JTT - 桥梁索力动测仪.docx

1、ICS 93.080.99 P66备 案 号 ： - JT中 华 人 民 共 和 国 交 通 运 输 行 业 标 准JT/T XXXXXXX桥 梁 索 力 动 测 仪Bridge cable force dynamic measuring instrument（征求意见稿）XXXX-XX-XX 发布 XXXX-XX-XX 实施中 华 人 民 共 和 国 交 通 运 输 部 发 布JT/T XXXXXXXI目 次前言II1 范 围 12 规 范 性 引 用 文 件 .13 术 语 和 定 义 .14 产 品 结 构 15 技 术 要 求 26 试 验 方 法 37 检 验 规 则 68 标 志

2、、 包 装 、 运 输 和 储 存 .7JT/T XXXXXXX前 言本 标 准 按 照 GB/T 1.1-2009给 出 的 规 则 起 草 。 本 标 准 由 全 国 交 通 工 程 设 施 （ 公 路 ） 标 准 化 技 术 委 员 会 （ SAC/TC223） 提 出 并 归 口 。 本 标 准 的 起 草 单 位 ： 交 通 运 输 部 公 路 科 学 研 究 所 、 国 家 道 路 与 桥 梁 工 程 检 测 设 备 计 量 站 。 本 标 准 主 要 起 草 人 ： 何 华 阳 、 周 毅 姝 。IIJT/T XXXXXXX1桥梁索力动测仪1 范围本 标 准 规 定 了 桥 梁

3、索 力 动 测 仪 的 术 语 和 定 义 、 产 品 结 构 、 技 术 要 求 、 试 验 方 法 、 检 验 规 则 ， 以 及 标 志 、 包 装 、 运 输 和 储 存 的 要 求 。本 标 准 适 用 于 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 生 产 、 检 验 和 使 用 。2 规 范 性 引 用 文 件下列文 件对 于本 文件 的应 用是必 不可 少的 。 凡 是注 日期的 引用 文件 ， 仅 所注 日期的 版本 适用 于本 文 件 。 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 文 件 。GB/T 19

4、1 包 装 储 运 图 示 标 志GB/T 9969 工 业 产 品 使 用 说 明 书 总 则GB/T 13384 机 电 产 品 包 装 通 用 技 术 条 件GB/T 25480 仪 器 仪 表 运 输 、 贮 存 基 本 环 境 条 件 及 试 验 方 法3 术 语 和 定 义下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 文 件 。3.1桥 梁 索 力 动 测 仪 bridge cable force dynamic measuring instrument桥梁索 力动 测仪 是基 于弦 振动理 论， 将拉 索等 效为 张紧弦 ， 通 过弦 自振 频率 与张拉 力的 动力 学关 系 测

5、量 拉 索 索 力 的 仪 器 。4 产 品 结 构桥 梁 索 力 动 测 仪 （ 如 图 1） 由 振 动 传 感 器 和 读 数 仪 组 成 。JT/T XXXXXXX2123说明：1振动传感器； 3读数仪。2被测拉索；图1 桥 梁 索 力 动 测 仪 产 品 结 构 示 意 图5 技 术 要 求5.1 外观5.1.1 仪 器 各 部 件 无 明 显 损 坏 、 锈 迹 等 缺 陷 。5.1.2 传 感 器 底 座 应 能 保 证 工 作 时 安 放 平 稳 。5.1.3 仪 表 清 晰 ， 无 影 响 数 据 采 集 的 缺 陷 。5.1.4 操 作 按 钮 应 灵 活 ， 与 设 备

6、配 合 紧 密 。5.2 读 数 仪 频 率 分 辨 力读 数 仪 的 频 率 分 辨 力 应 不 大 于 0.01Hz。5.3 索 力 示 值 范 围索 力 示 值 范 围 （ 1010000） kN。5.4 读 数 仪 索 力 分 辨 力读 数 仪 的 索 力 分 辨 力 应 不 大 于 0.01kN。5.5 频 率 示 值 误 差频 率 示 值 误 差 不 大 于 （ 0.5%Fs 0.01）Hz（F s 为 频 率 标 准 值 ） 。5.6 索 力 测 量 示 值 误 差索 力 测 量 示 值 误 差 应 不 大 于 2%。5.7 电 气 安 全仪 器 的 导 电 部 分 与 仪 器

