ISO 14963:2003
(Main)Mechanical vibration and shock — Guidelines for dynamic tests and investigations on bridges and viaducts
Mechanical vibration and shock — Guidelines for dynamic tests and investigations on bridges and viaducts
ISO 14963:2003 provides guidelines for dynamic tests and investigations on bridges and viaducts. It classifies the testing as a function of construction and usage, indicates the types of investigation and control for individual structural parts and whole structures, lists the equipment required for excitation and measurement, and classifies the techniques of investigation with reference to suitable methods for signal processing, data presentation and reporting. ISO 14963:2003 provides general criteria for dynamic tests. These can supply information on the dynamic behaviour of a structure that can serve as a basis for condition monitoring or system identification. The dynamic tests detailed in ISO 14963:2003 do not replace static tests. The tests may seek to define all of the dynamic characteristics of each mode of vibration examined (i.e. frequency, stiffness, mode shape and damping) and their non-linear variation with amplitude of motion. ISO 14963:2003 is applicable to road, rail and pedestrian bridges and viaducts (both during construction and operation) and also to other works (or types of works), provided that their particular structure justifies its application. The application of ISO 14963:2003 to special structures (stayed or suspension bridges) requires specific tests which take into account the particular characteristics of the work.
Vibrations et chocs mécaniques — Lignes directrices pour essais et études dynamiques des ponts et viaducs
L'ISO 14963:2003 définit des lignes directrices pour les essais et études dynamiques des ponts et viaducs. Elle classe les essais en fonction de la construction et de l'usage, indique la nature des études et des contrôles portant sur les éléments structuraux individuels et l'ensemble des structures, établit une liste des matériels requis pour l'excitation et le mesurage, et classe les techniques d'étude en faisant appel aux méthodes adéquates pour le traitement des signaux, la présentation des données et l'établissement des rapports. L'ISO 14963:2003 définit des critères d'ordre général destinés aux essais dynamiques. Cela peut constituer une source d'informations sur le comportement dynamique d'une structure devant servir de base à la surveillance des conditions ou à l'identification du système. Les essais dynamiques détaillés dans l'ISO 14963:2003 ne se substituent pas aux essais statiques. Les essais peuvent être réalisés pour définir l'ensemble des caractéristiques dynamiques de chaque mode de vibration examiné (c'est-à-dire la fréquence, la raideur, la forme d'un mode et l'amortissement) et leur variation non linéaire en fonction de l'amplitude du mouvement. L'ISO 14963:2003 est applicable aux routes, aux chemins de fer, aux passerelles et viaducs (pendant la construction et la mise en service à la fois) ainsi qu'aux autres ouvrages (ou types d'ouvrages), sous réserve que leur structure particulière justifie l'application de ladite norme. L'application de l'ISO 14963:2003 à des structures spéciales (ponts à haubans ou suspendus) nécessite des essais spécifiques qui tiennent compte des caractéristiques particulières de l'ouvrage.
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14963
First edition
2003-12-01
Mechanical vibration and shock —
Guidelines for dynamic tests and
investigations on bridges and viaducts
Vibrations et chocs mécaniques — Lignes directrices pour essais et
études dynamiques sur ponts et viaducs
Reference number
©
ISO 2003
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 1
4 Classification. 2
4.1 General. 2
4.2 Type of superstructure. 2
4.3 Static design, methods of construction and substructure. 2
4.4 Function classification. 4
5 General criteria for testing . 4
5.1 General. 4
5.2 Choice of test techniques . 5
5.3 Choice of excitation methods. 5
5.4 Choice of response measuring system. 5
6 Testing equipment. 6
6.1 Excitation equipment. 6
6.2 Measurement equipment. 6
6.3 Control, acquisition and analysis systems . 6
7 Techniques of investigation. 7
7.1 General considerations. 7
7.2 Tests using artificial excitation . 7
7.3 Ambient natural actions . 8
8 Testing and inspection. 9
8.1 General. 9
8.2 Testing during construction (interim inspection). 9
8.3 Testing the completed construction . 11
8.4 Investigation and controls during operation. 12
8.5 Monitoring. 12
9 Final report. 13
9.1 General. 13
9.2 Test design. 14
9.3 Test report. 15
9.4 Analysis of results and conclusions. 15
Annex A (informative) Excitation systems and their specification . 16
Annex B (informative) Measurement equipment and its specification . 22
Bibliography . 26
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 14963 was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration and shock,
Subcommittee SC 2, Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines,
vehicles and structures.
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Introduction
Dynamic investigations can contribute to the control of structures through the measurement, interpretation and
reporting of their response to dynamic excitation. The design of the tests should correspond to the specific
purposes of the investigation and the type of structure. The measurements usually lead to a characterization
of the dynamic behaviour of the whole bridge, including foundations, or local structural elements in the
frequency and/or time domain.
