《非接触式微波雷达索力测量仪》编制说明.docx

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非接触式微波雷达索力测量仪

（征求意见稿）

编制说明

标准起草组

2023年10月6日

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一、任务来源、起草单位、协作单位、主要起草人

拉索作为一种承受拉力的结构构件，广泛应用于桥梁工程中，是桥梁的关键承力构件。索力的绝对量、改变量和索力分布的均衡性是评价施工质量与运营期桥梁健康状态的核心指标，并且直接影响结构的内力分布和桥面线形，对整个结构安全至关重要。因此，对桥梁的斜拉索的索力进行高精度的快速测量是十分重要。现有桥梁拉索的索力检测设备存在接触性、效率较低、信号较弱时需要人工辅助、索力测量难以同步进行、索力测量覆盖面小、索力测量结果具有时效性以及拉索外壳与索体振动不同步等问题，从

而导致桥梁拉索索力的测量成为工程界的一个难题。

非接触式微波雷达索力测量仪（Non-ContactMicrowaveRadarCableforcemeasuringinstrument）是通过干涉测量技术来实现对多目标的动态位移检测，并进行频率分析（FFT变换）的一种快速检测设备，可广泛应用于桥梁拉索等柔性构件振动幅度和受力状态的快速检测，能为解决索力测量这一行业难题提供全新方法。为了规范机器的构成、技术要求、测试方法以及仪器的检验规则等参数，提高仪器索力测量质量和效率，指导和规范仪器的应用，北京科技大学牵头在中国交通运输协会申报了本标准的立项。2022年4月22日中国交通运输协会组织召开了立项评审会，4月25日中国交通运输协会发布的“中国交通运输协会关于2022年度第一批拟立项团体标准项目的公示”，公示本标准通过立项。标准编制组起草了标准的草案，2022年7月24日组织召开了大纲评审会，编制组提交的文件通过了标准的大纲评审。编制组根据大纲评审会专家修改意见对标准进行修改和调整，并吸纳微波雷达在桥梁索力测试应用成果，于2023

年8月编制完成本标准的征求意见稿。

本文件起草单位：北京科技大学、中公智联（北京）科技有限公司、北京市政路桥管理养护集团有限公司、中交路建交通科技有限公司、北京中交桥宇科技有限公司、铁正检测科技有限公司、中合瑞成（苏州）信息技术有限公司、河北大学、重庆桥安物联

科技有限公司、北京工业大学。

本文件主要起草人：刘越、车功健、朱尚清、胡建新、王学博、刘国飞、郎静、杨三强、蔡刚、荚瑞馨、杨亮亮、孟令强、臧腾、李建军、龙希、姚华、管秉政、白玉冰、

蒋菲菲、车锋、牛丽娜。

二、制订标准的必要性和意义

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必要性：

拉索是斜拉桥、悬索桥和吊杆拱桥中的主要受力部件，在此类桥梁中，拉索的检测是一项非常重要的工作。索力测试有多种方法，但是由于频率法具有简单、方便、快速、测试设备可重复利用等诸多优点，因而成为目前常用的测试手段。所以，成桥拉索、吊杆索力通常是通过频率法进行测试的，根据测试拉索的频率和参数来计算索力。目前常用的频率测量方法是通过环境随机振动法来获取拉索的随机振动曲线，再通过频谱分析得出其基频或频差。现有的随机振动检测方法有：（1）拾振器振动测试法；（2）微波雷达测试法等。微波雷达测试法是一种在各种复杂的测试环境中不需要安装任何传感器和附属装置在拉索和吊杆上的非接触式测试方法，能够完成测量一定波束角度范围内的

多根拉索，使测试工作效率大大提高。

使用传感器拾振器法进行索力测试时，具有以下局限性：

1)当拉索在基频振动时，拉索的最大振幅出现在拉索的中部，若拉索以高阶频率振动最大振幅则会出现在拉索的端部。但一般拉索都比较长，中间部分比较高，要将传感器固定在拉索的中部并不容易，要把传感器安在拉索的中部实属不易，所以一般情况会把传感器安装在靠近桥面的一端，因此所收集到的频率几乎均是高阶频率，低阶的成分很少。而用一阶基频计算索力就比较困难了，常用的方法是用测量到的高次谐振峰来估算拉索的基频，估算的拉索基频往往和拉索的真实基频有一定的差

异，从而导致索力计算值出现很大的误差，从而影响了对试验结果的评估。

2)当使用拾振器振动测试拉索索力时，需要借助登高车或梯子在拉索上逐个绑扎拾振器，实施过程中，需要占用应急车道，具有繁琐的审批流程，且具有一定的安全风

险、测试效率较低。

3)国内有许多桥梁采用钢绞线的拉索体系，尤其是部分预应力斜拉桥，其HDPE外护套和钢绞线之间并非紧密贴合，而是有一定空间；使用拾振器进行测试时，只能绑扎在拉索外护套上，而钢绞线的振动和外护套的振动不一定协同，从而导致较大的测

量误差。

使用微波雷达测试法很好地解决了这些问题。微波雷达索力测量设备安装在带云台的三脚架上，可以通过移动三脚架的位置及高度和调节云台的角度，测量拉索不同位置；

微波雷达测试法是非接触式测量方法，单次测量可超过