7、外 表 的 绝 缘 电 阻 应 大 于 10M。JT/T XXXXXXX36 试 验 方 法6.1 试 验 条 件6.1.1 环 境 温 度 ： （ 203） 。6.1.2 环 境 湿 度 ： 不 大 于 85%RH。6.1.3 试 验 应 在 无 振 动 、 无 腐 蚀 气 体 和 电 磁 干 扰 的 室 内 进 行 。6.2 试 验 用 仪 器 设 备6.2.1 振 动 试 验 装 置根 据 适 用 的 振 动 频 率 不 同 可 分 为 振 动 台 法 振 动 试 验 装 置 和 单 摆 法 振 动 试 验 装 置 。6.2.1.1 振 动 台 法 振 动 试 验 装 置振 动 台 法

8、振 动 试 验 装 置 如 图 2， 要 求 如 下 ：a) 适 用 的 振 动 频 率 范 围 为 （ 2200） Hz。 装 置 由 数 字 计 数 器 、 信 号 发 生 器 、 放 大 器 、 振 动 台 、 标 准 传 感 器 、 数 字 电 压 表 等 组 成 ；b) 标准传 感器 的参 考灵 敏度 的不确 定度 为1% 。 信 号发 生器、 放大 器以 及 振 动台 的加速 度波 形失 真 度小于 等 于 5%， 横向 振动 比 小于 等 于10 %， 幅值 均匀 度 小于等 于5% ， 台面漏 磁小 于 等于 310-3T。 数 字 计 数 器 的 不 确 定 度 为 0.01

9、%。 数 字 电 压 表 的 不 确 定 度 为 0.5%。321875 456说明：1标准传感器； 5放大器；2振动传感器； 6振动台；3读数仪； 7信号发生器；4数字电压表； 8数字计数器。图2 振 动 台 法 振 动 试 验 装 置 示 意 图6.2.1.1 单 摆 法 振 动 试 验 装 置试 验 装 置 由 底 座 、 细 柔 绳 以 及 钢 卷 尺 等 组 成 ， 示 意 图 如 图 3所 示 。 要 求 如 下 ：a) 适 用 的 振 动 频 率 范 围 为 （ 0.52） Hz；b) 钢 卷 尺 用 于 测 量 摆 长 ， 其 测 量 范 围 为 （ 02） m， 准 确 度

10、等 级 级 ；JT/T XXXXXXX4c) 单 摆 频 率 （ 偏 角 小 于 10时 ） 按 照 公 式 （ 1） 计 算 。其中：振动频率，单位为赫兹（Hz）； = 2(1)重力加速度，单位为米每平方秒（m/s）；摆长，单位为米（m）。124 3说明：1细柔绳； 3读数仪；2振动传感器； 4底座。图3 单 摆 法 振 动 试 验 装 置 示 意 图6.2.2 索 力 试 验 装 置索 力 试 验 装 置 示 意 图 如 图 4， 要 求 如 下 ：a) 索 力 试 验 装 置 由 锚 具 、 标 准 测 力 计 、 控 制 器 、 试 验 台 座 、 拉 索 、 油 泵 以 及 千 斤

11、顶 组 成 ；b) 装 置 的 索 力 输 出 范 围 为 （ 10 8000） kN， 分 度 值 为 0.01kN， 拉 索 长 度 不 小 于 7m；c) 标 准 测 力 计 包 括 小 力 值 标 准 测 力 计 （ 测 量 范 围 （ 0.011000） kN） 和 大 力 值 标 准 测 力 计 （ 测 量 范围 （ 10005000） kN） ， 准确度 等级 为0. 03， 力值 重复性 为3 10-4， 力 值稳 定度优 于 310-4。JT/T XXXXXXX54329 581176说明：1锚具； 6油泵；2标准测力计； 7试验台座；3控制器； 8拉索；4读数仪； 9振动传

12、感器。5千斤顶；图4 索 力 试 验 装 置 示 意 图6.3 外观目 测 及 手 感 桥 梁 索 力 动 测 仪 各 部 件 ， 应 符 合 5.1的 要 求 。6.4 读 数 仪 频 率 分 辨 力启 动 桥 梁 索 力 动 测 仪 ， 观 察 读 数 仪 的 示 值 ， 应 符 合 5.2的 要 求 。6.5 索 力 示 值 范 围启 动 桥 梁 索 力 动 测 仪 ， 观 察 读 数 仪 的 示 值 ， 应 符 合 5.3的 要 求 。6.6 读 数 仪 索 力 分 辨 力启 动 桥 梁 索 力 动 测 仪 ， 观 察 读 数 仪 的 示 值 ， 应 符 合 5.4的 要 求 。6.7

