的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以及對具體檢測人員的要求。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，即無論 是本規(guī)程還是其他相關(guān)規(guī)程，在進(jìn)行動測法檢測時(shí)都應(yīng)遵守，不得違反。2 術(shù)語和符號2.1 術(shù)語本節(jié)所列術(shù)語一般為其在本規(guī)程中出現(xiàn)時(shí)，其含義需要加以界定、說明或解釋的重要詞匯。 盡管在界定和解釋術(shù)語時(shí)考慮了術(shù)語的習(xí)慣和通用性，但理論上這些術(shù)語僅在本規(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法。2.2 符號本節(jié)所給出的符號可分為三類：動測系統(tǒng)性能參數(shù)符號、動測系統(tǒng)計(jì)算參數(shù)符號、動測3 基本規(guī)定3.0.1 規(guī)定了制定檢測方案前應(yīng)該搜集的資料。3.0.2 規(guī)定了制定檢測方案應(yīng)該包括的內(nèi)容。3.0.4 條規(guī)定了動力檢測的一般步驟。一般情況下，在檢測開始前需要有一個(gè)明確的檢測目標(biāo)，用以確定試驗(yàn)?zāi)康囊约耙獪y量的量，包括要求的精度和可靠性。同時(shí)，還需要確定影響測量設(shè)備和測量技術(shù)選擇的與儀器不相關(guān)因素，包括測量人員的有效性、成本、 測量需要的時(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)。接下來要考慮的有測量的環(huán)境條件、振動的頻率范圍、幅值、動態(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量設(shè)備的準(zhǔn)則。測點(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、檢查測線接頭是否包好、檢查振動傳感器是否與被測點(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 動測系統(tǒng)技術(shù)要求4.1.3 4.1.6 本條規(guī)定了動測設(shè)備的基本要求。目的是為了避免測量時(shí)

32、可能產(chǎn)生的誤差。若測試儀器對測試系統(tǒng)質(zhì)量和剛度有明顯影響，可通過修正方法予以消除。4.2 設(shè)備維護(hù)4.2.1 4.2.2 規(guī)定了動測系統(tǒng)在使用、運(yùn)輸和保管過程中的注意事項(xiàng)，是為了避免儀器損壞而給測量帶來誤差。5 橋梁結(jié)構(gòu)自振特性檢測5.1 一般規(guī)定5.1.1 動力特性檢測結(jié)果可與結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果或原有試驗(yàn)結(jié)果對比，為工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗震驗(yàn)算及安全性評價(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)的振動現(xiàn)象，如扭轉(zhuǎn)振動、鞭梢效應(yīng)等；尋找減小振動的途徑。5.1.2 工程結(jié)構(gòu)動力特性檢測一般采用環(huán)境激勵(lì)法，對于僅需要獲得結(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

33、、跳車的余振信號分析得到，但對于橋梁結(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)格大于信號包含的最高頻率的2 倍。如果信號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因?yàn)橄辔荒：袩o窮多種該頻率的正弦波對應(yīng)于離散采樣，因此不足以重建為原來的連續(xù)時(shí)間信號。5.2 檢測方法5.2.1 動力特性檢測時(shí)，測點(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)振動時(shí)位移為“零”的不動點(diǎn)，為此建議在試驗(yàn)前通過理論計(jì)算進(jìn)行初步分析，對可能產(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 采集得到的振動信號數(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)字信號數(shù)據(jù)。其次由于采集到的振動信號數(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項(xiàng)。趨勢項(xiàng)的存在，會使時(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)動力參數(shù)的識別方法。一般而言工程結(jié)構(gòu)動力參數(shù)的識 別方法具體有以下幾種：1 結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的頻域識別法結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的頻域識別法，是基于結(jié)構(gòu)傳遞函數(shù)或頻率響應(yīng)（ 簡稱頻響函數(shù)） 在頻域內(nèi)識別結(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)識別法、多模態(tài)識別法、分區(qū)模態(tài)識別法和頻域總體識別法。對小阻尼且各階模態(tài)耦合較小的系統(tǒng)，用單模態(tài)識別法可達(dá)到滿意的識別精度。而對模態(tài)耦合較大的系統(tǒng)，必須用多模態(tài)識別法。對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)域識別法結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的時(shí)域識別法是指在時(shí)間域內(nèi)識別結(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)識別方法的研究與應(yīng)用比頻域方法要晚一些，但近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐步發(fā)展起來的。時(shí)域法可以克服頻域法的一些缺陷，特別是對大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)受到風(fēng)、浪及大地環(huán)境激勵(lì)的作用，它們在工作中承受的荷載很難測量，但響應(yīng)信號很容易測得，直接利用響應(yīng)的時(shí)域信號進(jìn)行參數(shù)識別無疑是很有意義的。由于時(shí)域法參數(shù)識別技術(shù)只需要響應(yīng)的時(shí)域信號，從而減少了激勵(lì)設(shè)備，大大節(jié)省了測

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)，因而分析信號中包含噪聲干擾，所識別的模態(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)過程，處理這種非平穩(wěn)的時(shí)變信號需要能同時(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，有利于識別非線性響應(yīng)結(jié)構(gòu)的特征，是一種很有前途的動力學(xué)系統(tǒng)辨識方法?；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 , 簡稱 EMD）聯(lián)合使用來識別模態(tài)參