DBJ/T 13-209-2015 桥梁结构动力特性检测技术规程

福建省工程建设地方标准
工程建设地方标准编号：DBJ/T13-209-2015
住房和城乡建设部备案号：J12932-2015
桥梁结构动力特性检测技术规程
Technical Specification for Inspecting Dynamic Characteristic of Bridge Engineering Structures
2015年2月2日发布2015年4月1日实施
福建省住房和城乡建设厅发布

1总则
1.0.1为规范桥梁结构动力特性检测方法和程序，保证检测方法的科学性，提高检测结果的可靠性，制定本规程。
1.0.2本规程适用于福建省既有桥梁、在建桥梁、改建桥梁的结构动力特性检测，包括桥梁结构的自振特性检测、桥梁结构动力响应检测以及索力的振动法检测。
1.0.3桥梁结构动力特性检测应委托具有相应资质的机构进行，检测人员应进行专业技术培训并具有相应的检测能力。
1.0.4桥梁结构进行动力特性检测时，除应遵守本规程外，尚应符合国家与福建省现行有关标准的规定。

2术语和符号
2.1术语
2.1.1自振特性natural vibration characteristics
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。
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。

3基本规定
3.0.1检测方案编制前，宜收集下列资料：
1桥梁结构的设计、施工及竣工资料；
2场地的地质勘察资料；
3场地及其邻近的干扰振源资料；
4历年来桥梁结构检测、养护及维修等资料。
3.0.2检测方案的制定，宜包括下列内容：
1检测目的；
2检测依据；
3检测设备及要求；
4检测内容及具体方法；
5仪器测点布置图；
6安全措施。
3.0.3检测仪器选择与检查：
1试验测试设备应经过计量检定/校准；
2试验前应对测试设备进行核查；
3选择测试设备应满足精度的要求，一般应优于预计测量值的5%：
4测试设备应有满足试验需要的量程和动态范围；

5同一次试验宜选用同种类型或规格的测试设备。
3.0.4桥梁动力特性检测的主要试验项目包括桥梁结构的自振特性试验、动力响应试验以及索力的振动法检测试验。
3.0.5桥梁结构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现行国家标准《机械振动与冲击加速度计的机械安装》GB/T14412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。测点的布置应符合本规程第4~8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。要求小信号不失真、大信号不超出量程，采用频域分析法时要求频率不混叠、谱线频率间隔△f不大于实测自振频率的1%；
6根据检测目的和测试方法选择合适的激励方式；
7采集数据并保存。

3.0.6现场检测时，检测设备、仪器均应有防风、防雨雪、防晒、防振和接地等保护措施。
3.0.7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、噪声、射线等因素的影响。
3.0.8仪器应具有防尘、防潮性能，其工作温度应在-5℃~50℃范围内。
3.0.9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。
3.0.10进行动力特性检测时，应制定专门的安全保护技术措施，满足相应设备操作安全规程和相关国家安全规程。
3.0.11检测记录宜包括下列内容：
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。
3.0.12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。
3.0.13检测结果分析评定宜包括下列内容：
1理论计算：根据试验实施过程中的荷载实际布置，计算动力荷载的效率系数；
2数据分析：对原始测试记录进行科学分析处理，综合比较，从中提取有价值的信息；
3报告编制：根据理论计算和测试数据分析处理结果，对检测桥梁动力特性作出科学判断与评价，形成相应的试验报告。

4传感器的选择及布置
4.1传感器的选择
4.1.1传感器应按以下原则选型：
1应根据具体的项目要求，本着“性能优越、稳定和兼顾性价比最优”的原则选择合理的传感器类型和数量；
2宜采用测量精度高、稳定性良好、抗干扰能力强、信噪比满足实际工程需求的传感器；
3宜选择具有自补偿功能的传感器；
4传感器应满足实际结构的环境要求；
5传感器的实用量程宜为其满量程的80%左右，且最大工作状态点不应超过满量程。
4.1.2传感器的性能应符合下列要求：
1传感器应具有良好的线性度；
2传感器应具有良好且稳定的灵敏度及信噪比；
3传感器应具有良好的分辨率，且不低于检测结构参数的最小单位量级；
4传感器应具有良好且稳定的重复性；
5传感器的漂移应控制在允许的范围内；

6传感器应选择合理的供电模式。
4.1.3对于实时监测要求比较高的传感器，还需要考虑以下动态特性：
1传感器的传递函数；
2传感器的频率响应函数；
3传感器的动态标定与校准。
4.1.4常用传感器的选型和使用注意事项宜参照传感器功能特点。
4.2传感器的布置
4.2.1传感器的布置宜遵循下列原则：
1测得的数据对实际结构的动静力参数变化或环境变化较为敏感；
2测得的数据应能充分并准确地反应结构的动力特性；
3测得的参数应能够与理论分析结果建立起对应关系；
4宜在结构主要受力构件和部位上布置；
5能够通过合理添加传感器对感兴趣的局部进行数据重点采集；
6需在结构响应最不利处或已发生较严重病害、损伤处布置；

7宜减小检测信号的传输距离。
4.2.2传感器的布置宜基于工程经验和有限元分析结果，确定极值或者关键控制截面及部位。
4.2.3加速度传感器布置准则宜符合本规程附录A的准则。

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