13、 频 率 示 值 误 差频 率 示 值 误 差 的 试 验 方 法 如 下 ：a) 选取适 当的 振动 试验 装置 ， 当试验 振动 频率 范围 为 （ 2200） Hz时选 用振 动台 法 振动试 验装 置 ， 当 试 验 振 动 频 率 范 围 为 （ 0.52） Hz时 选 用 单 摆 法 振 动 试 验 装 置 ；b) 将 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 传 感 器 固 定 在 振 动 试 验 装 置 上 ；c) 由振动 试验 装置 给出 某一 固定的 振动 幅值 ， 在 （0.3 1） Hz中 取1个 频率 进行 试 验。 记 录 被 检桥梁 索 力 动 测 仪 的 频 率 示 值

14、；d) 按 照 公 式 （ 2） 分 别 计 算 各 试 验 频 率 测 量 示 值 误 差 ：JT/T XXXXXXX6式中： = .(2)频率测量示值误差，单位为赫兹（Hz）；被检桥梁索力动测仪的频率示值，单位为赫兹（Hz）； 频率标准值，单位为赫兹（Hz）。e) 在（110）Hz、（1050）Hz、（50100）Hz、（100200）Hz 4 个 范 围 内 ， 各 选 取 1个 频 率 ，重复a) c)步 骤 。 计 算 结 果 均 应 符 合 5.5的 要 求 。6.8 索 力 测 量 示 值 误 差索 力 测 量 示 值 误 差 的 试 验 方 法 如 下 ：a) 将桥梁 索力 动

15、测 仪的 传感 器固定 在索 力试 验装 置的 拉索中 部侧 面， 使其 测量 拉 索的面 外横 向振 动；b) 启动索 力试 验 装 置， 待张 拉稳定 后记 录标 准测 力计 的示值 。 记 录桥 梁索 力动 测仪显 示 的 索力 值 ；c) 按 照 公 式 （ 3） 计 算 上 述 试 验 的 索 力 测 量 示 值 误 差 ； = 100%.(3)式中：索力测量示值误差；桥梁索力动测仪显示的索力值；标准测力计的示值。d) 改 变 索 力 试 验 装 置 输 出 的 力 值 ， 重 复 a)c)步 骤 。 计 算 结 果 均 应 符 合 5.6的 要 求 。6.9 电 气 安 全用500

16、V /500M的 绝缘电 阻 表，测 量仪器 电源线 与仪 器金属 外壳和 接地保 护极 之间的 绝缘电 阻值 。 电 气 安 全 性 满 足 5.7要 求 。7 检 验 规 则7.1 检 验 分 类7.1.1 检 验 分 为 型 式 检 验 和 出 厂 检 验 。7.1.2 有 下 列 情 况 之 一 ， 应 进 行 型 式 检 验 。a) 新 投 产 试 制 或 转 厂 生 产 时 ；b) 产 品 正 式 生 产 后 其 结 构 、 材 料 、 工 艺 及 关 键 配 套 元 器 件 有 较 大 改 变 ， 可 能 影 响 产 品 性 能 时 ；c) 正 常 生 产 时 ， 定 期 （ 生

17、 产 超 过 一 年 ） 或 积 累 一 定 产 量 后 ；d) 产 品 长 期 停 产 ， 恢 复 生 产 时 ；e) 质 量 监 督 机 构 或 行 业 管 理 部 门 提 出 型 式 检 验 要 求 时 。7.2 检 验 项 目检 验 项 目 见 表 1。JT/T XXXXXXX7表1 检 验 项 目检验项目 技术要求 试验方法 型式检验 出厂检验外观 5.1 6.3 + +读数仪频率分辨力 5.2 6.4 + +索力示值范围 5.3 6.5 + +读数仪索力分辨力 5.4 6.6 + +频率示值误差 5.5 6.7 + +索力测量示值误差 5.6 6.8 + +电气安全 5.7 6.9

18、 + +注： “+”表示必检项目。7.3 组 批 与 抽 样7.3.1 对 于 型 式 检 验 ， 当 批 量 不 大 于 10 个 时 ， 抽 取 两 个 ； 批 量 大 于 10 个 时 ， 抽 取 该 批 的 20%。7.3.2 对 于 出 厂 检 验 ， 每 台 仪 器 都 应 进 行 检 验 。7.4 判 定 规 则7.4.1 对 于 型 式 检 验 ， 任 一 项 不 合 格 的 ， 判 定 该 批 产 品 不 合 格 。7.4.2 对 于 出 厂 检 验 ， 任 一 项 不 合 格 ， 则 判 定 出 厂 检 验 不 合 格 。8 标 志 、 包 装 、 运 输 和 储 存8.1

