JJF（闽）1049-2012液压静力压桩机校准规范.pdf

JJF（闽）1049-2012-1-福福 建建 省省 地地 方方 计计 量量 技技 术术 规规 范范 JJFJJF（闽）（闽）101049492012012 2 液压静力压桩机校准规范 Calibration SpecificatCalibration Specification for ion for hydraulic static pile pressing machinehydraulic static pile pressing machine 2012-2-1 发布 2012-5-1 实施 福建省质量技术监督局福建省质量技术监督局 发发 布布 JJF（闽）1049-2012-2-液压静力压桩机校准规范 Calibration Specification for Calibration Specification for H Hy ydraulic draulic Static PStatic Pile ile P Pressing ressing M Machineachine 本规范经福建省质量技术监督局于 2012 年 2 月 1 日发布，并自2012 年 5 月 1 日起施行。归 口 单 位：福建省质量技术监督局 主要起草单位：福建省计量科学研究院 本规范委托起草单位负责解释。JJF（闽）10492012 JJF（闽）1049-2012-3-本规范主要起草人：林建辉（福建省计量科学研究院）池 辉（福建省计量科学研究院）参加起草人：陈 华（福建省建筑科学研究院）吴 泓（福建省计量科学研究院）JJF（闽）1049-2012-4-目录目录 1 1 范围范围 (5 5)2 2 引用文献引用文献 (5 5)3 3 术语和计量单位术语和计量单位 (5 5)4 4 概述概述 (5 5)5 5 计量特性计量特性 (6 6)6 6 校准条件校准条件 (6 6)7 7 校准项目和校准校准项目和校准方法方法 (7 7)8 8 校准结果校准结果表达表达 (9 9)9 9 复校时间间隔复校时间间隔 (1010)1010 附录附录1 1 液压静力压桩机校准记录(1111)11 11 附录附录2 2 液压静力压桩机校准证书内页(1212)1 12 2 附附录录B B 液压静力压桩机校准证书背面格式(1313)1 13 3 附录附录 液压静力压桩机测量结果不确定度分析(1616)JJF（闽）1049-2012-5-液压静力压桩机校准规范 1 范围 本规范适用于液压静力压桩机（以下简称压桩机）的校准。2 引用文献 JJF 1071-2010 国家计量校准规范编写规则 JJF 1001-1998 通用计量术语及定义 JJG 621-2005 液压千斤顶检定规程 JB/T 8469-1996 全液压静力压桩机 使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3 术语和计量单位 3.1 压桩力(press-pile force)在压桩机压桩过程中，压桩机竖直施加在预制桩或钢管上，使桩或钢管贯入土（岩）层的力值。3.2 校准方程(calibration equation)为了使压桩机能在一定负荷范围内连续使用，根据有限数目的校准数据建立起来的压桩机压力表示值与压桩力之间的关系式，以压力表示值为自变量，压桩力为变量(不得外推使用)。3.3 内插误差(interpolation error)由校准方程求出的与压力表示值相对应的压桩力直线拟合值和对应的校准点力值之间的相对误差。3.4 爬行(creep)压桩机油缸空载运行时，出现的断续式移动现象。3.5 负载效率(load efficiency)负载效率是指压桩机输出力值与理论力值之比。4 概述 压桩机应用于预制桩或静压沉管灌注桩的施工，压桩系统是其主要工作机构，由主、副压桩油缸组合、油泵及相应的油路和模拟式指示器（压力表）组成。