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桥梁结构运营模态测试与辨识技术规程.pdf中国工程建设标准化协会标准
桥梁结构运营模态测试与辨识技术规程
某酒店部分建筑改造工程施工组织设计方案Technical specification on testing and identification of operational moda parametersofbridgestructures
中国工程建设标准化协会标准
桥梁结构运营模态测试与辨识技术规程
Technical specification on testing and identification of operational modal parametersofbridgestructures
主*单位： 批准单位：中国工程建设标准化协会 施行日期：2023年X月X日
中国建筑工业出版社 2023北京
根据中国工程建设标准化协会《2022年第一批协会标准制订、修订计划》 （建标协字（2022）13号）的要求，*制组经广泛调查研究，认真总结实践经 验，参考有关国际标准和国内外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定 本规程。 本规程共分为6章和4个附录，主要技术内容包括：总则、术语、基本规 定、振动响应测试、模态参数辨识、报告*制和资料归档。 请注意本规程的某些内容可能直接或间接涉及专利，本规程的发布机构不 承担识别这些专利的责任。 本规程由中国工程建设标准化协会建筑振动专业委员会归口管理，由大连 理工大学负责具体技术内容的解释。本规程在使用过程中如有需要修改或补充 之处，请将有关资料和建议寄送解释单位（地址：辽宁省大连市凌工路2号， 大连理工大学土木工程学院，****：116023），以供修订时参考。
Generalprovisions Terms Basicrequirements Vibrationresponsetest 4.1General requirements 4.2Test plan formulation 4.3Test preparations 4.4Field test implementation 5Modalparameter identification 5.1General provisions 5.2Data preprocessing 5.3Operational modal parameter identification 5.4Experimental modal parameter identification 5.5Presentation of results 6Report preparation and data archiving 6.1General provisions 6.2Report preparation 6.3Data archiving Appendix AMeasurement point optimization criteria Appendix B Technical requirements for hardware equipment Appendix C Common modal parameter identification methods AppendixDReport format Explanationofwordinginthisspecification Listofreferencestandards Explanationofprovisions
1.0.1为规范桥梁结构模态参数的测试与辨识工作，做到程序得当、技术 先进、方法合理、结果可靠，制定本规程。 1.0.2本规程适用于公路桥梁和市*桥梁的结构模态参数测试与辨识。 1.0.3桥梁结构模态参数的测试与辨识工作除应符合本规程规定外，尚应 符合国家现行有关标准和现行中国工程建设标准化协会有关标准的规定。
是连续道路中断空间，跨越道路受阻障碍，传递交通流的道路工程结 构物。
2.0.2结构模态参数
structuralmodalparameters
结构模态参数是描述结构固有振动特性的参数，包括固有频率、振型 且尼比、模态质量。
对结构施加有计划的力，包括使用机械设备（如激振器或冲击锤）对 结构施加控制力，使用爆炸装置产生冲击波，人体跳跃作用力等。
ambientexcitation
