Пассивная диагностика сводится к измерению колебаний сооружения от случайного воздействия. Для сооружений любого типа этим воздействием является фоновый шум - микросейсмы, ветер и техногенные вибрации. Для мостов, эстакад и путепроводов к ним добавляется временная статическая и динамическая нагрузка от проходящего по ним транспорта. Активная диагностика, более точная, опирается на нагружение конструкции вынужденным запрограммированным и точно измеряемым динамическим воздействием. Этот способ имеет достаточно много разновидностей исполнения, но условно, все строительные конструкции нагружаются собственной массой и внешней силой. При нагружении собственной массой вибрации на сооружение передаются через грунтовый массив и этот способ подходит для любых строительных сооружений, он превосходит по простоте реализации, но уступает по точности второму способу - нагружению внешней силой. Вторым способом обычно нагружаются мосты, путепроводы и эстакады, на которых непосредственно может располагаться вибратор. Остальные строительные сооружения, такие как здания, дымовые трубы и градирни обычно нагружаются через грунтовый массив. В обоих случаях силовое воздействие выбирается достаточно большим, чтобы превысить естественный шумовой фон, но достаточно слабым, чтобы вызвать какие-либо повреждения в конструкции.
Далее будет рассмотрена активная диагностика, как наиболее передовая, надежная и точная.

В общем случае динамическая диагностика конструкций осуществляется в три этапа.

• Расчет по конечноэлементной программе эталонной модели сооружения. Определение собственных частот и нормированной реакции на вынужденное воздействие в частотной области. Составление плана динамических испытаний.
• Собственно испытания также делятся на три этапа. На первом этапе подтверждаются или уточняются с необходимой гарантией теоретические результаты предыдущего этапа и назначаются режимы испытаний. На втором этапе проводятся непосредственно подробные испытания. На третьем этапе все результаты испытаний объединяются и просматриваются в виде анимации измеренных колебаний конструкции. Уточняются собственные частоты и формы. Если необходимо, делаются дополнительные измерения. Формируется база данных. Дополнительно делаются обмеры, описание и фотографирование дефектов, нивелировка, выборка проб, образцов и другие вспомогательные работы.
• Оценка состояния конструкций. Обобщение экспериментальных данных, сравнение с эталонными (расчетными или осредненными) данными, статистическая обработка. Расчет по уточненной модели, в том числе на нагрузки по СНИП, обобщение результатов и оценка состояния конструкции. Написание отчета.

При экспресс-диагностике конструкции работа начинается со второго этапа. Полученные результаты сравниваются с имеющимися в базе данных лаборатории для аналогичной конструкции. Выдается предварительное заключение, потом выполняются остальные этапы работы.
При выполнении динамической диагностики на заказ, проводятся работы только по второму этапу. Результаты испытаний передаются заказчику в виде компактной базы данных вместе со стандартным комплектом программ, необходимых для полноценной работы с ней. Базой данных является архив с частотными характеристиками, поддержкой трехмерной графики, комментариями и некоторыми вспомогательными материалами. Ниже представлены фрагменты рисунков из базы данных лаборатории ВДИ, построенные с помощью стандартного набора программных средств.
Слева даны АФЧХ первого пролета моста через р.Волга в г.Старица. Белым цветом показана амплитуда, красным - действительная, синим - мнимая часть. Ось X - частота, ось Y - вертикальное перемещение среднего сечения соответствующей балки в метрах на одну тонну динамического усилия. АФЧХ не зависят от силы возбуждения, если сооружение работает линейно. С их помощью определяются собственные частоты и демпфирующие свойства сооружения. Дополнительно, используя эти характеристики, можно получить анимационную картину колебаний сооружения на любой частоте возбуждения. На следующем рисунке представлена анимационная картина первой формы колебаний пролетного строения моста через р.Тверца в г.Тверь. Цифры 1 и 4 соответствуют положению береговых устоев, 2 и 3 - русловых опор.
И рисунок и 3d-анимация построены с помощью стандартного пакета программных средств, поставляемых с базой данных.