压桩机的工作原理是油泵对主、副油缸供油，不同的主、副压桩油缸组合构成不同的压桩状态，通过自重反力，对夹桩箱或送桩器施加强大的压力，将预制桩或钢 JJF（闽）1049-2012-6-管压入土（岩）层，通过与液压油缸连通的模拟式指示器（压力表）间接指示所施加的压桩力值。根据施压传力方式不同，压桩机分为抱压式和顶压式两种。抱压式压桩机，其压桩过程是通过一套夹持机构“抱”住桩身侧面，由此产生摩擦传力来实现的；顶压式的压桩过程则是通过从预制桩或钢管的顶端施压实现。5 计量特性 5.1 模拟式指示器 5.1.1 准确度等级不低于 0.4 级；5.1.2 测量上限不低于额定油压的 130。5.2 示值重复性、内插误差 示值重复性：3%；内插误差：3%。5.3 负载效率 压桩机负载效率应不小于 90%。5.4 保压 液压系统在最大压桩力下保压 30s，各密封处不得有渗漏现象。5.5 最小压桩力 压桩机最小压桩力根据模拟式指示器（压力表）的相对分辨力确定，应满足压桩力力值准确度要求。相对分辨力：1.5%。5.6 最大压桩力 压桩机最大压桩力不能超过其额定压桩力，且不能大于配重的 90%，以满足安全施工的要求。5.7 噪声 压桩机正常工作状态下的噪声不得大于 85dB（A）。6 校准条件 校准时，被校压桩机操作应与实际使用时相同，不应改变正常的运行状态。6.1 环境条件 校准宜在（535）条件下进行。6.2 测量标准及其他设备 a)标准测力仪（以下简称测力仪）：准确度等级不低于 0.5 级。测力仪的额定负荷应满足液压静力压桩机的校准需要。测力仪应带有上、下承压垫，并保证承JJF（闽）1049-2012-7-压垫有足够的强度和刚度，不会被破坏，或因明显变形而影响校准的准确性。b)经纬仪：级 c)声级计：1 级（A 计权网络）d)秒表：0.1s 7 校准项目和校准方法 校准在一根事先打好的试验桩上进行。该桩应露出地面 0.5m 左右并留有桩帽，其单桩承载力应能承受最大压桩力并且不发生明显沉降。校准前应具备压桩机的额定油压、工作油缸有效面积等信息。7.1 外观 压桩机应有铭牌。铭牌上应有产品名称、型号规格、出厂编号、制造厂名称等。各操作装置及转换开关应有明确的标识。7.2 操作适应性 7.2.1 各运动部分运动平稳，无爬行、卡阻现象。7.2.2 压桩机油泵加卸力应平稳，无妨碍读数的压力波动，无冲击和颤动现象。保压性能良好。7.2.3 电气部分绝缘良好，灵敏可靠。7.2.4 压桩机应与指示器、油泵及油路系统整体校准、整体使用。7.3 指示器 7.3.1 目视观察，表盘刻度与标记应清晰，指针无松动和弯曲。加载时指针走动平稳，无停滞和跳动现象；未加压时，指针应位于零位或“缩格”内。7.4 保压 将压桩机加载到最大压桩力，将送桩力操纵杆退回中间位置，保持压力 30s，应符合 5.4 要求。7.5 相对分辨力 目测检查压力表的分辨力，其可读能力一般为分度值的 1/2、1/5 或 1/10，若可读能力为 1/10 时，刻线间距不应小于 2.5mm；分辨力等于可读能力与分度值的乘积。其相对分辨力按下式计算：%1000fr （1）式中：r校准点示值分辨力；0f校准点示值。所得结果应符合 5.5 要求。7.6 示值重复性、内插误差及负载效率 JJF（闽）1049-2012-8-7.6.1 将下承压垫、测力仪及上承压垫依次安放在试验桩上，各接触面应平滑，无锈蚀和杂物。应保证试验桩、测力仪及上下承压垫的轴心在同一条轴线上。7.6.2 启动油泵，夹紧送桩杆，利用经纬仪测量并调整压桩机水平度，同时调整压桩机位置，使送桩杆的施力轴线与测力仪的受力轴线重合。如图 1。将压桩机加荷到最大压桩力，预压 3 次。7.6.3 校准点的选取从最小压桩力至最大压桩力，一般取 58 点，应均匀分布。7.6.4 确认压桩机的压桩状态，并作好记录。调节溢流阀，使压桩力稳定保持在相应的校准点，读取此时测力仪的示值。按递增顺序逐级、平稳施加压桩力，直到最大压桩力后，退回到初始点。重复本步骤测量 3 次。图 1 校准示意图 1送桩杆；2上承压板；3标准测力仪；4下承压板；5试验桩 7.6.5 不同的压桩状态需单独校准，按 7.6.4 步骤进行。