19、 标志8.1.1 每 台 仪 器 应 有 独 立 的 合 格 标 志 ， 内 容 包 括 ：a) 仪 器 型 号 、 名 称 ； b) 仪 器 出 厂 年 月 ； c) 产 品 标 准 号 ；d) 制 造 厂 名 （ 仪 器 生 产 单 位 名 称 ） ；e) 生 产 编 号 （ 出 厂 编 号 ） 。8.1.2 仪 器 外 包 装 箱 标 志 应 符 合 GB/T 191 的 规 定 。8.2 包装8.2.1 包 装 应 符 合 GB/T 13384 的 要 求 。8.2.2 每 台 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 易 损 件 应 用 聚 氨 脂 泡 沫 封 装 后 装 入 外 包 装 箱

20、内 。8.2.3 外 包 装 用 瓦 楞 纸 箱 或 木 箱 包 装 。8.2.4 箱内应 包括 ： 产 品合 格证 、 检验报 告 、 产品 使用 说明 书 、 装箱 清单 。 产 品使 用说 明书应 符 合 GB/T9969 的 要 求 。JT/T XXXXXXX88.3 运输运输应 符合 GB/T 25480的 要求 。 运 输途中 应小 心轻 放、 防磕 碰、 防倒 置。 防止 日晒雨 淋 、 严禁 抛掷 、 重 压 ， 避 免 与 有 腐 蚀 性 物 品 混 运 。8.4 储存储 存 应 符 合 GB/T 25480的 要 求 。 产 品 储 存 应 干 燥 、 防 尘 ， 存 放

21、于 干 燥 、 通 风 的 室 内 ， 并 避 免 接 触 腐 蚀 性 气 体 和 液 体 。桥 梁 索 力 动 测 仪 标 准 编 制 说 明交通运输行业标准桥梁索力动测仪（ 征 求 意 见 稿 ）编 制 说明 桥 梁 索 力 动 测 仪 编 写 组2017 年 8 月桥 梁 索 力 动 测 仪 标 准 编 制 说 明目 录（ 一 ） 工 作 简 况 1（ 二 ） 标 准 编 制 原 则 和 标 准 主 要 内 容 2（ 三 ） 预 期 的 经 济 效 果 、 社 会 效 果 及 环 境 效 果 分 析 .22（ 四 ） 采 用 国 际 标 准 和 国 外 先 进 标 准 对 比 情 况 ；

22、 .23（ 五 ） 与 有 关 的 现 行 法 律 、 法 规 和 标 准 的 关 系 ； .23（ 六 ） 重 大 分 歧 意 见 的 处 理 经 过 和 依 据 ； .24（ 七 ） 其 他 应 予 说 明 的 事 项 ； .241（ 一 ） 工 作 简 况1、 任 务 来 源根据交 通运输 部 关于下达 2016 年 交通运输 标准化 计 划的通知 （ 交科 技 函 2016 506 号 ） 的 要 求 ， 由 交 通 运 输 部 公 路 科 学 研 究 所 主 持 承 担 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 编 写 工 作 ， 计 划 编 号 为 JT 2016-101。2、 协 作 单

23、位标 准 主 编 单 位 ： 交 通 运 输 部 公 路 科 学 研 究 所 标 准 参 编 单 位 ： 国 家 道 路 与 桥 梁 工 程 检 测 设 备 计 量 站3、 主 要 工 作 过 程2016 年 02 月 2016 年 05 月 ， 成 立 标 准 起 草 组 ， 收 集 资 料 和 数 据 ， 调 研 了 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 发 展 情 况 和 技 术 原 理 ， 并 调 研 了 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 主 要 生 产 厂 家 、 产 品 型 号 、 产 品 性 能 指 标 以 及 市 场 占 有 情 况 ， 调 研 了 国 内 检 测 机 构 的 产 品

24、使 用 情 况 。2016 年 05 月 2016 年 07 月 ， 对 JT 2016-101 主 要 计 量 技 术 指 标 进 行 梳 理。2016 年 08 月 2016 年 11 月， 调查和 研究主要 计量技 术 指标的量 值溯源 方 法 ， 并 对 拟 制 定 主 要 计 量 技 术 指 标 制 订 方 案 进 行 确 认 。2016 年 12 月 2017 年 04 月 ， 开 展 相 关 实 验 研 究 ， 修 改 和 验 证 主 要 计 量 技 术 指 标 。22017 年 05 月 2017 年 08 月 ， 完 成 标 准 征 求 意 见 稿 ， 发 送 检 测 机 构

25、 、 生 产 厂 家 等 广 泛 征 求 意 见 ， 召 开 征 求 意 见 会 。4、 标 准 主 要 起 草 人 及 其 所 做 工 作标 准 主 要 起 草 人 及 其 所 做 工 作 见 表 1表 1 标 准 主 要 起 草 人 及 其 所 做 工 作人员 所做工作何华阳1、 统 筹 协 调 标 准 内 容 的 编 制2、 规 划 安 排 开 展 编 制 过 程 涉 及 的 试 验3、 统 稿周毅姝1、 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 行 业 调 研2、 拉 索 索 力 测 量 技 术 研 究（ 二 ） 标 准 编 制 原 则 和 标 准 主 要 内 容1、 编 写 原 则（1 ） 本

