常规桥梁检测

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常规桥梁检测
一、 桥梁试验仪器主要配置
桥梁试验一般包括静载、动载以及模态试验,根据不同的试验需要配备不同的仪
器以及软件,相关配置如下:
1、桥梁静载试验系统配置:手提电脑,DH3815N或3816,采集软件,应变片
或传感器,以及相应的通讯线、扩展线和导线等。
手提电脑:由用户自己配备,也可由本公司根据用户的要求代购,用来安装采集软件以及与
采集仪器的通讯。
3815N或3816:都是静态仪器,功能基本相似,都可以进行扩展;
各自优缺点:
单台3815N测点少,一台3815N有16测点,但是通过扩展线连接,将采集箱展
开,对测点分布比较广而且又要同时测量的试验比较适用,另外3815N体积较
小,携带比较方便
单台3816测点多,一台3816有60测点,适合测点比较多且测点比较集中的试
验,但体积较大
采集软件:主要用于参数的设置,数据的采集与显示,相应的计算和分析,简单
报告的生成
应变片与传感器:主要由用户选择,也可由本公司代购
其他:整套系统都在公司调试合格,用户放心使用。

2、桥梁动载试验系统配置:手提电脑,DH5920或DH5922,采集软件,应变片
或传感器,DH3810调理器,以及相应的通讯线、扩展线和导线等。
DH5920或DH5922:属于动态仪器,基本功能相同,都能达到工程实验要求
不同点:
DH5920主要元器件是进口,带缓存,精度和稳定性更高,价格较DH5922稍贵
DH5922一些元器件是国产,不带缓存,性价比高

3、桥梁模态试验系统配置:
方案一:手提电脑,DH5920或DH5922,采集软件,模态软件,DH610,以及
相应的通讯线、扩展线和导线等。
方案二:手提电脑,DH5907,采集软件,模态软件

模态软件:试验模态分析方法可以分为频响函数法(简称测力法)和环境激励法
(简称不测力法)两种。DHMA软件分测力法和不测力法两个模块对应实现以
上两种方法对结构的试验模态分析,用户可以根据需要选择购买。
测力法模块:所谓测力法就是在试验过程中需要同时测量激励数据和响应数据的
方法。经典的测力法是利用频域的频响函数(FRF)或时域的脉冲响应函数(IRF)
对模态参数进行估计。频响函数是响应和荷载的傅里叶变换之比,而脉冲响应函
数也要先测得频响函数然后经傅里叶逆变换(IFFT)获得。因此,测力法必须利
用带测力计的激振器或力锤施加可测量的激励力。测力法可以估计所有的模态参
数,包括固有频率、模态振型、模态阻尼或阻尼比、模态质量和模态刚度,而且
精度较高。
DHMA软件中频域测力法分图解法和解析法两种,图解法较适合于阻尼小
模态不密集系统,如钢结构。图解法可选用峰值拾取法或圆拟合法。解析法常用
于大阻尼或模态密集系统。DHMA软件中的时域测力法是采用脉冲响应函数的
最小二乘复指数法LSCE(Least Square Complex Exponential)进行计算,频域解
析法可选用正交多项式法。
不测力法模块:所谓不测力法就是在试验过程中不需要测量激励力的方法。工程
中的大量结构和机器(如大型房屋建筑,大型桥梁,汽轮发电机组等)都是很难
人工施加激励力的,其结构的响应主要由环境激励引起,如机器运行时由质量不
平衡产生的惯性力,车辆行驶时的振动以及微地震产生的地脉动等各种环境激
励,而这些环境激励是既不可控制又难以测量的。
不测力法只能利用系统的响应数据对固有频率、模态振型、模态阻尼或阻尼
比这三个模态参数进行估计,但是这三个模态参数已经能够满足绝大多数工程中
结构动力特性分析的要求。DHMA软件利用测量得到的响应的自功率谱、互功率
谱、传递率和相干函数进行模态参数的估计。
不测力法也可分为解析法和图解法两种类型。使用范围与测力法一致。图解
法可选用自互功率谱综合法或传递力法,解析法可选用随机子空间法(SSI)。
本软件还可以通过时域和频域的ODS动画显示更形象的模拟被测结构或机
械零件的振动。所谓时域的ODS动画显示,其原理类似于录像机快录慢放。常用
于机器起动或停止时的动响应(如位移、速度或加速度)相对于时间变量的观测。
频域的ODS动画显示,其原理类似于数字闪频仪,用于动变形相对于频率变量的
观测。当观测到的频率接近或等于共振频率时,动变形可近似的作为结构共振频
率下的振型。
DH610:高灵敏度,低频传感器
DH5907:专用于桥梁及大型建筑物模态试验的系统