7.6.6 有关技术指标的计算方法，所得结果应符合 5.2 和 5.3 要求。7.6.6.1 重复性 R 计算如下 iiiiXXXRminmax （2）式中：maxiX对应于第 i 个校准点测力仪 3 次示值的最大值；miniX对应于第 i 个校准点测力仪 3 次示值的最小值；iX对应于第 i 个校准点测力仪 3 次示值的算术平均值。7.6.6.2 内插误差I计算如下%100iiciiXXXI （3）1 2 3 4 5 JJF（闽）1049-2012-9-式中：ciX对应于第 i 个校准点由校准方程求出的与压力表示值相对应的压桩力直线拟合值；iX对应于第 i 个校准点测力仪 3 次示值的算术平均值。7.6.6.3 负载效率计算如下%100iiiWX （4）式中：iW对应于第 i 个校准点的压桩机输出压桩力，可由压桩机压桩油缸的有效面积与对应于第 i 个校准点时压力表示值计算得出。iX对应于第 i 个校准点测力仪 3 次示值的算术平均值。7.6.7 根据实际校准结果,在校准证书中给出以压力表示值为自变量，压桩力为变量的压力力校准方程。7.6.8 根据用户需要绘出直线图。7.7 噪声 7.7.1 压桩机的噪声用声级计检验。启动压桩机使其处于正常的工作状态，在加到最大压桩力时检测压桩机噪声。将声级计的传声器面向声源水平放置在距压桩机 1.0m 远，距地面高度为 1.5m 的几个位置上进行测量。检测时围绕压桩机周围测量应不少于 6 个点，以各测量点中测得的最大值作为压桩机的噪声并应满足 5.7要求。7.7.2 测量压桩机的噪声时应先测量背景（环境）噪声，其值应比压桩机噪声声压级至少低 10dB（A）。若相差小于 3dB（A），则测量结果无效；若相差（310）dB（A）时，应按普通声级计使用说明书进行测试数据的处理。7.8 压桩机在最大压桩力发生变化，需重新加卸配重或更换压力表等影响计量性能指标的情况下，必须重新校准。8 校准结果表达 校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息：a)标题：“校准证书”；b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点；d)证书的唯一性标识，每页及总页数的标识；e)客户的名称和地址；f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准的日期；h)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；JJF（闽）1049-2012-10-i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；j)校准环境的描述；k)校准结果及其测量不确定度的说明；l)对校准规范的偏离的说明；m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；n)校准结果仅对被校对象有效的声明；o)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。9 复校时间间隔 送校单位可根据实际使用情况自主决定复校间隔，复校时间间隔一般不超过 6个月。JJF（闽）1049-2012-11-附录 A1 液压静力压桩机校准记录 被 检 单 位 记录编号 样品 名 称 型号规格 生产厂 出厂编号 标准器 名 称 型号规格 仪器号 不确定度/或准确度等级/或最大允许误差 证书编号 技术依据 环境条件 温度：；相对湿度：%地 点 1、外观：操作适应性：保压情况：压力表器号：噪声：dB(A)2、示值重复性、内插误差及负载效率 压力表值 Pi（MPa）测力仪进程示值 Xi（kN）示值重复性 R（%）校准方程对应 力值（kN）内 插 误差 Ii（%）负载效率（%）示值扩展不确 定 度 U（k=2）内插误差扩展不确定度UI（k=2）1 2 3 平 均 说 明 