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1、省公路工程试验检测中心有限公司标准化作业指导书（结构所）受控状态：发放编号：持有人：发布日期：2019年月日实施日期：2019年月日省公路工程试验检测中心有限公司标准化作业指导书（结构所）批准：审核人：主要参加编写人员：省公路工程试验检测中心有限公司标准化作业指导书目录作业指导书编号作业指导书名称省公路工程试验检测中心有限公司冲击系数(动应变法)标准化作业指导书一、依据的检测标准及技术要求1.1 检测标准(1)公路桥梁荷载试验规程(JTGzTJ21-01-2015)1.2 技术要求结构动力测试设备和测试仪器应符合下列要求：(1)可根据需要测试的动参数具体情况，选择动应变计，必要时尚可选择相应的
2、配套仪表；(2)测试仪器的最大可测范围根据被测结构振动的强烈程度来选定；(3)测试仪器的分辨率根据被测试结构的最小振动幅值来选定；(4)传感器应具备机械强度，安装调节方便，体积重量小便于携带，防水，防电磁干扰等性能；(5)记录仪器或数据采集分析系统、电平输入及频率范围应与测试仪器的输出相匹配。(6)测试数据处理后应根据需要提供被测试结构的动力反应最大振幅等分析结果。二、适用范围适用于城市桥梁、公路桥梁冲击系数的测试。三、试验目的通过测定移动车辆荷载作用下桥梁结构在指定断面上的指定点的动应变，进而测量得到桥梁结构的冲击系数。四、试验原理桥梁冲击系数是利用某种跑车跳车等方法激起桥梁结构的振动，通过
3、动应变计测量求得的。根据应变片可以将试件的应变转换为应变片的电阻变化的工作原理，利用电桥输出模拟应变片微小电阻变化的电信号一输出电压，从而确定试件在一定载荷下的应变。五、仪器设备仪器设备采用江苏东华测试仪器有限公司生产的DH592232振动信号采集分析系统。该系统有激励部分、信号量测与数据采集部分、信号分析和频响函数分析估计几个部分组成。为准确采集环境激励信号，试验选择灵敏度较高的DH1205表面式动应变计，量程为3三,精确度W2%FS(1) DH592232应变测试分析系统能对电桥传感器输出的信号进行调理、预处理和采样，并实时传送至计算机进行存贮和处理。(2) DH5922-32应变测试分析
4、系统能对压电式压力传感器输出的信号进行调理、预处理和采样，并实时传送至计算机进行存贮和处理。应用软件具备处理频域、时域及幅值的处理分析能力。(3) 仪器的主要部件。仪器每通道包含独立的电荷放大器和A/D转换器，利用计算机硬盘存贮信号。振动测试分析系统的电荷放大器输出电压和输入电压成正比。电荷放大器的核心一电荷转换级是一种特殊形式的运算放大器，把传感器的内阻抗计入，则组成一个典型的运算放大器。测试仪器有限公司生产的DH592232振动信号采集分析系统如图5.1。图5.1DH5922-32振动测试系统六、试验准备6.1 试验计划的制定应收集研究试验桥梁的有关技术文件，包括设计资料(设计文件、计算所
5、用的程序、方法及计算结果)、竣工图、材料实验报告、施工记录、历次桥梁定期检查和特殊检查报告，以及历次维修资料等。6.2 试验仪器的准备在选择测试系统时，应注意选择测振仪器的技术指标，使传感器、放大器、记录装置组成的测试系统的灵敏度、动态范围、幅频特性和幅值范围等技术指标满足被测结构动力特性范围的要求。测试仪表精度应不大于预计最大测量值的5%o试验前，应对测试系统进行灵敏度、幅频特性、相频特性线性度等进行标定。七、操作规程7.1 加载方案与实施冲击系数测试项目主要包括行车试验、跳车激振试验。（1）行车试验的试验荷载，可采用接近于检算荷载（标准荷载）重车的单辆载重汽车来充当。试验时，让单辆载重汽车
6、分偏载和中载两种情形，以不同车速均匀通过桥跨结构，测定桥跨结构主要控制截面测点的动位移时间历程响应曲线。（2）刹车试验：刹车试验是测定车辆在桥上紧急制动时所产生的响应，用以测定桥梁承受活载水平力性能。刹车试验是以行进车辆突然停止作为激振源，可以以不同的车速停在预定位置。（3）跳车激振的试验荷载，宜采用近于检算荷载（标准荷载）重车的单辆载重汽车来充当。试验时，让单辆载重汽车的后轮在指定位置从橡胶减速带上突然下落对桥梁产生冲击作用，激起桥梁的振动。7.2 测点的布置按照桥梁冲击系数测试的要求和目的，结合桥梁结构形式综合确定。在变位较大的部位布置测点，用于测记结构振动响应测点。7.3 加载方式和激振
