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1、福建省工程建设地方标准 DB工程建设地方标准编号：DBJ/T *-*-2014 住房城乡建设部备案号：J *-2014 桥梁结构动力特性检测技术规程（征求意见稿）Technical Specification for Inspecting Dynamic Characteristicof Bridge Engineering Structures2013-*-* 发布 2014-*-* 实施福建省住房和城乡建设厅 发布福建省工程建设地方标准桥梁结构动力特性检测技术规程Technical Specification for Inspecting Dynamic Characteristicof
2、Bridge Engineering StructuresDBJ/T *-*-2014J *-2014主编单位：福建省建筑科学研究院批准部门：福建省住房和城乡建设厅实施日期：2014年*月*日前 言本规程是根据福建省住房和城乡建设厅关于印发2012年科学技术项目计划的通知(闽建科201223号）的要求，规程编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考国内外有关先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规程。本规程共7章和2个附录，主要技术内容是：1 总则；2 术语和符号；3 基本规定；4 仪器设备；5 桥梁结构自振特性检测；6 桥梁结构动力响应检测；7 检测报告的编写；附录等。本规程由福建省住
3、房和城乡建设厅负责管理，福建省建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。在执行过程中如有意见或建议，请寄送福建省住房城乡建设厅建筑节能与科技处（地址：福州市北大路242号，邮编：350001）和福建省建筑科学研究院（地址：福州市杨桥中路162号，邮编：350025）。主编单位：福建省建筑科学研究院福建省抗震防灾技术中心联系人： 赖苍林 tel：13950290361； emial：参编单位：主要起草人： 主要审查人： 目 录1 总 则52 术语和符号62.1 术语62.2 符号73 基本规定84仪器设备104.1 动测系统技术要求104.2 设备维护105桥梁结构动力特性检测115.1 一般规定1
4、15.2 检测方法115.3 数据处理126桥梁结构动力响应检测146.1 一般规定146.2 检测方法146.3数据处理157检测报告的编写16附录A 动力检测原始记录表17附录B 振动信号特征值18本规程用词说明21条文说明221 总 则1.0.1 为规范桥梁结构自振特性和动力响应检测方法和程序，保证检测方法的科学性，提高检测结果的可靠性，特制定本规程。1.0.2 本规程适用于桥梁结构自振特性及动力响应的检测，包括结构固有频率、阻尼比和振型结构动力参数的检测，以及桥梁结构受强迫振动激励的动力响应参数检测。1.0.3 桥梁结构动力检测应委托具有相应资格的机构进行，检测人员应进行专业技术培训并
5、具有相应的检测能力。1.0.4 按本规程进行动力检测时，除应遵守本规程的规定外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。2 术语和符号2.1 术语2.1.1 自振特性 self vibration characteristic表示结构固有特性的基本物理量，如固有频率、振型和阻尼比等。2.1.2 动力响应 dynamic response表示结构受动力输入作用时的输出，如位移响应、速度响应、加速度响应等。2.1.3 频率特性 frequency characteristic表示在频率域内描述结构振动的基本物理量，一般包括幅频特性和相频特性等。2.1.4 频率范围 frequency range传感器或
6、测振系统正常工作的频带，在这个频带内输入信号频率的变化不会引起它们的灵敏度发生超出指定的百分数的变化。2.1.5 灵敏度 sensitivity表示传感器信号输出幅值与被测信号的输入幅值之比。2.1.6 横向灵敏度 transverse sensitivity传感器沿主轴方向振动时其垂直于主轴方向的振动幅值与主轴方向振动幅值之比，用百分比来表示，横向灵敏度越小越好，一般要求应小于 3%5%。2.1.7 相位差 phase difference不同信号间相同频率对应两谐波分量之间的相位角之差。2.1.8 信噪比 signal to noise ratio表示放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声
7、电压的比。2.1.9 动态范围 dynamic range可测量的最大振动量与最小振动量之比。2.1.10 环境激励法 ambient excitation method利用结构周围随机激励引起的振动来识别结构自振特性的一种方法。2.1.11 冲击系数 impact factor汽车过桥时对桥梁结构产生的竖向动力效应的增大系数。2.2 符号 时间 周期 频率 圆频率 加速度 速度 位移 刚度 质量 阻尼比 自相关函数 自功率谱函数 互相关函数 互功率谱函数 相干函数 相位角 频响函数 脉冲函数 信号最高频率分量 采样频率 功率谱函数中结构的固有频率3 基本规定3.0.1 检测方案编制前，宜搜集