校准方程：（Y压桩力(kN)，X压力表值（MPa）压桩状态：校准 核验 校准日期 证书编号 JJF（闽）1049-2012-12-附录 A2 液压静力压桩机校准证书背面格式 校准地点：环境温度：相对湿度：RH 其它 校准依据：校准项目和结果：1、外观：；操作适应性：；保压情况：；噪声 2、示值重复性、内插误差及负载效率 测量范围：MPa 压力表器号：压力表值（MPa）压载力值（kN）示值重复性 R（%）内 插 误差 Ii(%)负 载 效率（%）示值扩展不确定度U（k=2）内插误差示值扩展不确定度UI（k=2）校准方程：?02004006008001000120014001600101214161820压力表值X（MPa)压载值Y（kN)内插范围：MPa 压桩机工作状态：说明：JJF（闽）1049-2012-13-附录 B 液压静力压桩机内插误差的测量不确定度评定 1 概述 1.1 环境条件：温度：（535）。1.3 测量标准：0.5 级标准测力仪。1.4 被测对象：液压静力压桩机（以下简称压桩机），示值重复性：3%；内插误差：3%。15 测量过程：在规定条件下，用压桩机对标准测力仪施加负荷至校准点，可得到与校准点相对应的标准测力仪示值。该过程连续进行 3 次，计算 3 次标准测力仪示值的算术平均值即为该校准点的压桩力值。由试验获得的数据，通过数学方法求得该压桩机的校准方程Fci=APi+B。1.6 评定结果的使用 符合上述条件的压桩机，一般可直接使用本不确定度的评定结果，其他可使用本不确定度的评定方法。2 数学模型：%100iiciiFFFI 将Fci=APi+B，代入上式，得：%1001 iiiiFBFAPI 式中：iI由校准方程求出的与校准点相对应的压桩力直线拟合值的内插误差 ciF由校准方程求出的与校准点相对应的压桩力直线拟合值 iF对应于第 i 个校准点标准测力仪 3 次示值的算术平均值 Pi 对应于第 i 个校准点的压力表示值 A校准方程的斜率 B修正值 3 标准不确定度评定 3.1 输入量iF的标准不确定度 iFu的评定：其不确定度主要来源是压桩机的测量重复性和标准测力仪的准确度及年稳定度，压桩机的测量重复性可以通过连续测量得到测量列，采用 A 类评定方法进行评定，标准测力仪的准确度及年稳定度是均匀分布，可以 B 类方法评定，且两者彼此互相独立，各不相关。3.1.1 测量重复性引入的不确定度1u的评定 对一台型号为 WXZ808 的液压静力压桩机，选取主副油缸同时工作的压桩状态下 16MPa 为校准点，读取标准测力仪相对应的示值，连续测量 10 次，可得到测量列见下表 序号（i）1 2 3 4 5 标准测力仪示5145 5145 5150 5140 5140 JJF（闽）1049-2012-14-值（kN）序号（i）6 7 8 9 10 标准测力仪示值（kN）5144 5142 5152 5150 5145 平均值kNF3.5145 单次试验标准差 s=4.19kN 在实际测量中，在重复性条件下连续测量 3 次，以 3 次的测量值的算术平均值作为测量结果，因此测量的重复性引入的不确定度为：kNu42.2319.41 3.1.2 标准测力仪的准确度及年稳定性引入的不确定度 u2的评定：标准测力仪的准确度等级为 0.5 级，则其引入的不确定度为：kNu85.143005.051452 3.2 标准不确定度 iFu：u1、u2各不相关，则：kNuuFui05.152221 3.3 输入量Pi的标准不确定度 iPu的评定；其不确定度主要来源是压力表，按 B类方法进行评定。