动载及无损综述教程.ppt

桥梁检测
BridgeTesting第五章桥梁动载试验（２学时）桥梁动态测试系统开始97年9月三峡覃家沱大桥实验0#2001年1月，深圳梅林2#、3#人行过街桥实验§1、动载实验的方法与程序
§2、桥梁结构动力响应的测试
激振方法，传感器选取与布置，测试系统的组成，数据采集，试验组织
§3、动测数据分析与评价
时域分析，频域分析，分析评价§1、动载实验的方法与程序桥梁结构承受车辆、人群、风力和地震等动力荷载作用下产生振动，桥梁在动力荷载作用下的受力分析是桥梁结构分析的又一重要任务。桥梁的振动问题影响因素复杂，仅靠理论分析还不能满足工程应用的需要，需用理论分析与实验测试相结合的方法解决，桥梁动载试验就成为解决该问题必不可的手段。桥梁的动力特性（频率、振型和阻尼比）是评定桥梁承载力状态的重要参数，随着我国公路桥梁检验评定制度推行，桥梁动载试验会将越来越受到重视。结构振动问题涉及振源（输入）、结构（系统）和响应（输出），它们的关系为：在结构振动问题中输入、系统和输出中知其中两者，可以求第三者，所以桥梁的动载试验可以划分为三类基本问题：
1．测定桥梁荷载的动力特性（数值、方向、频率等）。
2．测定桥梁结构的动力特性（自振频率、阻尼、振型等）。
3．测定桥梁在动荷载作用下的响应（动位移、动应力等）。
桥梁的振动试验涉及很宽的范畴，如模拟地震试验、抗风试验、疲劳试验等。本章着重介绍常规桥梁结构动力特性和动载响应的试验与分析。§2、桥梁结构动力响应的测试
激振方法，传感器选取与布置，测试系统的组成，数据采集，试验组织一、桥梁动载试验的测试仪器
结构振动的测试仪器包括：测振传感器、信号放大器、光线示波器、磁带记录仪和数字信号处理机。近年振动信号分析处理技术发展很快，已开发出多种以A／D转换和微机结合的数据采集和分析一体化的智能仪器，可以进行实时数据采集分析，并能实现数据储存，有取代磁带记录仪和专用信号处理机的趋势，但还有待普及。动载实验设备桥梁动载检测系统
●型号：DASP
●该系统主要用于桥梁结构的动载检测。检测数据通过专用设备存储载到计算机中，专用分析软件可对检测数据进行系统分析，测量出结构的频率、阻尼、冲击系数等。该系统还可对结构进行模态分析测量出结构的各阶模态参数。南京长江二桥动态特性测试试验深圳梅林人行过街桥试验（一）测振传感器
1．基本原理
振动参数有位移、速度和加速度。测量这些振动参数的传感器有许多种类。但由于振动测量的特殊性，如测量时难以在振动体附近找到一个静止点作为测量的基准点，所以就需要使用惯性式测振传感器。通常所指的测振传感器即为惯性式测振传感器（以下简称为测振传感器）。测振传感器的基本原理为：由惯性质量、阻尼和弹簧组成一个动力系统，这个动力系统固定在振动体上（即传感器的外壳固定在振动体上），与振动体一起振动。通过测量惯性质量相对于传感器外壳的运动，就可以得到振动体的振动。由于这是一种非直接的测量方法，所以）这个传感器动力系统的动力特性对测量结构具有根重要的影响。２．摆式测振传感器
它的质量弹簧系统设计成转动的形式，因而可以获得更低的仪器固有频率。摆式传感器可以测垂直方向和水平方向的振动；它也是磁电式传感器，输出电压与相对运动速度成正比。3．磁电式速度传感器
磁电式速度传感器是根据电磁感应的原理制成的，其特点是灵敏度高，性能稳定，输出阻抗低人频率响应范围有一定宽度。调整质量、弹簧和阻尼系统的动力参数，可以使传感器既能测量非常微弱的振动。也能测比较强的振动。4.压电式加速度传感器
从物理学知道，一些晶体材料当受到压力并产生机械变形时，在其相应的两个表面上出现异号电荷，当外力去掉后，晶体又重新回到不带电的状态，这种现象称为压电效应。压电式加速度传感器是利用晶体的压电效应而制成的，其特点是稳定性高、机械强度高及能在很宽的温度范围内使用，但灵敏度较低。（二）光线示波器、
光线示波器也是二种常用的模拟式记录器，主要用于振动测量的数据记录，它将电信号转换为光信号并记录在感光纸或胶片上，得到的是试验变量与时间的关系曲线。（三）磁带记录仪
磁带记录仪是一种常用的较理想的记录器，可以用于振动测量和静力试验的数据记录，它将电信号转换成磁信号并记录在磁带上，得到的是试验变量与时间的变化关系。
磁带记录仪由磁带、磁头、磁带传动机构、放大器和调制器等组成。（四）信号处理机
动态信号数据处理，一般在专用信号处理机或利用数据处理软件在通用计算机上进行。目前数字信号处理技术发展很快，它以FFT硬件和专用软件为基础，可以在幅值域、时域、频域对各种类型的信号进行处理。（五）测试系统的选配
根据常用的一些测振仪器的性能，一般可构成电磁式测试系统、压电式测试系统和电阻应变式测试系统等三种测试系统。电磁式测试系统在桥梁的动力测试中应用较为普遍，这类系统通过仪器的