以下是典型的桥梁试验用户配置:
路桥集团桥梁技术有限公司
DH5920(16ch)1台、DH5920(8ch)1台、控制分析软件、模态软件各一套3810
(16个)、5855(16个)、DH3815N主带16测点(1台)、3815N采集箱(3套)、
3815N无线装置(1套300米)、3815N控制分析软件一套、DH5906(接受模块
1个、发射模块3个)、DH5907(控制模块1台、采集模块8个)双向(垂直、
水平、50米)DH202-002(10只)、DH-5(4个)、DH-10(10只)、DH-20(10
只)、DH-50(10只)、DH-100(4只)、BQ120-100AA(100片)

西北公路勘察院
DH5920(4ch)1台、5920控制分析软件一套、DH105(4个)、DH5855(4个)、
DH3810(4个)、DH1301(1台)、DH3816(2台)、3816控制分析软件一套
广东省建筑科学研究院
DH3816(2台)、3816控制分析软件一套、DH5920(16ch)1台、DH5920控制
分析软件包、索力检测软件包、模态软件包各一套、DH5855-1(10个)DH3810-1
(10个)、DH202(6个)DH105(6个)、941B垂直(6个)等效应变源1个

云南省建筑科学研究院
DH5922(8CH数采)1台,DH3810-2 8个,软件(DH5922-10控制软件包
+DH5922-11基本分析软件包+DH5922-40模态分析软件)各1套,891-2(水平)
4只,891-2(垂直)4只。

二、 试验示例:
1、 旧馆大桥静载试验
1.1 试验方案:试验分三块,分别测量边跨中载、负弯矩中载、中跨
中载时的应变值
1.2 应变片的布置如下图所示:
桥墩处应变片位置13、14、15分别是上、中、下
28、29、30分别是上、中、下
1.3 试验结果
边跨中载数据(测点1到测点5的数据,其他的略):
采样状态 01_01_01 01_01_02 01_01_03 01_01_04 01_01_05
测点1 测点2 测点3 测点4 测点5
边跨中载0 0 0 0 0 0

边跨中载1 15 30 13 -1 27
边跨中载1 16 31 13 -1 27
边跨中载1 16 31 13 -1 27
边跨中载2 16 32 13 -2 28
边跨中载2 16 32 13 -2 28
边跨中载2 17 32 14 -2 29

边跨中载3 18 39 13 -7 32
边跨中载3 18 39 13 -7 32
边跨中载3 19 40 14 -6 34

边跨中载4 21 49 15 -10 39
边跨中载4 21 49 15 -10 39
边跨中载4 21 49 15 -10 39

边跨中载卸载 0 0 0 0 1
边跨中载卸载 0 0 0 0 1
边跨中载卸载 0 0 0 0 2

2、 桥梁动载试验(试验结果)
2.1、冲击系数:1.053
2.2、最大动应变(绝对值):-20.5 με
3、 润扬大桥南岔模态试验
3.1试验方案:将大桥划分为46部分,每部分等分,通过DH610速
度传感器测量中间45个点的速度的曲线,每个点分别测量竖向和横
向两个方向。采完数据,导入模态软件,软件将算出其模态振型、固
有频率和阻尼比。

3.2试验结果:
竖向固有频率和阻尼比:
一阶振型:
二阶振型:
三阶振型:

横向固有频率和阻尼比:
一阶振型:
二阶振型:
桥梁相关现场图片:
1、钱塘江六桥试验现场照片
2、八尺门大桥:

在线监测系统
下白石大桥

在线监测系统
巴东大桥模态试验:

巴东大桥振型
润扬大桥试验现场

润扬大桥振型
江阴长江大桥

江阴长江大桥动静载试验
苏通长江大桥

苏通大桥静载试验