ambientexcitation
结构在自然环境中受到的外部力和环境影响，如风、雨、雪、温度变 化、大地脉动、海浪等。
2.0.5模态参数辨识
modal identificatio
modalidentification
hodalidentification
通过采集激励与结构的振动响应信号，或仪采集振动响应信号，分析 获取结构的模态参数，并减小噪声、计算误差、分析方法假定等因素对分 析结果的影响，分辨出结构真实模态参数的过程
2.0.6工作模态参数识别
在结构工作状态下，利用采集到的振动响应信号，提取结构的固有 振型、阻尼比等模态参数的过程
2.0.7实验模态参数识别
2.0.7实验模态参数识别
0.7实验模态参数识别 experimental modal identification
利用结构的激励和振动响应信号，提取结构的固有频率、振型、阻尼 比、模态质量的模态参数的过程。
单位时间内完成周期性振动的次数，
结构在某固有频率下振动时所呈现具有规律的形态，即不同位置的相 对位移和相位差
结构阻尼系数与临界阻尼系数之比，
结构每阶模态对应的质量大小，即结构某阶模态的广义质量。
frequencyresponsefunction
傅里叶变换与激励信号的傅里叶变
coherencefunction
coherencefunction
激励和响应信号之间互功率谱的平方与激励信号自功率谱和响应信号 自功率谱的乘积之比。
3.0.1新建、加固和改建桥梁宜通过结构模态参数测试与辨识来掌 的动力特性。
3.0.2桥梁结构模态参数测试工作应遵循作业人员安全、交通安全、仪器 设备安全、用电和消防安全的原则。 3.0.3桥梁结构模态参数测试工作不得对桥梁造成结构性损伤。 3.0.4桥梁结构模态参数测试与辨识的工作内容应包括振动响应测试、模 态参数辨识、报告*制和资料归档。 3.0.5桥梁结构模态参数测试与辨识工作宜进行下列资料搜集： 1桥址区的地质、水文、环境和影响测试的干扰振源资料； 2桥梁设计、施工、监理、施工监控、峻工、养护、检测、监测、维 修、加固和改造资料。 3.0.6桥梁结构模态参数测试的桥跨选取应符合下列规定： 1采用新结构形式或新材料的桥梁应逐跨或逐联地进行测试： 2多联（孔）桥梁应选择受力不利、缺陷较多或病害较严重的桥跨进 行测试。 3.0.7桥梁结构模态参数辨识工作应进行频率识别；当桥梁跨径符合下列 规定时，尚应进行振型和阻尼比识别： 1单跨跨径超过80m的梁桥： 2单跨跨径超过60m的拱桥、斜拉桥和悬索桥。 3.0.8桥梁结构模态参数辨识的阶次宜符合表3.0.8的规定；当辨识结果无 法满足要求时，宜及时进行振动响应补充测试。
2 桥址区的地质、水文、环境和影响测试的干扰振源资料； 2桥梁设计、施工、监理、施工监控、竣工、养护、检测、监测、纟 2 加固和改造资料
表3.0.8桥梁结构模态参数辨识推荐阶次
振动响应测试工作应符合下列规定
4.1.1振动响应测试工作应符合下列规定： 1测试对象应为桥梁部件，所有桥型均应对主梁进行测试，对于拱 桥还宜对主拱进行测试，对于斜拉桥和悬索桥还宜对主塔进行测试。 2测试参数应为桥梁部件的加速度、速度、动位移或动应变，所有 桥型均应进行竖向振动响应测试，对于大跨跨径桥梁还宜进行横向和扭 转振动响应测试。 3测试结果应能为桥梁结构模态参数辨识提供满足分析要求的数据 4.1.2振动响应测试工作应包括测试方案制定、测试工作准备和现场测 试实施： 1测试方案制定宜包括有限元建模和分析，测点位置确定，激振方 式确定，激振工况制定，数据采集、传输和存储方式选择，供电方式选 择，交通管制措施制定和通告： 2测试工作准备宜包括实验室工作准备和现场工作准备： 3现场测试实施宜包括预测试、正式测试、测试数据检查和初步分 析、测试现场清理。
有限元建模和分析应符合下列规定：
1建模时应综合考虑桥梁结构的质量分布、刚度分布和边界条件； 当有实测结构材料参数和构件截面参数时，宜采用实测参数进行建模： 2分析内容应包括模态分析和激振工况模拟。 4.2.2测点位置应按以下原则进行确定： 1测点位置宜采用测点优化准则进行确定，对于有线测试可选用本 规程附录A.1中的准则，对于无线测试可选用本规程附录A.2中的准则： 2测点位置应按照竖向、横向和扭转振型分别进行确定；当待测桥 梁部件在测试频带内存在扭转振型时，测点应在部件的横断面两侧进行 对称布置；确定出的测点位置应避开待测桥梁部件的振型节点； 3当需要进行多组测试以获取全桥振型时，每个待测桥梁部件不同 测量组应保证至少有一个参考点的位置保持不变，参考点宜选择位于各 阶待测振型值均较大的位置。