This International Standard is for use with permanent design, temporary works, construction and maintenance
of bridges and viaducts as defined. Dynamic tests may be undertaken with the objective of
evaluating the safety of bridge structures under construction,
confirming after construction the values used in design,
evaluating dynamic characteristics to be used in wind and earthquake analysis and for live loading,
monitoring of real bridges in-service and detecting any damage,
confirming reinforcement effects on bridges,
bridge diagnosis under an emergency, and
diagnostic testing as a basis for condition monitoring.
Dynamic investigation may be used as part of the design process (design by testing) for new construction or
for maintenance and rehabilitation management.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 14963:2003(E)
Mechanical vibration and shock — Guidelines for dynamic tests
and investigations on bridges and viaducts
1 Scope
This International Standard provides guidelines for dynamic tests and investigations on bridges and viaducts.
It
classifies the testing as a function of construction and usage,
indicates the types of investigation and control for individual structural parts and whole structures,
lists the equipment required for excitation and measurement, and
classifies the techniques of investigation with reference to suitable methods for signal processing, data
presentation and reporting.
This International Standard provides general criteria for dynamic tests. These can supply information on the
dynamic behaviour of a structure that can serve as a basis for condition monitoring or system identification.
The dynamic tests detailed in this International Standard do not replace static tests.
The tests may seek to define all of the dynamic characteristics of each mode of vibration examined (i.e.
frequency, stiffness, mode shape and damping) and their non-linear variation with amplitude of motion.
This International Standard is applicable to road, rail and pedestrian bridges and viaducts (both during
construction and operation) and also to other works (or types of works), provided that their particular structure
justifies its application.
The application of this International Standard to special structures (stayed or suspension bridges) requires
specific tests which take into account the particular characteristics of the work.
NOTE Hereinafter in this International Standard, the term “bridges” means “bridges and viaducts”.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 2041, Vibration and shock — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 2041 apply.
4 Classification
4.1 General
The dynamic behaviour of bridges is highly influenced by the type of superstructure, static design and
construction method, deck cross-section, support conditions, foundation type and elevation substructures
(piers and abutments). Since these characteristics need to be considered in dynamic tests, a classification of
bridges is given in 4.2 to 4.4. This classification aids the proper reporting of measurements.
4.2 Type of superstructure
The main categories of bridge deck with respect to the superstructure material are the following:
a) reinforced concrete bridge decks (either in situ or precast);
b) prestressed concrete bridge decks (either in situ or precast); pretensioned or post-tensioned, or combined
pre- and post-tensioned units are generally used;
c) steel bridge decks (with orthotropic plate or longitudinal stiffeners);
d) composite steel beam and concrete slab bridge decks;
e) masonry bridges;
f) new materials (e.g. fibre reinforced concrete, fibre reinforced plastic).
4.3 Static design, methods of construction and substructure
4.3.1 Static design
The static design and the support conditions influence the dynamic behaviour of the structure and they should
be taken into account in programming the tests.
With respect to static design, bridges can be classified as follows:
a) single-span bridges or bridges with simply supported independent spans;
b) viaducts with spans resting with their extremities supported and suitably constrained, yet independent in
every span;
c) multi-span continuous bridges, generally with significant variations in the longitudinal flexural rigidity along
the span;
d) a statically determinant Gerber-type continuous span; the longitudinal profile can be of constant or
variable cross section;
e) framed bridges;
f) arch bridges;
g) truss bridges;
h) prefabricated modular bridges;
i) tubular steel arch bridges.
2 © ISO 2003 — All rights reserved
4.3.2 Methods of construction
Bridges are generally erected using different co
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14963
Première édition
2003-12-01
Vibrations et chocs mécaniques —
Lignes directrices pour essais et études
dynamiques des ponts et viaducs
Mechanical vibration and shock — Guidelines for dynamic tests and
investigations on bridges and viaducts
Numéro de référence
©
ISO 2004
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Version française parue en 2004
Publié en Suisse
ii © ISO 2003 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Classification. 2
4.1 Généralités. 2
4.2 Type de superstructure . 2
4.3 Conception statique, méthodes de construction et infrastructure . 2
4.4 Classification fonctionnelle. 4
5 Critères d'ordre général pour les essais . 5
5.1 Généralités. 5
5.2 Choix des techniques d'essai. 5
5.3 Choix des méthodes d'excitation. 5
5.4 Choix du système de mesure de la réponse. 6
6 Appareillage d'essai. 7
6.1 Appareillage d'excitation. 7
6.2 Appareillage de mesure. 7
6.3 Systèmes de contrôle, d'acquisition et d'analyse . 7
7 Techniques d'étude. 7
7.1 Considérations d'ordre général. 7
7.2 Essais utilisant une excitation artificielle. 8
7.3 Actions des phénomènes naturels ambiants. 8
8 Essais et contrôles. 9
8.1 Généralités. 9
8.2 Essais pendant la phase de construction (contrôle provisoire). 9
8.3 Essais après achèvement de la construction .12
8.4 Étude et contrôles en cours d'utilisation. 13
8.5 Surveillance. 13
9 Rapport final. 15
9.1 Généralités. 15
9.2 Conception de l'essai . 15
9.3 Rapport d'essai. 16
9.4 Analyse des résultats et conclusions. 17
Annexe A (informative) Systèmes d'excitation et leur spécification. 18
Annexe B (informative) Appareillage de mesure et sa spécification . 24
Bibliographie . 28
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 14963 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques,
sous-comité SC 2, Mesure et évaluation des vibrations et chocs mécaniques intéressant les machines, les
véhicules et les structures.
