基于動力測試的鋼吊車梁撓度測量

祝梅良

1 工程概況及特點分析

某單層單跨排架式鋼結構工業廠房建造于1953年，建造使用至今已有50余年。廠房縱向長87 m，橫向寬24 m，屋架下弦標高為16.2 m，廠房建筑面積約為2088 m2。本文選取該工程實例中的6 m跨吊車梁。

本次測量采用DH610型磁電式速度傳感器連接東華測試DH5920型動態信號測試分析系統。信號分析系統為DHDAS信號測試分析系統V4.3.4。測量時將傳感器調至速度檔，采集結構在各工況下的振動數據，繪制速度時程曲線。數據采集完成后進行一次積分處理。

2 現場測試

測試安排:測試共分為兩部分，分別在兩個工況下進行:自重狀態和正常工作狀態。自重狀態工況指在吊車梁保持靜止，并停靠在吊車梁中點最不利位置時，傳感器采集數據。自重狀態下測得的結果將用于與普通水準儀測得的作比較，從而證明本次測試結果的可靠性。正常工作狀態是指吊車將按照正常工作量及正常工作安排，在該段吊車梁間運行。傳感器將會在該時間段內采集數據。

測點布置:測點選取該吊車梁跨中最不利位置，上、下翼緣各放置水平、豎向兩個方向的傳感器。具體測點布置如圖1所示。

數據處理:對所得數據先進行重采樣低通濾波，并進行平滑處理。再對速度時程曲線做一次積分。

圖1 吊車梁速度傳感器布置示意圖

3 時程數據分析

3.1 測試速度時程曲線

圖2 實測吊車梁速度時程曲線

動力測試系統采集到的是其固定位置點相對于內部慣性部件的振動速度，繪制成速度時程曲線后，再經重采樣低通濾波，截取具有代表性的某段正常工作工況下測得的速度時程曲線，如圖2a)～2d)所示。其中2a)，2b)代表豎向速度時程曲線，2c)，2d)代表水平速度時程曲線。

由圖2可以看出，由于吊車的連續運行，豎向和水平向的振動都非常明顯。

3.2 自重狀態下吊車梁的撓度測試

將前一步所測得修正后的速度時程曲線進行積分處理后，就可以得到觀測點相對于慣性空間的位移。這也就是該測點的動態撓度信號。首先分析自重狀態下的動撓度曲線，圖3為豎向動態撓度曲線。圖4為底部水平動撓度曲線。

圖3 底部、頂部豎向動撓度曲線（一）

圖4 底部水平動撓度曲線（一）

將上述曲線結果與該工況下的水準測量值結果進行比較(見表1)，結果較為接近，認為該動力測量方法有效。

表1 自重狀態下動撓度值與水準測量值的比較 mm

3.3 正常工作狀態下吊車梁的撓度測試

將正常工作狀態下修正得到的速度時程曲線進行一次積分，得到如圖5，圖6所示的動撓度曲線。

正常工作狀態下測得的動撓度值整理見表2。

從整理結果可以看出，行車運行時，吊車梁撓度較自重狀態下有所增加，結構變形也更嚴重。若在結構鑒定分析時采用傳統水準測量的結果作為依據，并不能夠真實地反映出結構變形的嚴重程度。兩種不同測量方法之間的誤差，甚至可能會影響到對構件變形是否超限的判定結果。

圖5 底部、頂部豎向動撓度曲線（二）

圖6 底部水平動撓度曲線（二）

表2 正常工作狀態下動撓度值 mm

4 結語

用動力測試的方法來測量結構的撓度變形，不僅保證了測量的準確程度，更大大降低了測量的難度。在不影響工廠生產作業的前提下，很好的完成測量工作。也正因為有正常工作狀態下測得的一手數據資料，這類依靠動力測試系統的測量方法也更精確地反映了結構的真實變形大小，為結構鑒定分析提供更有力的依據。

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