7、系统（1）跑车：用检算荷载（标准荷载）重车的单辆载重汽车进行，跑车车速一般为20、30、40、50、60（km/h）。当车在桥上为车桥联合振动，当车驶离桥后为自由衰减振动。测试时需记录轴重、车速，并在时程曲线上标出首车进桥和尾车进桥的对应时间。（2）刹车：刹车试验是测定车辆在桥上紧急制动时所产生的响应，用以测定桥梁承受活载水平力性能。刹车试验是以行进车辆突然停止作为激振源，以30mh的车速停在预定位置。（3）跳车：在预定激振位置设置橡胶减速带朝向汽车，一辆载重车以不同速度行驶,后轮越过橡胶减速带后，立即停车。7.4 仪器操作步骤（1）仪器连接。位移计在预定位置安装完成后，导线接入采集箱各相应通
8、道内。（2）开机。先打开动态采集仪电源开关，再开计算机电源开关，启动测试软件，参数文件管理界面见图7.1。图7.1参数文件管理界面（3）采样设置。通过【设置】选项，可以设置数据存储规则、模拟通道参数、分析通道参数和采样频率参数,如下图7.2、图7.3所示:w0(星OO10071/114emmf/0nwvSOXOOSOmm2CX0-2.MV-2.M2 mm巩DC JCHrr 20000OiFeDC-ICHxrFiaOoODIF.DC -IOOH;Psoooo图7.3模拟通道列表界面（4）系统参数设置，如下图7.4。（第 2次）图7.4系统参数设置通道名称为测量界面内信号选择列表中对应通到显示的名
9、称；根据所接传感器选择正确的“输入方式”和“灵敏度根据所测信号设置“测量量”、工程单位、抗混滤波和上限频率”；工程单位会根据所选的测量量而自动变化；“量程”的选择根据实际信号大小而定，通道参数设置完成后进行平衡所有通道、清零所有通道操作。（5）测量。调出控制通道窗口，显示在电脑主画面中，如下图7.5所示。图7.5测量界面（6）按下“采样”后开始检验，进入检测状态。数据实时传输至计算机保存。7.5 注意事项（1）不宜在强风下进行试验，宜在3级及3级风以下进行，否则应暂停试验。（2）宜在气温平稳的时段进行试验。气温低于5C或高于35C时，不宜进行试验。当气温较低或较高时，应根据仪器设备正常工作的温
10、度范围，确定是否进行试验。（3）大、中雨及大雾天气不宜进行试验。小雨天气进行试验时，应做好仪器设备及传输线路的防雨措施。（4）在进行试验前，应按要求先填写原始记录表格相关内容信息，记录原始数据适用的表格为冲击系数（动应变法）检测记录表（05-JLJG-082）o（5）试验结束后，应及时填写仪器设备使用记录，仪器设备应保持清洁，加强日常保养，及时归还入库。八、数据处理8.1 数据分析数据分析采用DHDAS动态信号采集分析系统专用分析软件。应对测试信号进行检查和评判，并做剔除异常数据、加窗、数字滤波等必要的预处理，确保用于分析计算的样本数据真实可靠，数据质量满足结构性能评价的要求。8.2 资料整理
11、8.2.1 滤波设计分析冲击系数时应根据实际要求选择合适的滤波方式和滤波器类型，HR滤波器频率设定一栏一般通带边界频率设置为5Hz,阻带边界频率设置为15Hz；FIR滤波器通带截止频率通常设置为30Hz。如下图8.1、8.2所示。图8.1IIR滤波器8.2.2 冲击系数采用动应变时程曲线计算冲击系数时，可按下式进行:式中：f最大动应变幅值；dmax/一取波形振幅中心轨迹的顶点值，或通过低通滤波求取;maxf一与/对应的动应变波谷值；dminJmaxf一应变动态分量的峰一峰值。8.3 试验成果通过测量各测点的实测冲击系数大小，并与桥梁理论冲击系数进行对比分析，对桥梁的实际结构动力特性和桥梁的通行状况进行评定。桥梁冲击系数反应了车辆在桥上行驶时的行车性能，实测冲击系数大是说明桥梁结构的行车性能差，桥面平整度不良，反之亦然。