压力表的准确度等级为 0.4 级，量程为 30MPa，其最大允许误差为0.4%FS，估计为均匀分布，则：M PaPui07.03%4.030 4 合成标准不确定度的评定 4.1 灵敏系数 数学模型：%1001 iiiiFBFAPI，则iiPFAPciI,22iIiiiiFFBFAPFc 在此，Pi=16MPa，iF=5145kN，由该压桩机校准方程：Fci=318.2Pi+57.0，得：0618.0Pc，0002.0Fc 4.2 标准不确定度汇总表 分量 u（I）不确定度来源 标准不确定度 Ci Ciu(xi)u(iF)压桩机的测量重复性及 标准测力仪的准确度及年稳定度 15.05kN 10002.0kN 0.00301 JJF（闽）1049-2012-15-u(Pi)压力表的准确度 0.07MPa 10618.0MPa 0.00433 4.3 合成标准不确定度的计算%53.00053.022iicPuFuu 5 扩展不确定度的评定：取包含因子 k=2，则扩展不确定度为 U=1.1%；6 扩展不确定度的报告与表示 当压桩机在 16MPa 校准点时，其由校准方程求得的拟合值 Fci的内插误差 Ii,其扩展不确定度为 U=1.1%（k=2）；它是由合成标准不确定度 uc=0.53%和包含因子 k=2 之乘积得到。JJF（闽）1049-2012-16-附录 C 液压静力压桩机压桩力值测量不确定度评定 1 概述 1.1 环境条件：温度：（535）。1.3 测量标准：0.5 级标准测力仪，准确度0.5%。1.4 被测对象：液压静力压桩机（以下简称压桩机），内插误差为3.0%，相对最大允许误差为3.0%。1.5 测量过程：在规定条件下，用压桩机对标准测力仪施加负荷至校准点，可得到与校准点相对应的标准测力仪示值。该过程连续进行 3 次，计算 3 次标准测力仪示值的算术平均值即为该校准点的压桩力值。1.6 评定结果的使用 在符合上述条件的压桩机，一般可直接使用本不确定度的评定结果，其他可使用本不确定度的评定方法。2 数字模型：_iiFF 式中：_iF对应于第 i 个校准点标准测力仪 3 次示值的算术平均值 iF对应于第 i 个校准点的压桩机压桩力值 3 标准不确定度分量的评定 3.1 输入量iF的标准不确定度 iFu的评定；其不确定度主要来源是压桩机的测量重复性（已含压力表本身引入的误差）和标准测力仪的准确度及年稳定度，压桩机的测量重复性可以通过连续测量得到测量列，采用 A 类评定方法进行评定，标准测力仪的准确度及年稳定度是均匀分布，可以 B 类方法评定，且两者彼此互相独立，各不相关。3.1.1 测量重复性引入的不确定度u1的评定 对一台型号为 WXZ808 的液压静力压桩机，选取主副油缸同时工作压桩状态下 16MPa 校准点，读取标准测力仪相对应的示值，连续测量 10 次，可得到测量列见下表 序号（i）1 2 3 4 5 标准测力仪示值（kN）5145 5145 5150 5140 5140 序号（i）6 7 8 9 10 标准测力仪示5144 5142 5152 5150 5145 JJF（闽）1049-2012-17-值（kN）平均值kNF3.5145 单次试验标准差 s=4.19kN 在实际测量中，在重复性条件下连续测量 3 次，以 3 次的测量值的算术平均值作为测量结果，因此测量的重复性引入的不确定度为：kNu42.2319.41 3.1.2 标准测力仪的准确度和稳定性引入的不确定度u2的评定：标准测力仪的准确度等级为 0.5 级，则其引入的不确定度为：kNu85.143005.051452 3.2 标准不确定度 iFu：u1、u2各不相关，则：kNuuFui05.152221 4 合成标准不确定度的评定 4.1 灵敏系数 数学模型：iiFF，则1i1iFFc 42 标准不确定度汇总表，见表 2 分量 u（xi）不确定度来源 标准不确定度 Ci Ciu(xi)u(iF)压桩机的测量重复性及 标准测力仪的准确度和稳定性 15.05kN 1 0.047MPa 43 合成标准不确定度的计算 kNFuuic05.15).(_ 5 扩 展 不 确 定 度 的 评 定：取 包 含 因 子k=2，则 扩 展 不 确 定 度 为U=30.1kN(Urel=0.6%)6扩展不确定度的报告与表示 当压桩机在 16MPa 校准点时，压桩机压桩力值为 5145.3kN，其扩展不确定度为U=30.1kN(Urel=0.6%)；它是由合成标准不确定度uC=15.05kN 和包含因子k=2之乘积得到。