8作业指导书动载荷测试.docx
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8作业指导书动载荷测试
作业指导书
（动载荷测试）
编写：
钟聪达、吕宜媛
审核：
卢泳
批准：
钟聪达
版号：
第1版
文件编号：
HDJC/SG-08-2002
生效日期：
2003年1月1日
1
引言
本作业指导书可以用于以下项目的检测工作：
1）闸门启闭力检测；
2）建（构）筑物动载荷测试。
2检测仪器功能及使用
2.1仪器功能
1）DH-5937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。
自动、准确、可靠的测试分析应变应力、扭距、荷重、温度等物理量。
2）DH-5938振动测试分析系统能对压电式加速度传感器、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。
4）检测原理
应变测试分析系统应用的是电桥测量技术。
振动测试分析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—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。
2.2仪器操作步骤
1）仪器连接
应变片粘贴完成后，导线接入桥盒内，桥盒与动态应变仪的应变通道相连接。
压电式加速度计安装完成后，把引线直接插入动态应变仪相应通道。
连接计算机与动态应变仪之间连线。
2）开机
先打开动态应变仪电源开头，再开计算机电源开关，启动测试软件。
3）系统参数设置
根据实际通道数量，设置“起始通道”和“结束通道”。
采样频率：
设置最合适的频率范围，以保证采样精度。
通常先进行一次试采样来调整频率范围。
采样方式：
根据检验目的采用“示波”、“瞬态记录”或“连续记录”的方式。
触发方式：
根据检验目的采用“自由采集”或“信号触发”和方式。
4）测量
调出控制通道窗口，显示在电脑主画面中。
应变测量时按压“置零”按扭进行应变置零。
3）按下“采样”后开始检验，随后按实际工作状态启动工作闸门，进入检测状态。
数据实时传输至计算机保存。
3闸门启闭力检测
3.1检测所遵循的依据、技术标准
1）SL101-94《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》。
2）SL41-93《水利水电工程启闭机设计规范》。
3）检测任务单要求。
。
3.2检测内容
检测闸门在启闭过程中的启闭力变化过程，确定闸门的最大启门力、持住力和闭门力。
3.3应变片的安装
1）应变片的选择
每一次检测应选择同一批次的应变片，其电阻值、灵敏系数应尽量接近。
用于金属构件上的应变片可选择短胶基型。
2）测点处理及贴片方法
用电动砂轮先除去金属构件表面的油漆、锈斑，大致磨平。
然后换用细砂纸手工磨平测点位置。
在测点位置均匀涂上502胶，待稍干后贴上应变片，贴片时注意构件的受力方向与应变片长度方向一致。
选用的导线要求长度一致，芯线粗细一致。
使用石腊、松香、凡士林调制成的混合物进行防潮处理。
3）分别按照单片、半桥或全桥电路连接至应变仪转换箱。
按上述仪器使用要求对动态应变仪进行操作。
3.4现场检测
1）为保证闸门启闭力测试的可靠性，贴片的位置选择在远离吊耳孔，能较好反映吊耳横截面平均应力的吊耳板上。
应变片的数量在每个吊耳至少应布置两个点位。
2）检测开始前按上述要求连接电线，调试仪器直至正常。
3）仪器正常后，按启闭闸门的要求启闭闸门，记录闸门在启闭过程中的应变值的变化过程。
3.5资料整理与成果分析
对各应变测点值进行优化后，最后在Matlab软件中将该应变值乘以吊耳板的弹性模量及截面积，换算成启闭力过程线。
通过实测闸门启闭力，可以判断启闭机目前状况下的安全裕度。
3.6报告内容
检测报告应包括以下内容：
1）工程概况，包括闸门、启闭机设计特性；
2）运行情况，包括建筑物变形及闸门、启闭机运行；
3）闸门和启闭机检测成果；