26、标 准根据 现 有桥梁索 力动测 仪 的特点， 按术 语和定 义、 产品结构 、 技术要求、 试验方 法、 检验规 则、 标 志 、 包装、 运 输和贮 存 等方面进 行编写 ；（ 2） 各 项 技 术 指 标 以 实 际 产 品 技 术 指 标 为 依 据 提 出 ；（ 3） 编 制 具 有 适 应 性 、 可 操 作 性 和 适 当 引 领 性 的 技 术 法 规 文 件 。2、 主 要 技 术 内 容 及 确 定 的 依 据（ 1） 范 围3本 标 准 规 定 了 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 术 语 和 定 义 、 产 品 结 构 、 技 术 要 求 、 试 验 方 法 、 检 验

27、规 则 ， 以 及 标 志 、 包 装 、 运 输 和 储 存 的 要 求 。本 标 准 适 用 于 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 生 产 、 检 验 和 使 用 。（ 2） 规 范 性 引 用 文 件 本 标 准 中 规 范 性 引 用 文 件 的 名 称 及 适 用 范 围 如 表 2 所 示 ：表 2 规 范 性 引 用 文 件 的 名 称 及 适 用 范 围GB/T 191 包 装 储 运 图 示 标 志 标志GB/T 9969 工 业 产 品 使 用 说 明 书 总 则 包装GB/T 13384 机 电 产 品 包 装 通 用 技 术 条 件 包装GB/T 25480 仪 器 仪

28、表 运 输 、 贮 存 基 本 环 境 条 件 及 试 验 方 法 运 输 、 储 存（ 3） 术 语 和 定 义桥 梁 索 力 动 测 仪 bridge cable force dynamic measuring instrument桥 梁 索 力 动 测 仪 是 基 于 弦 振 动 理 论 ， 将 拉 索 等 效 为 张 紧 弦 ， 通 过 弦 自 振 频 率 与 张 拉 力 的 动 力 学 关 系 测 量 拉 索 索 力 的 仪 器 。依据：编 写 组 经 过 调 研 发 现 ， JTG/T J21-2011 公 路 桥 梁 承 载 能 力 检 测 评 定 规 程5.10.1 指 出 ：

29、 “拉 吊 索 索 力 测 量 可 采 用 振 动 法 ”； JTG/T J21-01-2015公路桥 梁荷载 试 验规程 附录 B 中 提出： “在 一定条 件 下索股拉 力与索 的 振 动 频 率 存 在 对 应 的 关 系 ， 在 已 知 索 的 长 度 、 分 布 质 量 及 抗 弯 刚 度 时 ， 可 通 过 索股的振 动频率 计 算索的拉 力” 。 显 然 ， 振动 法测量 索力 是目前较 为通用 的 方 法 ， 该 方 法 的 基 本 原 理 和 理 论 依 据 则 是 动 力 学 理 论 。4十 八 世 纪 初 期 科 研 人 员 开 始 了 对 拉 索 结 构 动 力 学 理

30、 论 的 探 索 ， Brook Taylor、 DAlembert、 Euler 以 及 Daniel Bernoulli 针 对 张 紧 弦 研 究 了 其 在 两 端 固 定 的 条 件 下 的 振 动 理 论 ， 并 证 明 了 复 杂 振 动 总 可 以 分 解 为 若 干 相 互 独 立 的 模 态 振 动 ， 从 而 奠 定 了 动 力 学 的 基 础 。 十 九 世 纪 初 期 ， Possion 给 出 了 任 意 力 作 用 下 索 的 一 般 偏 微 分 方 程 ， 十 九 世 纪 中 期 ， Rohrs、 Stokes 以及 Routh 得 出 了 索 竖 向 振 动

31、的 精 确 解 ， 二 十 世 纪 中 期 ， Ranie 和 von Karman 推 导 出 了 不 可 伸 长 的 三 跨 索 的 竖 向 振 动 解 ， 二 十 世 纪 末 ， H Max Irvine 出 版 了 索 结 构 一 书 ， 通 过 考 虑 悬 索 两 端 点 间 高 差 的 影 响 ， 将 水 平 索 振 动 的 解 推 广 到 斜 拉 索 上 ， 基 本 建 立 了 理 想 柔 性 索 结 构 的 动 力 学 理 论 体 系 。编写组经 过调研 发 现， 目前 索力动 测仪 （J MM-268、 SET-PF1-11、 DH5906 等 型 号 ） 的 基 本 原 理