iv © ISO 2003 – Tous droits réservés
Introduction
Les études dynamiques peuvent contribuer au contrôle des structures par des mesures et l'interprétation de
leur réponse à l'excitation dynamique, et par l'établissement de rapports à ce propos. Il convient que les
essais soient conçus conformément aux besoins spécifiques de l'étude et au type de structure. Les mesures
conduisent habituellement à une caractérisation du comportement dynamique de l'ensemble du pont, y
compris les fondations, ou des éléments de structure locaux dans les domaines fréquentiel et/ou temporel.
La présente Norme internationale est destinée à être utilisée dans le cadre de la conception définitive, des
ouvrages temporaires, de la construction et de la maintenance des ponts et viaducs, selon le cas. Il est admis
d'entreprendre des essais dynamiques pour la réalisation des objectifs suivants:
l'évaluation du degré de sécurité des structures de pont en construction;
la confirmation, après construction, des valeurs utilisées pour la conception;
l'évaluation des caractéristiques dynamiques à intégrer dans l'analyse des effets du vent et des
tremblements de terre et pour la charge mobile;
la surveillance des ponts réellement en service et la détection d'endommagements;
la confirmation des effets des renforts sur les ponts;
le diagnostic des ponts dans un cas d'urgence;
l'essai de diagnostic en tant que base de la surveillance d'état.
Il est admis d'utiliser l'étude dynamique en tant que partie intégrante du processus de conception (essais
orientés sur la conception) des nouvelles constructions ou pour la gestion des opérations de maintenance et
de réhabilitation.
NORME INTERNATIONALE ISO 14963:2003(F)
Vibrations et chocs mécaniques — Lignes directrices pour
essais et études dynamiques des ponts et viaducs
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale définit des lignes directrices pour les essais et études dynamiques des
ponts et viaducs. Elle
classe les essais en fonction de la construction et de l'usage,
indique la nature des études et des contrôles portant sur les éléments structuraux individuels et
l'ensemble des structures,
établit une liste des matériels requis pour l'excitation et le mesurage, et
classe les techniques d'étude en faisant appel aux méthodes adéquates pour le traitement des signaux,
la présentation des données et l'établissement des rapports.
La présente Norme internationale définit des critères d'ordre général destinés aux essais dynamiques. Cela
peut constituer une source d'informations sur le comportement dynamique d'une structure devant servir de
base à la surveillance des conditions ou à l'identification du système. Les essais dynamiques détaillés dans la
présente Norme internationale ne se substituent pas aux essais statiques.
Les essais peuvent être réalisés pour définir l'ensemble des caractéristiques dynamiques de chaque mode de
vibration examiné (c'est-à-dire la fréquence, la raideur, la forme d'un mode et l'amortissement) et leur variation
non linéaire en fonction de l'amplitude du mouvement.
La présente Norme internationale est applicable aux routes, aux chemins de fer, aux passerelles et viaducs
(pendant la construction et la mise en service à la fois) ainsi qu'aux autres ouvrages (ou types d'ouvrages),
sous réserve que leur structure particulière justifie l'application de ladite norme.
L'application de la présente Norme internationale à des structures spéciales (ponts à haubans ou suspendus)
nécessite des essais spécifiques qui tiennent compte des caractéristiques particulières de l'ouvrage.
NOTE «Ponts et viaducs» sont désignés par «ponts» dans la suite du texte de la présente Norme internationale.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 2041, Vibrations et chocs — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 2041 s'appliquent.
4 Classification
4.1 Généralités
Le comportement dynamique des ponts est fortement influencé par le type de superstructure, la conception
statique et la méthode de construction, la section transversale du tablier, les conditions du support, le type de
fondation et la hauteur des infrastructures (piles et culées). Dans la mesure où les essais dynamiques
tiennent compte de ces caractéristiques, une classification des ponts est donnée en 4.2 à 4.4. Cette
classification aide à l'établissement correct des rapports de mesures.
4.2 Type de superstructure
Les principales catégories de tablier de pont, compte tenu des matériaux utilisées dans la superstructure, sont
les suivantes:
a) tabliers de pont en béton armé (coulés in situ ou préfabriqués);
b) tabliers de pont en béton précontraint (coulés in situ ou préfabriqués); des éléments précontraints ou
postcontraints, ou bien des éléments combinés précontraints et postcontraints, sont généralement
utilisés;
c) tabliers de pont en a
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.