工程结构故障诊断方法及其对振动台试品的应用研究

罗旻 沈君

摘 要：对于工程结构故障诊断方式近年来比较活跃的是结构动态检测法，工程振动测试技术在实际测试的过程中受到的动态响应，可以由这些响应来对工程结构的可靠性进行评估。对于工程结构抗震性能的研究主要是通过对结构模型振动台进行测试。振动试验的研究也慢慢的引起了人们的重视，本文主要对工程建筑振动台试验模型测试结果与实际测试结果进行对比来验证模型试验的准确性。最后对工程未来振动台测试的方向进行讨论。

关键词：工程结构 诊断 振动试验 方法

一、无损检测的现状

工程建筑中最常用到的建筑材料就是混凝土，混凝土在施工现场进行配比、搅拌、成型、养护，每一个环节都会直接影响到混凝土的质量，随之便会对整个工程结构造成一定的影响。混凝土在施工的过程中可能还会受到天气的影响，完成施工之后，混凝土内部可能会出现不紧实、空洞以及裂纹等缺陷。这些问题便会直接影响到工程结构的耐久性。而无损检测法便可以直观的计算出混凝土出现的问题，然后进行处理。无损检测法就是使工程结构在不受外力以及不对其性能影响的情况下直接进行物理量的测量，并通过这些物理量对混凝的的各项数据进行计算对比标准数据，来对工程结构的强度、连续性、均匀性以及耐久性进行评估。

目前无损检测技术已经运用的比较熟练了，无损检测法的优点有很多，主要是：a.可以全面的真实的反应工程结构的质量以及强度；b.对于工程结构的完整性不会造成影响；c.可对年代较久的建筑物进行测试；d.能对工程内部结构进行检测；e.检测方法方便；f.可以重复测试。

二、结构动态检测法

对于工程故障检测目前国内外研究的热点主要是利用结构动态检测，根据参数来判断故障的大小。但是由于土木结构本身的原因以及外界条件的复杂性，还有很多材料的问题，使得这种测试方法比较困难复杂。所以目前主要是检测工程结构比较简单的结构，能够实现简单工程项目的故障检测，并保证检测结果的准确性。结构动态检测法的主要原理是，当整个系统发生故障的时候，其传递函数也会跟着随之变化，这会导致不同频率的幅频特性发生不同程度的变化，影响其他故障检测的顺利进行。此外，当检测到系统存在故障之后，故障会对不同频率进行不一样的作用，有的会抑制，有的会增强，而且对于一些特殊的频率成分会有特殊的抑制作用和增强作用。所以说，其输出与正常系统相比有很大的不同，在实际应用的过程中需要根据实际诊断设备选择相应的检测方式和系统，从而保证诊断结果的准确性。除此之外，该方法不需要建立相应的系统模型，在很大的程度上减少了工作量，直接可以利用各种不同频率成分进行故障的诊断，提高了诊断的效率，因此，加强工程结构故障诊断中结构动态检测法的应用和研究是很有必要的。

三、工程故障检测对振动台应用分析

一般来说，在振动台在长时间使用之后都会出现各种故障，这对振动台的正常使用有很大的影响，所以说采取有效的故障检测方法对振动台的故障进行分析和检测，并加强振动台的维护工作是延长振动台使用寿命的有效途径之一。目前的工程故障检测针对性振动台主要是对其振动信号和疲劳损伤进行计算，并与标准值进行对比和分析，从而确定振动台的故障位置及引发故障的主要因素，主要诊断的故障包括结构发生裂纹、松动、老化等等。在实际诊断的过程中需要注意下面几点：首先，要测量出振动台在正常情况下运行的固有频率，然后以固有频率为参考，进行观测量结构的诊断，这样可以对整个振动台进行全方面的故障诊断，这也对振动台的故障诊断来说是很有帮助的，而且适用范围更加广泛，在实际工作中有着广泛的应用。在此基础上，还会将振型作为参考标准进行故障的诊断，并建立相应的故障诊断方程，将相应的数据导入方程，计算机就可以直接进行数据的计算，并准确的分析出振动台的故障问题及类型，有效的提高了振动台的诊断效率和准确性。其次，在诊断方程建立的过程中可能遇到诸多问题，主要包括用台劳级数展开法建立的以頻响函数为观测量的故障诊断方程的建立等等，如果没有专业的数学知识很难实现对方程的正确建立，而且不能保证建立方程的正确性，这对后期振动台的诊断工作都有很大的负面影响。最后，对于振动台大的试验品可以根据实际的检测环境，针对性的提出将振动诊断法和疲劳损伤相机和的方法进行振动台的诊断，这样不仅可以有效的分析振动台在使用过程中出现的损坏，而且可以直接采取应对措施，预防振动台后期发生更加严重的损坏。

四、结语

综上所述，工程故障装诊断法的主要检测方法是结构动态检测法，其在诸多设备检测中有着广泛的应用，尤其是在振动台的故障检测过程中有着重要的作用。本文通过对工程故障诊断的应用现状及主要检测方法进行分析，然后结合其在振动台故障检测中的应用，希望能有效的提高振动台故障检测的准确性，有效的延长振动台的使用寿命。

参考文献

[1] 谢俊举，温增平，李小军，李亚琦，吕红山，黄隽彦.基于小波方法分析汶川地震近断层地震动的速度脉冲特性[J].地球物理学报.2012（06）

[2] 李慧，王亚楠，杜永峰.近场脉冲型地震动作用下TMD-基础隔震混合控制结构的减震效果分析[J].地震工程学报.2013（02）

[3] 杨仕升，秦荣，邓志恒，谢开仲.结构损伤诊断技术的研究和发展趋势[J].广西大学学报（自然科学版）.2003（04）

[4] 孙腾阁，朱彤，杨广辉，卞梅，冯俊福.土木工程结构健康监测的现状及发展[J].山东建筑工程学院学报.2006（01）