ICS 17.160 J 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 33511—2017/ISO18649:2004
机械振动
桥梁动态测试与检测测量结果的评估
Mechanical vibration-Evaluation of measurement results
from dynamic tests and investigation on bridges
(ISO 18649:2004.IDT)
2017-02-28发布
2017-09-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T33511—2017/ISO18649:2004
目 次
前言
范围 2 规范性引用文件 3术语和定义振动测量
4.
4.1 概述 4.2 施工期间和验收前桥梁监测 4.3在役桥梁的监测 5数据分析与结构识别方法 5.1 概述 5.2 数据分析与分析域 5.3数字化 5.4 时域振动特性的识别 5.5 频域振动特性的识别 5.6 结构识别和逆分析 6桥梁及其周围环境建模· 6.1 桥梁结构建模 6.2 交通荷载建模· 6.3 行人及其动力影响的建模 6.4 风载 6.5 高架桥振动时地基的建模
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监测数据的评估及应用 7.1 评估方法和评估准则 7.2施工过程中监测评估 7.3 使用状态下结构安全评估·· 7.4适用性评估 7.5环境振动评估· 附录A（资料性附录）时域与频域中的数据分析附录B（资料性附录）振动特性识别附录C（资料性附录）步行荷载的建模参考文献
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.: GB/T33511—2017/ISO18649:2004
前言
本标准按照GB/T1.1一 2009给出的规则起草本标准使用翻译法等同采用ISO18649：2004（E）《机械振动桥梁动态测试与检测测量结果的评
估》。
与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T2298—2010机械振动、冲击与状态监测词汇（ISO2041：2009，IDT） GB/T29715—2013机械振动和冲击桥和高架桥动态试验和检测指南（ISO14963：2003， MOD) -GB/T19875—2005 机械振动与冲击固定结构的振动在振动测量和评价方面质量管理
的具体要求（ISO14964：2000，IDT）本标准由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会（SAC/TC53）提出并归口。 本标准起草单位：江苏东华测试技术股份有限公司、郑州机械研究所、交通运输部公路科学研究所、
上海同丰工程咨询有限公司，清华大学、上海交通大学。
本标准主要起草人：郝连奎、刘士钢、陈立、韩国明、宿健、沈高飞、屠良尧、王水龙、王宗纲、饶柱石。
I GB/T33511—2017/ISO18649:2004
机械振动
桥梁动态测试与检测测量结果的评估
1范围
本标准规定了桥梁和高架桥动态测试与检测结果的评估方法。从以下几个方面对ISO14963中的测试方法进行了补充：
动态测试的目的；数据分析和系统识别技术；
一
一桥梁的建模；
测量数据评估
注1：本标准可以用来确定所测每阶振动模态的所有动力特性参数，即频率、刚度，振型，阻尼以及它们随运动幅值
变化的非线性。这些结构的动态特性信息可以与设计模型比较或作为状态监测和系统识别的依据本标准中涉及的动态测试不能替代静态测试。 本标准为桥梁整个寿命周期内所进行的测试评估提供指南。桥梁的寿命周期阶段有：
施工及验收前阶段；验收阶段；一桥梁寿命中的特定周期阶段；一即将退役阶段。 本标准适用于建造和使用期间的公路桥梁、铁路桥梁、人行桥梁、高架桥以及其他证明可应用的领
域。本标准在用于某些特殊结构（如悬索桥或斜拉桥）时。应针对工程特点提供具体的测试项。
注2：在本标准中，名词桥梁”和“高架桥”统称为“桥梁”。高架桥”这个名词只用于应区分二者的场合
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的弓用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO 204l机械振动、冲击与状态监测词汇（Mechanical vibration，shock and condition monito- ring—Vocabulary)
ISO14963机械振动和冲击桥梁和高架桥动态测试与检测指南（Mechanicalvibration一Evalu ation of measurement results from dynamic tests and investigation on bridges)