4）闸门和启闭机理论分析与计算成果；
5）分析评估：
分析以上（3）、（4）项成果，做出评价；
6）结论：
对运行管理、加固补强、技术改造、设备更新等提出意见。
4建（构）筑物动载荷测试
4.1检测所遵循的依据、技术标准
1）SL101-94《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》。
2）SL41-93《水利水电工程启闭机设计规范》。
3）检测任务单要求。
4.2检测内容
检测建（构）筑物在运动状态的动应力及振动特性。
4.3应变片的安装
动载荷测试应变片的安装与启闭力检测方法中的应变片安装方法相同。
4.4加速度传感器的安装
1）传感器的选择
加速度传感器的频率响应范围要宽，要求在0.5~1000Hz。
2）测点处理及安装
用电动砂轮先除去金属构件表面的油漆、锈斑，大致磨平即可。
按上磁性底座后接上传感器。
4.4现场检测
4.4.1闸门动荷载试验
1）闸门在运行过程中发生剧烈振动并影响结构安全时，应进行结构动应力检测。
其它情况一般无需进行该项检测。
2）动应力检测应在主要受力构件上布置测点。
3）动应力检测应重复2～3次。
4）检测开始前按上述要求连接电线，调试仪器直至正常。
5）仪器正常后，按启闭闸门的要求，启闭闸门，记录闸门在启闭过程中的应变值的变化过程；记录试验全过程的振动应变、振动加速度时程线；记录结构动力响应过程线。
4.4.2桥梁动荷载试验
1）测点设置：
应变测点布置在拱桥的主拱中肋和紧靠中肋的一根侧肋的拱顶、3L/8、L/4、L/8、拱脚处，箱梁桥布置在跨中。
对称结构，除在一侧布置检测点外，还应在对称侧布置适当数量的比照测点，不得仅在一侧布点代替对称侧。
2）测点安装：
测点安装方法闸门启闭力动荷载检测。
3）结构动力参数的测试：
分别采用脉冲锤击法、脉动法测试桥梁结构的动力参数。
采用脉冲锤击法对桥梁进行自振特性测试时，通过频谱分析得出其固有频率。
采用脉动法进行测试，先得出结构的基频，并在桥梁的不同部位进行多点同步检测，得出同一瞬时各测点的振幅值，通过分析计算即可得到某一固有频率的振型。
4）动力响应测试
●试验开始前实行交通管制。
管制范围通过分析现场测试信号的质量确定。
初步考虑以桥梁两边各50~100米为管制范围，测试开始后解除管制。
●荷载工况：
最大动荷载下分别以1/2设计时速、设计时速行进。
●测试记录试验全过程的振动应变、振动加速度时程线。
4.5资料整理与成果分析
4.5.1动应力数据处理
对于单向电阻应变片，其应力为：
对于45度直角应变花，其应力计算公式如下：
应力分量为：
其中：
主应力为：
Mises等效应力为：
4.5.2动力响应数据处理
按软件要求进行信号的预处理，分析样品应变的动态变化过程，找出应变特征值。
分析样品的振动频域、时域及幅值，找出样品的振动特性参数（自振频率、振动加速度、振幅等）。
通过专用软件分析获得闸门固有状态的动力特性及工作状态下水流冲击引起的动力响应，通过时域分析获得加速度最大值和有效值。
4.5报告内容
检测报告应包括以下内容：
1）工程概况；
2）检测目的；
3）检测与复核内容；
4）仪器设备；
5）检测依据；
6）检测方法；
7）检测成果及分析；
8）结论及建议。
附件1：
应变片安装记录表
工程名称：
建设单位：
工程地点：
仪器型号/编号：
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应变片号
应变片形式
线号
通道号
备注
工件示意图：
注：
在工件示意图上应标出应变片的编号及位置（坐标）等。
测试者：
记录者：
附件2：
加速度传感器的安装记录表
工程名称：
建设单位：
工程地点：
仪器型号/编号：
第页共页
加速度计号
线号
通道号
备注
工件示意图：
注：
在工件示意图上应标出加速度计的编号及位置（坐标）等。
测试者：
记录者：
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