模态参数(频率、阻尼比、振型)作业指导书.doc

参数编号
QWM2006-16-16.4
页 码
第8页 共 10 页
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版 本
第三版 第一次修订

17.3 模态参数（频率、振型、阻尼比）作业指导书
1 目的
测试桥梁的模态参数，了解桥梁的自振特性。
2 适用范围
适用于桥梁或结构构件的模态参数测试及分析。
3 试验准备
3.1 仪器、设备、材料
序号
仪器、设备、材料
数量
备注
1
动态信号测试分析系统及软件
1套

2
拾振器
视试验情况而定

3
笔记本电脑
1台

4
数据连接线
视试验情况而定

5
电源设备及电源线
1套

6
稳压器
1个

7
温度计
1个
/
8
橡皮泥
视试验情况而定

3.2 资料
①、桥梁或结构构件拾振器测点布置图
②、相关仪器、软件使用说明书
③、原始记录表格（见附表1~2）
④、仪器、设备、材料清单表确认单（见附表3）
3.3 检查仪器、设备及软件是否正常运行（见附表4）

4 试验流程
4.1 测点布置：
试验前应对桥梁结构进行有限元分析，计算理论的振型图，根据振型图确定测点布置（测点布置的原则和数量要求见5.1）。由于试验用的拾振器可能有限，所以应在桥上选择合适的参考点（参考点的选择要求见5.2），分批搬动其他拾振器到所有测点。
4.2 拾振器安装：
拾振器安装前，应将测点位置清洁除尘。安装时，将拾振器通过橡皮泥牢固粘贴在测点位置，保证拾振器和构件能共同移动，同时传感器的主轴方向应与测点主振方向一致。
4.3 仪器连接：
仪器连接详见《DH5922N动态信号测试分析系统使用说明书》。
4.4 数据采集：
在数据采集之前，应对软件及拾振器各参数进行设置（参数设置要点见5.3）。仪器参数设置及采集软件的操作详见《DHDAS4.1.3基本分析软件说明书》。
为了消除随机因素影响，应对采集的长样本信号进行能量平均。对于悬索桥、斜拉桥等自振频率较低的桥型，为保证频率分辨率和提高信嘈比，采集时间不宜小于20分钟，一般采集时间取20~45分钟，对于小跨径桥梁，采集时间可酌情减小。
4.5 数据处理：
自振频率：可采用频谱分析法、波形分析法或模态分析法得到桥梁结构自振频率。
阻尼比：采用波形分析法、半功率带宽法或模态分析法得到。
振型参数：采用环境激振等方法进行模态参数识别。
数据后期处理及分析的软件操作详见《DHDAS4.1.3基本分析软件说明书》。
4.6模态参数的评定：
1 结构的自振最低频率应大于有关标准限值，结构最大振幅应小于相应标准限值。
2 根据结构振动图形，可分析出结构的冲击现象，共振现象和有无缺陷。
3 桥梁本身的动力特性的全面资料，可作为评价结构物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，还需要借助于模型的动力试验和风洞试验进行研究。
4 定期检验的桥梁，通过前后两次动力结果的比较，可检查结构工作的缺陷，如果结构刚度降低及频率显著减小，应查明结构可能产生的损坏。

5 注意事项及要点
5.1测点数量及位置：测点数目的确定应根据合同及试验方案要求的振型阶数，并保证测点能连成曲线，且尽可能布置在控制断面上。一般情况测点纵向布置于桥梁的偶数等分点上；横向布置：当测试桥梁的横向振型时，应布置于桥面横向中心处；当测试桥梁竖向振型时，应对称布置于桥面两侧栏杆附近。
5.2参考点的选择：一般选择最大的振幅附件的测点处，在整个测试过程中，参考点的拾振器严禁移动。
5.3主要参数设置：
5.2.1 拾振器档位选择：一般桥梁测试时，拾振器的档位设置为小速度档“1”档，或是加速度档“2”档。
5.2.2 采集频率设置：模态实验时的采样频率一般建议不用太大，100Hz或者200Hz即可，对于某些大型、特大型桥梁，选取50Hz的采样频率也已足够。

编写： 审核： 批准：

附件：
附件1 桥梁结构检测与监测模态参数试验记录表
附件2 桥梁结构检测与监测模态参数试验检测报告
附件3 仪器、设备、材料清单表确认单
附件4 仪器、设备是否正常运行确认单
附件1 桥梁结构检测与监测模态参数试验记录表
附件2 桥梁结构检测与监测模态参数试验检测报告
附件3 仪器、设备、材料清单表确认单
序号
仪器、设备、材料
型号
数量
1
动态信号测试分析系统及软件

2
拾振器

3
笔记本电脑

4
数据连接线

5
电源设备及电源线

6
稳压器

7
温度计

8
橡皮泥

经办人： 项目负责人： 日期： 年 月 日

附件4 仪器、设备是否正常运行确认单
序号
仪器、设备、材料
型号
是否正常运行
备注
1
动态信号测试分析系统及软件

2
拾振器

3
笔记本电脑

4
电源设备及电源线

5
稳压器

经办人： 项目负责人： 日期： 年 月 日