公路橋梁振動測試是橋梁承載能力評定的一個重要內(nèi)容，由于橋梁振動測試對檢測人員要求相對較高，因此橋梁振動測試也是檢測單位和檢測人員相對薄弱的環(huán)節(jié)。橋梁結(jié)構(gòu)振動測試分析需要檢測人員掌握橋梁結(jié)構(gòu)動力學(xué)、結(jié)構(gòu)有限元分析、振動數(shù)據(jù)的采集與分析、結(jié)構(gòu)模態(tài)分析等理論，這就要求檢測人員具有多方面的綜合素質(zhì)。這就導(dǎo)致了許多檢測機(jī)構(gòu)很難來配置這樣高素質(zhì)的檢測人員，或者即使有橋梁結(jié)構(gòu)專業(yè)的碩士研究生，但對于結(jié)構(gòu)振動測試分析也很難做好這一部分的工作。我們也曾經(jīng)接觸過許多單位的橋梁結(jié)構(gòu)的動力測試試驗和試驗驗報告，發(fā)現(xiàn)或多或少的都會存在這樣或那樣的問題。本文根據(jù)經(jīng)驗來談?wù)劰窐蛄赫駝訙y試應(yīng)關(guān)注的一些問題。

1、橋梁振動測試應(yīng)該測試哪些參數(shù)？

橋梁結(jié)構(gòu)的振動測試總體分為兩大類：橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)測試和橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)測試。橋梁模態(tài)測試測試參數(shù)包括自振頻率、振型和阻尼比；橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)包括內(nèi)容：振動幅值、沖擊系數(shù)、阻尼比、動應(yīng)變、動撓度等。目前規(guī)范中對于橋梁模態(tài)測試，不同橋型應(yīng)該分析多少階振型有一些相關(guān)規(guī)定，但對于橋梁動力響應(yīng)的測試規(guī)定內(nèi)容相對較少。這也就導(dǎo)致了許多工程檢測人員在理解上出現(xiàn)較大的偏差。

2、振動試驗通常采取哪些方式，其各自分析參數(shù)有哪些？

對于公路橋梁靜動載試驗檢測的方法、規(guī)范、評定分析參數(shù)等作了一個梳理，其相關(guān)關(guān)系見下圖。

橋梁動力特性測試的試驗方法通常采用模態(tài)試驗分析方法；橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)試驗方法包括跑車試驗、跳車試驗、制動試驗。但規(guī)范對于結(jié)構(gòu)動力特性測試規(guī)定內(nèi)容較少，試驗方法能分析哪些參數(shù)沒有明確的規(guī)定，測試參數(shù)如何進(jìn)行評估也沒有明確的規(guī)定。如普通簡支橋梁結(jié)構(gòu)振動幅值如何評定分級，動撓度數(shù)據(jù)如何用來評定橋梁結(jié)構(gòu)等。

3、動力特性測試測點(diǎn)布設(shè)問題？

橋梁結(jié)構(gòu)的模態(tài)測試首先要進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型分析，計算橋梁結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)。在理論計算的基礎(chǔ)上根據(jù)計算振型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)合振動測試?yán)碚撝R進(jìn)行動力特性測點(diǎn)的問題。而實際工作中有些檢測人員僅布設(shè)一個測點(diǎn)進(jìn)行模態(tài)測試，這是概念性的錯誤。用一個測點(diǎn)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換來分析頻率，直接在頻譜曲線選擇峰值高的點(diǎn)，若布設(shè)測點(diǎn)位于振型節(jié)點(diǎn)上，該峰值數(shù)據(jù)不可能分析出來。正確的方法應(yīng)該布設(shè)適當(dāng)多的測點(diǎn)，這需要根據(jù)測試振型數(shù)量來確定。測點(diǎn)布設(shè)滿足要求，根據(jù)測試數(shù)據(jù)利用模態(tài)分析軟件來分析振型、阻尼比、自振頻率3個參數(shù)。

4、動態(tài)數(shù)據(jù)如何選取，數(shù)據(jù)分析方法是否正確？

橋梁結(jié)構(gòu)振動測試要想得出可靠的結(jié)果就需要選擇合適的數(shù)據(jù)，才能對需要的參數(shù)進(jìn)行有效的分析。對于橋梁結(jié)構(gòu)振動數(shù)據(jù)是一個時程曲線數(shù)據(jù)，分析時要選擇信號好、不受測試車輛、環(huán)境噪聲等影響或影響較少的數(shù)據(jù)。有的檢測人員分析振動頻率利用跑車測試數(shù)據(jù)，且選擇時間段是車輛在橋上的位置。選擇合適的數(shù)據(jù)固然很重要，但分析時通常需要對動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理分析，如濾波、FFT變換等。