8、下列资料：1 桥梁结构的竣工资料；2 场地的地质勘察资料；3 场地及其邻近的干扰振源资料。3.0.2 检测方案的制定，宜包括下列内容：1 检测目的；2 检测设备及要求；3 检测内容及具体方法；4 仪器测点布置图。3.0.3 桥梁动力特性检测包括桥梁结构的自振特性检测及在动力荷载作用下的强迫振动特性检测，主要试验项目包括自振特性试验、行车动力响应试验。3.0.4 桥梁结构的动力特性检测一般按照以下步骤进行：1 根据检测对象及其目的，选择合适的测量参数；2 根据桥梁结构形式特点和检测要求布置测点；3 根据检测要求选择并安装传感器，传感器的安装应与检测目的相一致并遵循标准机械振动与冲击加速度计的机械
9、安装GB/T 14412 的要求。传感器安装须与主体结构保持良好接触，确保无相对振动。测点的布置应符合第 5 章和第 6 章的相关要求；4 连接导线（包括屏蔽线和接地线），对整个测量系统进行调试；5 合理设置检测参数，包括对采样频率、数据采集时间、传感器灵敏度、数据采集系统量程、几何参数、低通滤波器截止频率等参数进行设置。要求频率分辨率应不大于实测自振频率的1%。，要求小信号不失真，大信号不超出量程，要求频谱分析时频率不混叠； 6 根据检测目的选择合适的振动测试方法，桥梁动力测试一般包括环境激励测试和强迫振动测试；7 采集数据并保存。3.0.5 现场检测时，检测设备、仪器均应有防风、防雨雪、防
10、晒和防振等保护措施。3.0.6 检测场地应避开外界干扰振源，测点应注意桥下管道、电磁场、噪声、射线等因素的影响。3.0.7 仪器应具有防尘、防潮性能，其工作温度应在-550范围内。3.0.8 对桥梁结构进行现场动力特性检测时，不得对结构造成损害。3.0.9 进行动力特性检测时，应制定安全保护措施，并满足相应设备操作安全规程和相关国家安全规程。3.0.10 检测记录内容1 检测仪器：名称、型号、编号；2 实测时程曲线；3 振动激励形式，测点布置（附简图和照片）；4 检测过程中的情况说明；5 检测人员、校核人员、检测日期、检测单位。3.0.11 实测电子数据应保存完整，采用光盘等形式按相关规定存档
11、。4 仪器设备4.1 动测系统技术要求4.1.1 动测系统一般由激振系统、传感器、信号放大调理器及动态信号采集分析仪等组成。4.1.2 结构自振特性检测传感器应采用低频传感器，频率下限应不大于 0.5Hz（-3+1dB），频响曲线应平坦（-3+3dB），传感器横向灵敏度应小于 5%。4.1.3 结构动力响应检测主要包括桥梁结构动位移、动应变、动力放大系数或冲击系数。动位移测试传感器宜采用电阻式位移计，动应变测试传感器宜采用电阻应变计，测量范围：10000，精度不低于1。4.1.4 信号放大调理器应符合下列要求：1 放大器应采用带低通滤波功能的多通道放大器，低通滤波大于24dB/oct。一般宜使
12、用抗混淆滤波放大器。2 放大器频响范围：低频不大于 0.5Hz，高频大于传感器上限频率，噪声水平折算至输入端应低于 2V。3 多通道放大器要求各个通道间无串扰，各通道相位一致，频响范围相同。其振幅一致性偏差应小于 0.5dB1kHz，相位一致性偏差应小于0.2o1kHz。4.1.5 数据采集与记录宜采用多通道数字采集和存储系统，其 A/D 转换器位数应不小于 12 位，宜采用 16bit 以上 A/D 转换器，幅度畸变宜小于 1.0dB。4.1.6 信号分析仪应具有多通道，具有基本的数字信号处理功能，包括滤波、截取、时域幅值统计、FFT、自谱、互谱等功能。4.2 设备维护4.2.1 动测系统应
13、每年进行一次系统的标定，并应经检定/校准（或验证）合格。4.2.2 动测系统在使用、运输和保管过程中应注意防水、防潮、防曝晒和防剧烈振动等。5 桥梁结构自振特性检测5.1 一般规定5.1.1 桥梁结构自振特性检测包括结构的固有频率、振型、阻尼比等参数。5.1.2 桥梁结构自振特性检测方法一般采用环境激励法进行检测，自振特性参数也可采用行车的余振信号、跳车的余振信号分析得到。5.1.3 检测系统应符合下列要求：1 检测系统通频带应覆盖桥梁结构拟测振型对应的频率，一般应用时，频率范围宜选择 0.5200Hz，信噪比应大于80dB；2 检测仪器其它要求应符合本规程 4.1 之要求。5.1.4 桥梁结
14、构动力特性检测应遵循：1 多通道的同步实测时域曲线；2 采样频率设定应符合奈奎斯特定律要求，一般宜为被测结构关心频率上限的 35 倍。3 采样时间：对于环境激励法检测应不少于 30min，宜设为 60min。5.2 检测方法5.2.1 传感器的布置一般宜遵循以下原则：1 桥面竖向和水平向振动测点沿纵桥向间隔布置传感器，扭转测点在沿纵桥向桥面左右两侧对称布置传感器；2 索桥振动测点在吊点对应位置布置传感器，下承式吊杆拱桥的桥面和拱肋振动测点分别在吊点对应位置布置传感器，空腹式拱桥振动测点在拱肋上立柱或横墙对应的桥面处布置传感器；3 桥塔横向振动测点沿塔高度布置，扭转测点在塔两侧对称布置；4 记录振动信号的传感器布置应尽量避开振型节点，并可以充分显示结构的模