4.2.3激振方式可按下列方式进行送
1试验模态测试可选择跑车、跳车、激振器的人工激励方式； 2运营模态测试可选择自然环境激励方式。运营模态测试适用于斜拉 桥和悬索桥。
1采用有限元分析制定激振工况时，应准确反映实际激振车辆的总重 轴重和轴间距。激振车辆引起待测部件最不利截面荷载效应宜尽量大， 但不能超过设计荷载效应； 2跑车激振和跳车激振可采用同一种车辆：
3跑车激振试验时，让单辆（或横向两辆并排）激振车以中载或偏载 的情形匀速通过桥跨结构。跑车激振宜进行单车道和多车道多种工况激 振，且每一种激振工况的车辆宜采用5~80km/h范围内多个均匀分布的车 速进行试验，每个车速工况宜进行2~3次重复试验： 4跳车激振试验时，让激振汽车的后轮从指定位置的垫木上突然下洛 对桥梁产生冲击作用，激起桥梁的振动。 5起振机宜布置在能使结构产生较大振动效应的位置，应采用正弦、 正弦扫描激励、随机激励、脉冲激励使结构产生振动。
1可以采集结构振动加速度、速度和位移响应，并根据采集的结构响 应类型，确定传感器类型。应根据激振工况有限元模拟结果，确定传感 器量程； 2应根据现场温度、湿度等自然条件，确定传感器的规格和适用条件 传感器类型可选择模拟信号传感器或数字信号传感器； 3竖向、横向和扭转振型宜同时测量大成市开发区教学楼工程施工组织设计，当不同方向测点重合时，宜采 用多向传感器采集数据： 4多组测量时，每组测量的采样频率应相同： 5运营模态测试时，宜选择车辆较少、风速较低的时段采集结构响应 环境激励下结构响应单次采集时间不宜小于30分钟。
4.2.6数据传输和存储应满足以下原
1当采用有线测试时，应根据传感器间距，确定采用一个采集仪还是 多个采集仪采集数据：
2当有线测试需要多个采集仪时，采集仪之间要进行时间同步。宜采 用GNSS或北斗卫星导航时钟同步技术，采集时钟同步误差误差不超过 0.1ms; 3采集仪位置应远离电磁十扰源，或采用静电屏蔽设备阻隔干扰源对 采集仪的电磁干扰； 4用放大特性相同的多路放大器和记录特性相同的多路记录仪，同时 测记各测点的振动响应信号； 5当采集仪有存储功能时，采集的数据可以存储在采集仪本地；当采 集仪没有存储功能时，数据可以存储在外接电脑上。采集的数据应按测 试工况进行统一规则*号。 4.2.7当桥址有市*供电时，宜采用市*供电。当桥址没有市*供电时 应根据测试设备选择UPS供电或者发电机供电。 4.2.8应根据测试时间，提前联合桥梁管理方向当地交管部门申请交通 管制措施，制定并发布交通管制通告。
4.3.1实验室工作准备应符合下列规定： 1未在有效检定期内的传感器应进行校准，校准方法应符合现行国 家标准《振动与冲击传感器的校准方法》GB/T20485的有关规定； 2选用激振器进行人工激振时，激振器的校准应符合现行国家标准 《机械振动与冲击机械导纳的试验确定第2部分：用激振器作单点平动 激励测量》GB/T11349.2的有关规定。
DB62／T 4110-2020 河西地区日光温室主要气象灾害等级4.3.2现场测试工作准备应符合下列
测试系统的安装、调试、保护应符合下列规定： 1）测试系统的安装应符合下列规定： ①传感器应与被测构件牢固连接，可选用栓接、胶接、焊接 磁吸的安装方式，安装位置误差应小于0.01m，灵敏度主 轴方向应与测量方向一致； 通信线缆的连接线路宜选择传感器与采集设备之间最短路 径；光缆的弯曲半径应大于缆线外径的20倍，光缆拼接时 平均拼接损耗不应大于0.05dB；屏蔽电缆的弯曲半径应不 小于缆线外径的15倍，接头应平直无应力。 ） 广 测试系统的调试应符合下列规定： ①系统通电调试前应进行供电设备电压波动检查，对于60 V及以上直流电源的电压波动不得超出±10%，对于60V 以下直流电源的电压波动不得超出王5%，对于220√交流 电源的电压波动不得超出土5%； ②系统各信道应通过敲击传感器附近构件结合示波进行连通 性检查，并应准确记录各信道与传感器物理位置的对应关 系；系统各信道宜选用三通道法对噪声水平进行评定，各 频率平均噪声水平不宜超过10μg/√Hz； ③当存在两个及以上数据采集仪或采用无线传感器时，宜对 各信道间的同步性进行检查，同步误差不宜大于0.1ms。 5 1 测试系统应采取适宜的防振、防水、防风和防晒保护措施。