ISO14964机械振动与冲击固定结构的振动在振动测量和评价方面质量管理的具体要求 (Mechanical vibration and shock-Vibration of stationary structures-Specific requirements for quality management in measurement and evaluation of vibration)
3术语和定义
ISO2041界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
可建性 buildability 允许结构能安全、适时和经济地进行施工建造的特性。
1 GB/T33511—2017/ISO18649:2004
注：桥梁可建性需要考虑在施工期间遇到强风，因此可能需要监测风对振动的影响。
3.2
环境兼容性 environmental compatibility 需要进行评估的环境对新建桥梁的影响，主要包括风效应、空气噪声以及地面振动。
3.3
适用性 serviceability 结构的极限状态，当超过该极限状态时，结构将不再满足工作要求，即不能再使用。
3.4
监测 monitoring 通常为持续一段时间的测量过程，可以用某个合适参数的变化来表征结构状态的变化注：建立一个基准很重要，可以允许因周期性环境因素（如：昼夜或季节引起的温度和湿度变化）所导致的变化。
3.5
行驶安全性 Erunning safety 车辆以适宜的速度通过桥梁时，不会对车辆方向操控或稳定性造成不利影响的特性。
3.6
行车舒适性 riding quality 车辆以适宜的速度通过桥梁时，不会产生过大的影响驾乘人员舒适性的振动特性。
4振动测量
4.1概述
应遵守ISO14963中给出的振动测量指南，并满足ISO14964中给出的测量质量要求。测量可以在施工期，验收前和服役期的桥梁上进行 4.2施工期间和验收前桥梁监测 4.2.1振动监测的目的
图1和图2阐述了振动监测中不同阶段之间的关系。 振动监测的目的为： a）评估施工的精度和可建性； b）i 评估施工期间和完工之后的结构性能； c） 评价施工期间和完工之后的桥梁安全性； d）评估完工之后的适用性； e） 评估环境兼容性； f) 测定振动的初始特性，以便于桥梁的维护以及校正在役桥梁的数学模型 g） 为结构设计提供反馈信息。 每一个测试和评估过程中结果的不确定性是不可避免的，有可能包括图1所示的不确定性。因此
需要在过程中降低和限定不确定性和误差。
2 GB/T 33511—2017/ISO18649:2004
振动监测的目的
结构建模
振动测量
测量的不确定性
振动特性识别
建模的不确定性
识别的不确定性
动力分析分析的不确定性
结构识别
识别的不确定性
监测数据评估
评估的不确定性
图1桥梁振动监测流程图
3 GB/133511-201771S018649:2004
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4 GB/T 33511—2017/ISO 18649:2004
4.2.2施工管理评估 4.2.2.1概述
桥梁振动测试可以在施工阶段进行。例如，对斜拉桥或悬索桥的拉索进行振动测试以便施工过程中控制拉索张力。施工中为了控制桥梁的线形，需要测量拉索的振动。当高量级的振动对施工造成不利影响时，动态测试还可以为其提供指导信息。 4.2.2.2索力评估
动态特性在很大程度上取决于边界条件。斜拉桥或悬索桥的索力是施工管理中的主要参数之一。
通过简单的拉索振动测试来测定拉索的横向振动的固有频率，固有频率取决于拉索的张力，两者的关系可以通过熟知的方程描述。此时，数学模型需要考虑拉索的抗弯刚度以及末端约束方式，
4.2.2.3施工过程的可建性评估
振动测试能够提供必要的信息以判断施工的不安全状态或严重危害到质量控制的情况。如果连续监测桥梁振动以及风和地震激励，指标一且超限，即可作出反应和判断 4.2.3结构性能评估特性参数 4.2.3.1概述
结构和周边区域的固有频率阻尼和动态响应，以及结构声传播都是可以测量的参数，可以利用这些参数对结构的性能作出评估。 4.2.3.2固有频率和模态振型
固有频率和模态振型是较易测量的参数。结构的边界条件以及温度是影响固有振动的主要因素，需要在施工前后均进行监测。柔性桥梁的几何非线性和下部支承构件以上的上部结构的材料非线性是需要考虑的方面。具体内容如下：
固有频率；一振型；一支座运动和结构的边界条件；一结构几何非线性；一地基材料非线性；一隔振器和振动控制装置的影响：
温度影响。
注：隔振器和振动控制装置在降低振动的同时也会人非线性。
4.2.3.3阻尼
阻尼系数或对数阻尼比也可测量。可以测量受道振动停止后自由振动的阻尼来直接得出阻尼特
性，这种方法至少适用于基本模态。振幅和温度对于阻尼测量来说是重要的影响因素，同时，还需要考虑支撑条件和隔振装置的影响。当需要测定大振幅运动的阻尼特性时，可通过产生大幅振动的受迫振动试验来实现。评估强震或大风影响时需要大振幅运动的阻尼参数。
影响桥梁阻尼特性的因素主要有以下几个：
空气动力和水动力效应；
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