T/GDHES 004-2024 软基水闸动力学测试技术规程

ICS27.140

CCSP55

团体标准

T/GDHES004—2024

软基水闸动力学测试技术规程

Technicalspecificationofdynamictestingforsoftfoundationsluice

2024-07-02发布2024-07-02实施

发布

广东省水利学会

T/GDHES004—2024

目次

1范围.............................................................................1

2规范性引用文件...................................................................1

3术语和定义.......................................................................1

4基本规定.........................................................................2

4.1一般规定....................................................................2

4.2资料收集....................................................................2

4.3测试方案编制................................................................3

5动力学测试仪器设备及工作环境要求.................................................4

5.1仪器设备组成及要求..........................................................4

5.2传感器......................................................................4

5.3信号传输线..................................................................4

5.4数据采集仪..................................................................4

5.5动态信号分析系统............................................................4

5.6供电设备....................................................................5

5.7工作环境要求................................................................5

6传感器安装及动力学测试操作.......................................................5

6.1传感器安装及要求............................................................5

6.2测试前的准备工作............................................................5

6.3动力学测试操作步骤及要求....................................................6

6.4动力学测试资料记录..........................................................6

7振动信号的数据处理...............................................................6

7.1振动信号的数据处理内容......................................................7

7.2振动信号的预处理............................................................7

7.3振动信号的时域分析..........................................................7

7.4振动信号的频域分析..........................................................7

7.5工作模态识别................................................................7

8测试资料整理与分析...............................................................8

8.1测试资料整理................................................................8

8.2测试资料分析................................................................8

8.3测试成果报告................................................................8

附录A（资料性）测点布置示意图......................................................10

附录B（资料性）动力学测试系统示意图................................................11

附录C（资料性）测试信号质量情况对比................................................12

附录D（规范性）动力学测试原始记录表................................................13

附录E（资料性）奇异熵计算..........................................................14

附录F（资料性）稳定图法............................................................16

I

T/GDHES004—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由广东省水利水电科学研究院提出并负责具体技术内容的解释。

本文件由广东省水利学会归口。

本文件起草单位：广东省水利水电科学研究院、南昌大学、华北水利水电大学、广东省水利水电技

术中心。

本文件主要起草人：李火坤、黄锦林、张建伟、叶合欣、罗日洪、黄伟、付传雄、柳波、唐义员、

李怡静、涂强、曹克磊、江琦、侯鸽、刘乐吟。

II

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软基水闸动力学测试技术规程

1范围

本文件规定了已建软基水闸动力学测试的工作内容和技术要求。

本文件适用于泄流激励下软基水闸运行期的动力学测试。

2规范性引用文件

下列文件对于本标准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标准。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

GB/T14412机械振动与冲击加速度计的机械安装

GB/T51306工程振动术语和符号标准

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

软基水闸softfoundationsluice

修建在由冲积或沉积形成的天然含水量大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土地基之上，利用闸门控

制流量和调节水位的低水头水工建筑物。

3.2

随机振动randomvibration

对未来任意给定时刻，其瞬时值不能预先确定的振动。

3.3

振动响应vibrationresponse

地基土、结构或隔振体系受振动作用时的振动输出。

3.4

振动模态vibrationmode

系统中每个质点做相同频率的简谐振动时的特征模式。

3.5

振型节点nodeofvibrationmode

在某阶固有频率下，振型与原来形状的交汇节点。

3.6

模态参数modalparameter

振动系统的各阶固有频率、振型、模态阻尼等表征模态的特征参数。

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3.7

汉宁窗hanningwindow

一种用于减少信号频谱泄漏问题的窗函数。

3.8

工作模态识别operationalmodalidentification

利用环境激励下结构的实测振动响应获取结构自身动力特性的方法和过程。

3.9

模态定阶modalorderdetermination

确定结构系统振动模态的阶次或模态数的过程。

3.10

奇异熵singularentropy

对振动信号进行奇异值分解后，计算奇异值的信息熵值而得到的用于确定模态阶次的指标。

3.11

稳定图stabilitydiagram

在结构模态分析中用于识别结构系统真实模态参数和区分真实模态与虚假模态的图形化工具。

4基本规定

4.1一般规定

4.1.1振动响应测试物理量包括振动加速度、振动速度、振动位移和动应变等。

4.1.2软基水闸动力学测试工作，应优先采用成熟可靠的先进技术和设备。

4.1.3对软基水闸进行动力学测试，不应对结构造成损害。

4.1.4现场测试时，测试仪器设备应有防水、防风、防晒、防磁和防振等保护措施。

4.1.5测试现场应保证测量仪器设备的电源供应及运输条件。

4.1.6测试所用的项目合同、工作任务书和工作大纲、测试成果及分析计算资料、测试成果报告、评审

意见书等，可参考国家科技档案相关规定整理归档。

4.2资料收集

4.2.1进行软基水闸动力学测试之前，宜对测试现场进行查勘和调研，收集软基水闸的基础资料和测试

现场环境资料。

4.2.2软基水闸的基础资料收集宜包括以下内容：

a)工程概况、总体布置、水文气象、地形地质资料等；

b)竣工资料、设计图纸、原始设计参数和数据等；

c)工程监测、日常检查、问题处理等运行情况资料。

4.2.3软基水闸测试现场环境资料宜包括以下内容：

a)场地及其邻近的干扰振源资料；

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T/GDHES004—2024

b)影响现场测试人身安全的周边环境资料。

4.3测试方案编制

4.3.1根据测试目的和要求，应制定完备的测试方案，并在现场测试过程中根据实际情况做必要的修正

和补充。

4.3.2测试方案的编制，宜包括以下主要内容：

a)测试的目的及任务；

b)测试物理量的确定；

c)测试仪器设备的确定，包括测试传感器及数据采集仪是否在校准的有效范围内；

d)测试工况的确定；

e)测试传感器布置图，宜对传感器进行编号，并标出布点位置及坐标；

f)传感器的安装及固定方法；

g)测试具体实施步骤和程序；

h)安全措施预案。

4.3.3测试方案编制时，宜根据被测结构特点选定振动传感器布设位置及数量，对传感器进行编号，标

出测点位置及坐标，并画出测点布置图。测点布置宜满足以下要求：

a）振动传感器测试点的位置和数量应能满足确定软基水闸结构振型的要求，测试前宜根据数值计

算的振型合理确定传感器的数量和位置，单个闸墩上布置的测试传感器数量不宜少于5个；

b）振动传感器应布置于不受水流影响的软基水闸主体结构振动敏感处，能反映软基水闸结构整体

和主要部位的动态响应且便于安装，不宜布置于工作桥、线缆沟等附属结构上；

c）振动传感器宜布置在安全且可避开人为干扰的位置，附近应能防磁和防局部振动；

d）振动传感器不宜布置于结构振型节点处，测振方向应与测试对象所需测试的振动方向一致，测

试过程中不应产生倾斜和附加振动；

e）当因测试仪器数量不足或其他因素需要做多次测试时，可采用移动测点法测试，每次测试中应

至少保留一个共同的参考点，参考点位置应避开拟测结构的振型节点；

f）传感器测量方向应以水平横河向为主，重要位置宜布置成水平顺河向、水平横河向和竖向等三

个方向，参考测点布置示意图见附录A。

4.3.4应制定安全措施预案，满足测试仪器设备操作安全规程、现场人身安全管理规定和相关国家安全

规程要求。

4.3.5软基水闸结构动力学测试可按图1进行。