32、 是 十 八 世 纪 初 建 立 和 完 善 的 弦 振 动 理 论 。JMM-268 索 力动测 仪的使用 说明书 中 提出： “明确了弦的材料和长 度之后 ， 测 量 弦 的 振 动 频 率 就 可 以 确 定 弦 的 拉 力 ”。 该 仪 器 的 测 试 原 理 是 张 力 弦 振 动 公 式（如式 （1 ） ） 。F = 1 2 （1）式 中 ， F弦 的 自 振 频 率 ，L弦 的 长 度 ，弦 的 拉 力 ，弦 的 材 料 密 度 。SET-PF1-11 索 力动 测仪说明 书中对 仪 器的测试 原理进 行 了说明， 内容如下：设一根单 位长度 质 量为 W 的挠性索在 张力 T

33、下被 张紧 ， 拉 索的刚度 为 EI。52为 方 便 计 算 ， 作 如 下 假 设 ：i. 不 考 虑 索 的 垂 度 ， 并 且 弯 曲 不 大 ， 即 认 为 拉 索 为 直 线 ， 可 认 为 索 的 刚 度 和 张 力 沿 索 轴 线 方 向 不 变 ；ii. 设 拉 索 的 每 一 段 在 振 动 过 程 中 不 伸 长 ；iii. 考 虑 弯 曲 引 起 的 变 形 ， 不 计 剪 切 引 起 的 变 形 及 转 动 惯 量 的 影 响 ；iv. 拉索在振 动时不 受 其他外力 作用， 且 拉索微元 段重量 相 对其两端 张力 可 以 忽 略 不 计 ；v. 拉 索 受 力 很

34、 大 ， 认 为 拉 索 是 张 紧 的 ， 抗 弯 刚 度 予 以 忽 略 ；vi. 拉 索 两 端 是 固 定 不 动 的 。假 定 拉 索 在 任 意 点 沿 x 轴 的 垂 度 方 向 发 生 振 动 ， 取 微 元 弧 进 行 分 析 ， 当 索 沿 速 度 方 向 作 微 幅 振 动 时 ， 在 索 的 微 段 上 作 用 有 张 力 、 惯 性 力 、 弯 矩 和 剪 力 以 及 干 扰 力 (计 入 拉 索 重 力 在 内 )。 可 以 求 得 拉 索 索 力 公 式 ：式 中 ， L拉 索 长 度 ，T = 42 2 (2)拉索第 n 阶 固 有自振 频 率。显然，式 （1

35、）等效 于式（ 2） 。DH5906 无 线 索 力 测 试 仪 的 适 用 性 说 明 中 指 出 ：DH5906 采 用 频 率 法 进 行 索 力 测 试 ， 该 方 法 存 在 以 下 适 用 条 件 ：i. 索 的 基 频 能 准 确 测 出 ；ii. 索 的 刚 度 不 能 过 大 ；iii. 索 的 长 细 比 不 能 小 于 10；iv. 基 座 的 基 频 大 于 10 倍 以 上 的 索 的 频 率 。6显 然 ， 上 述 仪 器 利 用 弦 振 动 理 论 ， 通 过 一 些 基 本 的 假 定 ， 将 拉 索 等 效 为 张 紧 弦 ， 然 后 通 过 弦 自 振 频

36、率 与 张 拉 力 的 动 力 学 关 系 ， 进 行 索 力 测 量 。在征求意 见会上， 专 家提出修 改和完 善 该定义， 会 后已进 行 相应的修 改， 定 义 为 ： 桥 梁 索 力 动 测 仪 是 基 于 弦 振 动 理 论 ， 将 拉 索 等 效 为 张 紧 弦 ， 通 过 弦 自 振 频 率 与 张 拉 力 的 动 力 学 关 系 测 量 拉 索 索 力 的 仪 器 。征 求 意 见 会 上 ， 专 家 提 出 删 除 “拾 振 器 ”、 “读 数 仪 ”的 定 义 ， 会 后 已 进 行 相 应 的 修 改 。（ 4） 产 品 结 构桥 梁 索 力 动 测 仪 （ 如 图 1

37、） 由 振 动 传 感 器 和 读 数 仪 组 成 。123说明：1振 动 传 感 器 ； 3读 数 仪 。2被 测 拉 索 ；图1 索 力 动 测 仪 产 品 结 构 示 意 图依据：JTG/T J21-01-2015公路桥 梁荷载 试 验规程 附录 B 中 提出： “测量 系统 一般由传 感器、 放 大器、信 号采集 与 分析仪器 组成 ”。7由 于 历 史 原 因 ， 目 前 学 术 和 工 程 领 域 对 传 感 器 的 称 呼 方 式 较 多 ， 包 括 拾 振 器 、 加 速 度 传 感 器 、 振 动 传 感 器 等 。 GB/T 2298 机 械 振 动 、 冲 击 与 状 态

