1.橋梁振動的因素

汽車發動機抖動，路面不平，人群載荷，風載荷，地震等。車輛數量的增加，負載能力的增加和速度的增加，都增加了橋梁的振動。對于大跨度和超跨度橋梁，地震和風荷載通常是控制因素。因此，車輛振動和其他動載荷已成為橋梁設計，施工，管理，維護和修理的重要因素之一。

橋梁結構的振動問題大多采用理論分析與現場試驗相結合的研究方法。因此，振動試驗是解決工程結構的重要手段。

2.橋梁振動測試技術的發展

振動測試技術的發展：一方面，它已廣泛應用于風洞測試，模擬地震振動臺測試和擬動力測試中；另一方面，它是在地震荷載，風荷載和車輛動態荷載作用下的工程結構中顯示的。動態響應的現場測試方法有了很大的改進。

1.橋梁結構動載荷試驗

使用某種激勵方法來激發橋梁結構的振動，確定試驗項目的固有頻率，阻尼比，模態形狀，動態沖擊系數，動態響應（加速度，動態撓度）等參數，從而判斷宏觀上的橋梁結構整體剛度和運行性能。

橋梁結構的動態載荷測試的目的和內容與靜態載荷測試的目的和內容不同，但是對于全面分析橋梁結構的工作性能也同樣重要。

通常，使用現場的實際結構測試，有時可以將結構模型用于動態載荷測試（實驗室測試），例如風洞測試（大跨度橋梁的風致振動測試），模擬地震臺（橋梁結構的地震反應測試）等。

2.動態負載測試的目的

根據動載荷測試的目的，動載荷測試主要是測試橋梁結構的動力特性，強制振動響應的測試以及動載荷的動力特性的測試。對于一般的橋梁結構，主要是測試橋梁結構的動力特性和橋梁結構的響應。

結構動力特性：固有頻率，阻尼特性和振動形狀。

強制振動響應：振幅，動應力，加速度等

動載荷的動態特性：測量引起結構振動的力的大小，方向，頻率和作用規律。

3.動態測試系統

動態測試系統主要由四個部分組成：振動拾取器，信號放大器，信號采集儀和振動測試分析系統。振動拾取器將電橋振動的振動信號轉換為模擬信號，該模擬信號由信號放大器放大，然后傳輸到信號采集儀器。

信號采集儀器對放大后的模擬信號進行數據采集，并通過A / D轉換模塊將模擬信號轉換為數字信號。采樣參數由信號采集器和現場監控計算機采集并控制。通過動態測試分析和模態分析軟件，現場收集的各種橋梁動態數據被用于分析橋梁振動測試分析和橋梁振動模式。

圖3橋梁振動測試系統的組成

4.動態測試信號

在橋梁結構的動態載荷測試中，隨時間變化的物理量通常稱為信號，例如撓度，應變，振幅，加速度等。

動載荷測試信號較為復雜，表現為：

振動源和結構的振動響應隨時間變化，這是隨機的和不確定的。

橋梁結構具有許多自由度，并且車輛和橋梁的耦合振動使其動態特性更加復雜。

干擾信號和不規則現象很多。

動態信號的時域描述

信號幅度隨時間變化的數學表達式稱為信號的時域描述。例如加速時間歷史曲線，位移時間歷史曲線等。信號的時域描述相對簡單直觀。通過多個測量點的時程曲線，可以分析結構的振幅，模式形狀，阻尼特性，動態沖擊系數等參數，但不能清楚地揭示信號的頻率成分和振動系統的傳遞特性。

動態測試信號的頻域描述

對信號進行頻譜分析，研究其頻率結構及其對應的幅度，即使用頻域描述。需要通過快速傅立葉變換將時域信號轉換為頻域信號，以確定結構的頻率和頻率分布特性。

5.橋梁結構動力響應測試

橋梁結構振動測試傳感器的布局應根據結構形式確定。根據理論計算得出的振動模型的近似形狀，應將傳感器布置在位移較大的位置，以測量橋梁結構的最大響應。

根據激勵方法，橋梁振動測試分為自然振動法，強制振動法和脈動法。

振動測試方法的選擇應基于橋梁的類型和剛度，以及簡化和易于測試的原則。通常，將上述方法中的一種或兩種結合起來以充分掌握橋梁結構的動力特性。

自然振動法

使橋產生衰減的自由衰減振動，并且記錄的振動模式是橋的衰減振動曲線。通常，通常使用突然裝載和突然卸載的兩種方法。

（1）突然加載方法

快速沖擊力施加到被測結構上。在現場測試中，測試車輛的后輪突然從三角墊上掉落，對橋造成了沖擊，并引起了橋的垂直振動，這稱為跳躍測試（見圖4）。當測試某個組件（例如電纜時的振動）時，經常使用橡皮錘產生沖擊。

（2）突然卸載方法

預先向結構施加載荷以使結構產生初始位移，然后利用結構的彈性產生自由振動，突然消除載荷。為了卸荷，可以采用自動解鉤裝置或割繩機等方法，有時還專門設計了一種折斷裝置，即當預加力達到一定值時，將折斷裝置置于中間。繩索突然斷裂，從而激發結構的振動。

強制振動法

強制振動方法使用特殊的激勵裝置將激勵力施加到橋梁結構上，以使結構產生強制振動，并使用共振來確定結構的動態特性。對于原型橋梁結構，通常使用測試車輛以不同的速度通過橋梁，從而導致橋梁產生不同程度的強制振動，稱為“跑車測試”（見圖5）。在測試過程中，經常以20、30、40和50 km / h的速度將測試車輛用于跑車測試。

6.脈動法的橋梁模態試驗實例

經過模態試驗的橋梁主橋上部結構為直管式鋼管混凝土系拱橋，采用剛性系梁剛性拱結構。拱肋拱軸采用懸鏈線，中間設置有鋼管混凝土拱肋。對于桁架類型。拱肋由4條鋼管組成。橋上裝有17對吊桿，拉梁采用單箱三室箱形截面。

振動測量點布局

根據橋梁的結構特性和有限元模態分析的前10個頻率范圍，橋梁模態主要布置了兩種類型的垂直振動測量點（見圖6）和水平振動測量點（見圖7）。測試。加速度計。總共布置了29個垂直加速度傳感器測量點以測試橋梁的垂直模式或扭轉模式，節點28，節點1117，節點2026，節點2834、28個測量點和節點10。在該位置設置參考點。橋梁水平振動測試13個水平加速度傳感器測量點，節點8-14布置7個橋面板水平測量點，節點22-26布置5個水平測量點在拱上，參考點布置在該位置附近節點8。

模態測試結果

實測橋梁采用隨機子空間方法結合穩定性圖和模態動畫顯示，提取橋梁結構的前六階模態和模態參數。表1中顯示了測得的和理論計算出的模態參數，圖中顯示了測得的模式。

表1橋梁模態試驗分析結果