城市桥梁检测技术实用标准BDJT15-87-2011动挠度

7 动力荷载试验

7.1 一般规定

7.1.1 动力荷载试验项目主要包括脉动试验、跑车试验、跳车试验及其它特殊形式的激振试验，城市桥梁应根据需要选取合适的项目进行动力荷载试验。

7.1.2 动力荷载试验可根据需要采用不同的测试系统，在选择测试系统时，测试系统的灵敏度、动态围、频响特性和幅值围等技术指标应满足被测结构动力特性围的要求。测试仪表的精度应不大于预计最大测量值的5%。

7.2 试验容与试验荷载

7.2.1 桥梁结构的自振特性测试宜包括结构的固有频率、阻尼比和振型等参数。试验荷载可为环境风或地脉动激振。

7.2.2 桥梁结构的受迫振动特性测试宜包括结构受迫振动频率、加速度、振幅和冲击系数等参数。试验荷载宜采用接近运营条件的汽车以不同的车速通过桥梁，试验时车辆在桥上的行驶速度应保持不变，或在桥梁动力响应最大的检测部位进行跳车试验。

7.3 试验准备工作

7.3.1 试验准备工作除应按照本标准第6.2.1条和第6.2.2条的规定执行外，尚应包括下列容：

1 现场调查桥梁及桥梁连接道路的线路状况、允许车速、车辆实际过桥速度；

2 确定测试项目、加荷或激振方式，确定测点、仪器安放

和导线布设位置。

7.3.2 跑车、跳车试验时，动力荷载试验效率的计算和取值应符合下列规定：

1 动力荷载试验效率表示为：

式中： dyn——动力荷载试验效率；

S dyn——动力试验荷载（按静力重量考虑）

作用下检测部位的变形或力的计算值；

2 跑车、跳车试验的试验荷载宜采用接近于标准荷载或运营条件的单辆载重车来充当。

7.4 试验实施

7.4.1 脉动试验应测试记录脉动位移或加速度，并根据现场情况，在结构的敏感点布置拾振器。脉动试验应符合下列要求：

1 针对不同的试验目的和桥型，测定固有频率的阶数可以不同，通常悬索桥、斜拉桥不宜少于10阶，连续梁桥、刚构桥、拱桥和简支梁桥不宜少于3阶；

2 脉动试验记录时间不宜少于30min，当大跨径桥梁测试断面较多时，可分批次记录，但应保证有一个参考点不动。

7.4.2跑车试验应采用不同的车速试验，车速宜为5、10、20、30、40、50、60km/h。跑车试验应全面记录车桥联动和桥梁自有衰减振动的动态响应，记录时间不宜少于30min或以波形衰减完为止。

7.4.3跳车试验宜由载重车越过一块高15cm的直角矩形垫木后立即停车的方法激振桥梁结构。跳车试验应全面记录桥梁结构的动态响应，记录时间与跑车试验相同。

7.5 试验资料整理与结果评定

7.5.1 动力荷载试验宜记录桥梁的竖向、水平向和扭转振动位移、应力(应变)、速度或加速度的时程曲线。

7.5.2 动力荷载试验应记录时程曲线，同时记录对应的动力荷载试验参数(重量、速度、加速度和振动频率等)、车辆进桥和出桥的标记、仪器的参数。

7.5.3 桥梁自振特性试验需整理的资料宜包括下列容:

1 结构的固有频率；

2 结构的阻尼特性；

3 结构的振型曲线；

4 结构各截面的振动速度或加速度的分布图。

7.5.4 桥梁受迫振动特性试验需整理的资料宜包括下列容：

1 动力荷载试验效率；

2 冲击系数；

3 结构受迫振动频率、振幅与加速度；

4 冲击系数与车速的关系曲线；

5 冲击系数与受迫振动频率的关系曲线；

6 车速与受迫振动频率的关系曲线；

7 卸载后(车辆出桥后)的结构固有频率。

7.5.5 冲击系数按下列公式计算：

式中：Smax——动力荷载引起检测部位的实测最大动力变形或力值（即最大波峰值）；

Smin——与Smax相应的最小值，即同一周期的波谷值；Smean——静力荷载引起同一检测部位的实测最大静力变形或力值，按公式（7.5.5-2）计算。

7.5.6 桥梁结构动力荷载试验的冲击系数应满足：

式中: ηdyn——动力荷载试验效率；

μl——跑车试验时实测最大冲击系数；

μc——设计采用的冲击系数。

根据冲击系数与车速的关系曲线，可确定冲击系数达到最大值的临界车速。

7.5.7 桥梁自振特性的试验资料，可作为评定结构抗风力和抗地震力性能的计算参数。复杂结构的桥梁动力性能，还需借助于模型的动力试验或风洞试验进行研究。

7.5.8 定期检验的桥梁，可通过前后两次动力试验结果的比较，检查结构的工作缺陷。如果结构的刚度降低(单位荷载的振幅增大)或频率显著减小，应查明结构可能产生的损坏。

7.5.9 如果桥梁结构动力荷载试验结果不满足上述某项要求时，应建议有关部门及时采取适当的措施(如限制车速和改进结构的动力性能等)。

7.6 动挠度数据采集系统

7.6.1 MIC无线动静态数据采集系统

要求系统能够实现动态自动化采集存储，采样率80Hz及上，挠度传感器精度0.01mm，量程50mm。

记录数据可以自动计算，并且能够导出成excel以便后期数据处理。

7.6.2 采集器

●待机时间：10000 小时

●通信距离：150 米

●传输率：250kbps

●采样率：350Hz

●存储能力：32M

●通道数：1到4个

●工作温度：-20℃—65℃

●工作湿度：≤90%（非凝结）

●体积：148.5×86.5×50.5mm

●重量：0.4kg

●网络结构：Zigbee mesh网,自组网

●采集方式：同一个采集器可做静态和动态采集（振弦采集器只用于静态采集）

●兼容传感器：按物理量，兼容应力、应变、位移、压力、温度等；按信号类型，兼容振弦、电压、电流、数字、压电等信号，接应变片时，配桥盒可实现1/4桥、1/2桥、全桥的测量

7.6.3 软件系统

界面友好：操作方便，灵活控制

动静态：单次、连续、定时、采样率调整

物理量显示：自动换算为被测物理量

数字滤波：积分、低通、高通、带通或带阻

基本分析：最大值、最小值、峰峰值、频谱

警戒值设置：自动提示

数据格式：CSV、Excel、ASCII、Access、Matlab

7.6.4 挠度传感器