38、 监 测 词 汇 中 ， 对 机 电 传 感 器 定 义 为 “将 被 测 的 机 械 量 （ 应 变 、 力 、 运 动 等 ） 按一定规 律转换 成 电量或电 参数 （反 之亦然） 的 传感装 置” 。 为 保证称 谓的 统 一 和 准 确 ， 本 标 准 中 统 一 称 为 振 动 传 感 器 。 采 集 与 分 析 仪 器 又 称 为 读 数 仪 ， 是 能 够 记 录 拾 振 器 测 得 的 拉 索 振 动 信 号 ， 并 对 振 动 信 号 做 频 谱 分 析 得 到 拉 索 的 各 阶 频 率 ， 通 过 各 阶 频 率 计 算 输 出 拉 索 索 力 值 的 仪 器 。在 使

39、用 索 力 动 测 仪 的 过 程 中 ， 将 传 感 器 固 定 在 尽 可 能 能 识 别 拉 索 基 频 的 位 置 ， 传 感 器 随 拉 索 振 动 ， 感 知 因 环 境 影 响 而 使 拉 索 产 生 的 振 动 信 号 。 传 感 器 内 的 敏 感 元 件 将 测 点 的 加 速 度 信 号 转 换 为 相 应 的 电 信 号 ， 进 入 放 大 器 ， 经 过 信 号 调 理 电 路 滤 波 改 善 信 号 ， 再 进 行 模 数 转 换 得 到 数 字 信 号 ， 最 后 信 号 采 集 与 分 析 仪 器 对 采 集 的 数 据 进 行 存 储 和 数 学 变 换 处

40、理 ， 融 入 拉 索 的 参 数 后 ， 可 推 算 索 力 ， 进 行 显 示 。 图 2 为 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 实 物 图 ， 图 中 右 侧 为 振 动传 感 器 安 装 在 拉 索 上 的 情 况 。 图 3 为 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 振 动 传 感 器 实 物 图 。图2 桥 梁 索 力 动 测 仪 产 品 实 物 图8图3 桥 梁 索 力 动 测 仪 振 动 传 感 器 实 物 图编 写 组 根 据 调 研 发 现 ， 现 有 桥 梁 索 力 动 测 仪 都 由 振 动 传 感 器 和 读 数 仪 组 成 ， 放 大 器 一 般 集 成 在 传 感 器 内

41、 。 大 部 分 型 号 的 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 传 感 器 和 读数仪之 间采用 有 线线缆连 接 （例如 SET-PF1-11、 JMM-268） ， 部分 型号采 用 无线网络 连接 （W IFI、 ZigBee 等， 例如 SET-PFW-01、 DH5906） 。 考 虑到有 线 线 缆 连 接 和 无 线 网 络 连 接 在 产 品 结 构 上 没 有 实 质 性 的 改 变 ， 因 此 标 准 中 不 做 区分。征 求 意 见 会 上 ， 专 家 提 出 对 产 品 结 构 示 意 图 进 行 修 改 ， 会 后 已 重 新 绘 制 示意图。（ 5） 技 术 要 求a

42、）外观 对 于 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 外 观 ， 编 写 组 认 为 应 具 有 以 下 几 项 要 求 ： 仪 器 各部 件 无 明 显 损 坏 、 锈 迹 等 缺 陷 。 传 感 器 底 座 应 能 保 证 工 作 时 安 放 平 稳 。 仪 表 清 晰 ， 无 影 响 数 据 采 集 的 缺 陷 。 操 作 按 钮 应 灵 活 ， 与 设 备 配 合 紧 密 。b)读 数 仪 频 率 分 辨 力 读 数 仪 的 频 率 分 辨 力 应 不 大 于 0.01Hz。9依据：JTG/T J21-01-2015公路 桥 梁荷载 试 验规程 附录 B 中 提出： “信号 采集 与分析仪

43、器，频 率 分辨率应 至少达到 0.01Hz”。c） 索 力 示 值 范 围 索 力 示 值 范 围 （ 1010000） kN 依据：现 有 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 读 数 仪 索 力 示 值 范 围 一 般 为 （ 1010000） kN。d） 读 数 仪 索 力 分 辨 力 读 数 仪 的 索 力 分 辨 力 应 不 大 于 0.01kN。 依据：现 有 桥 梁 索 力 动 测 仪 的 读 数 仪 索 力 分 辨 力 一 般 为 0.01kN。 e)频 率 示 值 误 差频率示值 误差不 大 于（0 .5%Fs0.01）H z（Fs 为 频率标 准值） 。 依据：根据编写 组调研

