大型土木结构,如桥梁、超高层建筑、大跨空间结构、海洋钻井平台等,在使用过程中,寿命受自身及周围环境众多因素影响。材料老化、载荷的长期效应、疲劳效应、突变效应、环境侵蚀等因素的耦合作用,不可避免地导致结构的损伤累计和抗力衰减,致使其抵御自然灾害如台风、地震、暴雨等的能力下降。有些建筑结构甚至在运营当中,轰然倒塌,造成重大人员及财产损失。结构损伤会导致结构动态特性的变化,结构的动力学特性可以用它的模态参数加以完整的描述。因此,采用试验设备测量大型结构在环境激励下的响应,应用模态参数辨识方法提取结构的模态频率、振型、阻尼等动态特征参数,观察结构模态参数的变化对结构进行状态监测,是近年来土木工程领域研究的热点。文章以正在建设中的深圳证券交易所营运中心大楼为工程背景,对超长悬挑抬升裙楼在环境激励下的振动进行测试。运用传统的有线测试系统,由于现场布线施工难度大、成本高、系统维护困难等缺陷,在此很难发挥作用。应工程实际需要,以斯坦福大学Yang Wang和Kincho H.Law课题组开发的无线节点为硬件平台,集成了基于无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)的大型结构振动测试系统论文首先介绍了集成的基于WSN的振动测试系统,对测试系统的组成模块、传感器模块、数据采集模块、无线通信模块、数据显示及分析模块做了详细的介绍。其次,对常用的模态分析办法PP法、FDD法进行了介绍,并采用MATLAB软件编程实现了两种算法。在实验室自制的简支梁模型上,采用NI公司的PXI1052测试系统,完成了8路传感器同步测试试验。利用PP法、FDD法进行模态参数辨识,得到了简支梁的模态频率及振型,验证了两种算法的有效性。然后,以在建的深圳交易所营运中心大楼的巨型悬挑结构为试验平台,进行多路传感器的同步测试试验,分析了现场测试中遇到的常见问题,并对传感器的布置方案,进行了讨论。另外介绍了工程中常用的振动信号预理方法,包括采样数据的标定变换、数据中心化处理、消除趋势项等方法,并对采集到实测数据进行分析。最后,采用模态参数辨识力法,提取结构的模态参数,并与理论值进行对比分析。试验结果表明,集成的基于WSN的振动测试系统在实际工程结构的振动测试中是有效的,尤其适用于大型结构的施工过程监测。论文结尾对文章所做工作进行总结,并对下一步的工作进行展望。