Лаборатория ВДИ ОАО ЦНИИС обладает широким спектром возможностей для проведения испытаний строительных конструкций динамическим методом.
Наиболее универсальным с точки зрения решаемых задач является мобильный диагностический комплекс ВДИК-1-10. Он смонтирован на базе двух автомобилей повышенной проходимости и предназначен для натурных испытаний в жестких климатических условиях.
Источником возбуждения колебаний является мощный сейсмовозбудитель типа СВ-5-150, на базе автомобиля Урал-4320, модифицированный для целей испытания сооружений.
Информационно-измерительная система реализована на базе автомобиля Зил-131Н.
Диагностический комплекс ориентирован на полевые испытания различных типов наземных сооружений.
Модели строительных конструкций могут быть испытаны динамическим методом в лабораторных условиях с привлечением следующих средств:

• Источники возбуждения: на малые усилия используются различные электродинамические преобразователи, на усилия до 10 тонн - сервогидравлический вибратор ЭГВ10/100 и, наконец, машина УРС200 - на усилие до 200 тонн.
• Упомянутая информационно-измерительная система.
• Специальный зал с силовым полом площадью более 100 кв.м., рассчитанным на усилие отрыва 400 тонн.

В результате большой работы по совершенствованию информационно-измерительной системы удалось достигнуть предельной эксплуатационной простоты при повышенной надежности и точности.
Система состоит из специализированной ПЭВМ на базе Intel - совместимого стандартного системного блока, пассивной кабельной системы и датчиков различных типов. Для удобства решения задач исследовательского характера и отладки режимов записи, в состав системы дополнительно включается двухлучевой осциллограф, генератор стандартных сигналов и другое вспомогательное оборудование. Для защиты от транспортных вибраций все оборудование, включая ПЭВМ, размещено на виброизолированном рабочем столе.
Специализированная ПЭВМ отличается от стандартной наличием платы АЦП-ЦАП с сигнальным процессором и платы фильтров с программно управляемыми усилителями. На этой же плате смонтирован источник питания датчиков.
Конструктивное исполнение кабельной системы позволяет проводить измерения без перебазирования системы на сооружениях протяженностью до 200 м.
Важной особенностью измерительной системы является ее совместимость с различными типами датчиков, предназначенных для измерения параметров вибрации сооружения и деформации материала.

• измеритель виброскорости GZ401, имеющий несколько модификаций по исполнению и предназначенный для измерения вибраций от 0.02 мкм до нескольких сантиметров в диапазоне 0.5 ... 100 Гц и калиброванный по скоростям и перемещениям с полным учетом фазы. Дополнительными преимуществами этого датчика являются: небольшие габариты, вес, способность работать на длинную кабельную линию, способность проводить измерения, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях без перенастройки и арретирования.
• тензоусилитель TZ401, работающий с полными и полутензомостами.
• сейсмометры старшего поколения на базе СМ3-КВ, ВИБ-А, оснащенные в 1992 году встроенными электронными платами.

Стандартное количество измерительных каналов - 16, к каждому каналу можно подключить любой из вышеперечисленных датчиков.
Базовый пакет программных средств позволяет решать следующие задачи:

• Запись сигналов на HDD.
• Контроль в режиме осциллографа всех каналов системы.
• Управление внешней системой нагружения от ПЭВМ.
• Получение передаточных функций.
• Получение спектров.
• Калибровка измерительной системы.
• Файловая арифметика с комплексными массивами исходных сигналов.
• Представление экспериментальной информации в удобной графической форме в виде входных калиброванных и некалиброванных сигналов, спектров и трёхмерной анимации.

Базовый пакет программ обеспечивает трехуровневый контроль корректности получаемых результатов при испытаниях.
Точность измерительной системы подтверждается тремя уровнями технических средств, имеющих разную степень точности и оперативности.
В базовый пакет программных средств включены также и специальные средства организации базы данных по экспериментальной информации для её компактного хранения в архивированном виде. Любой элемент архива оперативно доступен в текстовом и в графическом виде.
Типичным примером показателя компактности базы данных может служить архив испытаний арочного моста через р. Волга в г. Старица, где измерения проводились в 1300 точках конструкции, через АЦП системы прошло более 1.3 Гбайт информации при окончательном объёме архива 2.7 Мбайт.