44、， 目 前桥梁索 力动测 仪 的测量频 率范围 主 要为 （0 .2200） Hz。 2006 年 吴 康 雄 等 在 文 献 中 指 出 ， 拉 索 的 振 动 信 号 是 由 多 谐 振 动 信 号 组 成 的 复 合 振 动 信 号 ， 索 振 动 频 率 一 般 为 （ 0.350） Hz， 高 频 成 分 则 易 使 得 仪 器 采 样 时 发 生 混 频 现 象 ， 一 般 应 予 以 滤 除 。 2016 年 周 毅 根 据 GB/T 18365 斜 拉 桥 热 挤 聚 乙 烯 高 强 钢 丝 拉 索 技 术 条 件 所 提 供 的 高 强 钢 丝 拉 索 型 号 参 数 ， 选

45、 取了规范 推荐的 最 细和最粗 的拉索 参 数， 建立 ANSYS 有限元模型， 对拉索 自 振 特 性 进 行 了 数 值 模 拟 ， 其 拉 索 密 度 、 截 面 积 、 直 径 、 弹 性 模 量 、 泊 松 比 、 索力恒定， 索长以 1m 为步长从 10m 至 200m 进行模拟计 算 ， 得出 1 阶 固有自10振 频 率 范 围 分 别 是 （ 14.393070.69740） Hz 和 （ 16.288780.71355） Hz， 且 索 长与频率成反比关系。JTG/T J21-01-2015 公 路 桥 梁 荷 载 试 验 规 程 附 录 C 表 C.0.1 自 振特性

46、参数测试 设备技 术 要求指出 ： “磁电式 拾振器及 放大器 的 频 率响应为 0.3Hz20Hz， 压电 式加速 度计 及电荷放 大器的 频 率响应为 0.51kHz”。因 此 传 感 器 频 率 测 量 范 围 可 设 为 （ 0.3200） Hz。根据调研 结果， 现 有桥梁索 力动测 仪 的频率精 度为 0.5%F0.01Hz 或优 于0.1% F（F 为被 测频 率 ） ， 考虑 到实际 意 义， 故 频率示 值误 差应不大 于 （ 0.5%F0.01） Hz。f） 索 力 测 量 示 值 误 差 索 力 测 量 示 值 误 差 应 不 大 于 2%。 依据：根据编制 组调研 情

47、况， 目前大部 分桥 梁索力动 测仪能 够 满足 2%的 索力测 量 示 值 误 差 要 求 。JTG/T J21-2011 公 路 桥 梁 承 载 能 力 检 测 评 定 规 程 5.10 拉 吊 索 索 力 检 测 评定中提出： “索力 偏差率超过 10%时应分析原因，检定其安全系数是否 满 足相关规 范要求， 并应在结 构检算 中 加以考虑 ”。 显 然， 索力测量 仪器的 示 值 误 差 不 应 大 于 10%， 否 则 无 法 进 行 拉 索 安 全 系 数 试 验 。CQJTG/T F81 桥 梁 预 应 力 及 索 力 张 拉 施 工 质 量 检 测 验 收 规 程 中 指 出

48、， “平 行 钢 绞 线 索 ： 单 根 钢 绞 线 有 效 拉 力 大 小 允 许 偏 差 为 3%， 整 索 有 效 拉 力 大 小 允许 偏 差 为 2%。 平 行钢 丝索 ：整 索 有效 拉力 大小允 许 偏差 为 2%”。显 然 ， 当 索 力 测 量 示 值 误 差 大 于 2%时 ， 对 平 行 钢 丝 索 进 行 索 力 测 量 ， 其 测 量 结 果 示 值 满 足 需 求 的 情 况 下 ， 其 测 量 结 果 的 不 确 定 度 较 大 。11故 此 处 将 索 力 测 量 示 值 误 差 定 为 2%。g） 电 气 安 全 仪 器 的 导 电 部 分 与 仪 器 外 表 的 绝 缘 电 阻 应 大 于 10M 。 依据：GB/T 15479工 业自 动化仪表 绝缘电 阻、 绝缘强度 技术要 求 和试验方 法 中 提 出 ， 具 有 保 护 接 地 端 子 或 保 护 接 地 点 的 仪 表 、 依 靠 安 全 特 低 电 压 供 电 的 仪表， 在 不同 试 验 条件下进 行绝缘 电 阻试验 时 ， 其与 地 绝缘的端 子同外 壳 （或 与地） 之间、 互 相 隔离的端 子之间 分 别施加的 直流 试 验 电压应为 ： “额 定电 压 或 标 称 电 路 电 压 为 130V650V 时 ， 直