2023工程結(jié)構(gòu)用光纖光柵智慧鋼絞線

工程結(jié)構(gòu)用光纖光柵智慧鋼絞線PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII目 次范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和符號 2術(shù)語 2符號 3產(chǎn)品分類和標(biāo)記 3分類 3標(biāo)記內(nèi)容 3標(biāo)記示例 3結(jié)構(gòu)形式 4訂貨內(nèi)容 4技術(shù)要求 4外觀 4原材料 5力學(xué)性能 5感知性能 5試驗方法 6外觀 6材料 6力學(xué)性能 6感知性能 6檢驗規(guī)則 7檢驗項目 7出廠檢驗 7型式檢驗 7復(fù)驗與判定規(guī)則 8標(biāo)志、包裝、運輸和儲存 8標(biāo)志 8包裝 8運輸和儲存 8附錄A（資料性附錄）智慧鋼絞線的力學(xué)性能標(biāo)定試驗方法 9PAGEPAGE10工程結(jié)構(gòu)用光纖光柵智慧鋼絞線范圍本標(biāo)準規(guī)定了工程結(jié)構(gòu)用光纖光柵智慧鋼絞線的術(shù)語和定義、產(chǎn)品分類和標(biāo)記、訂貨內(nèi)容、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運輸和貯存等要求。本標(biāo)準適用于工程結(jié)構(gòu)拉索中各種內(nèi)嵌光纖光柵測點的受力與感知監(jiān)測一體的鋼絞線。下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本標(biāo)準必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本標(biāo)準；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標(biāo)準。GB/T15972.30光纖試驗方法規(guī)范第30部分:機械性能的測量方法和試驗程序—光纖篩選試驗GB/T15972.31光纖試驗方法規(guī)范第31部分:機械性能的測量方法和試驗程序—抗張強度GB/T15972.32光纖試驗方法規(guī)范第32部分:機械性能的測量方法和試驗程序—涂覆層可剝性GB/T15972.33光纖試驗方法規(guī)范第33部分:機械性能的測量方法和試驗程序—應(yīng)力腐蝕敏感性參數(shù)GB/T21839預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材試驗方法GB/T30826斜拉橋鋼絞線拉索技術(shù)條件GB/T17101橋梁纜索用熱鍍鋅或鋅鋁合金鋼絲GB/T18365斜拉橋用熱擠聚乙烯高強鋼絲拉索GB/T25823單絲涂覆環(huán)氧涂層預(yù)應(yīng)力鋼絞線GB/T21073環(huán)氧涂層七絲預(yù)應(yīng)力鋼絞線GB/T33026建筑結(jié)構(gòu)用高強度鋼絞線GB/T33363預(yù)應(yīng)力熱鍍鋅鋼絞線GB/T5224預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線GB/T5223預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲下列術(shù)語、符號適用于本標(biāo)準。術(shù)語3.1.1光纖光柵fiberBragggrating光纖光柵是一種通過一定方法使光纖纖芯的折射率發(fā)生軸向周期性調(diào)制而形成的衍射光柵，是一種無源濾波器件，簡稱FBG。3.1.2中心波長centralwavelength光纖光柵的反射光譜中反射峰本身的重心對應(yīng)的波長或反射峰功率最高處對應(yīng)的波長。3.1.3光纖引線fiberopticlead將光纖光柵傳感元件與光源及光接收機相連的光纖線路。3.1.4光纖光柵智慧鋼絞線intelligentsteelstrandofFBG利用光纖光柵作為敏感元件，采用特定工藝進行封裝，實現(xiàn)受荷服役時感知應(yīng)變的鋼絞線稱為光纖光柵智慧鋼絞線，簡稱智慧鋼絞線。3.1.5光纖光柵智慧鋼絲intelligentsteelwireofFBG利用光纖光柵作為敏感元件，采用特定工藝進行封裝，實現(xiàn)受荷服役時感知應(yīng)變的鋼絲稱為光纖光柵智慧鋼絲，簡稱智慧鋼絲。3.1.6基材鋼絞線steelstrandofbasematerial用于制備智慧鋼絞線的各類鋼絞線統(tǒng)稱為基材鋼絞線。3.1.7基材鋼絲steelwireofbasematerial用于制備智慧鋼絲的各類鋼絲統(tǒng)稱為基材鋼絲。符號下列符號適用于本標(biāo)準。FS——整根智慧鋼絞線感知力的最大量程（kN）；Fm——整根鋼絞線最大力（kN）；Fp0.2——整根鋼絞線0.2%屈服力（kN）；KF——智慧鋼絞線與光纖光柵測點中心波長的比例系數(shù)（kN/nm）；KλT——智慧鋼絞線溫度與光纖光柵測點中心波長的的比例系數(shù)（nm/℃）；b ——智慧鋼絞線定數(shù)據(jù)擬合曲線的截距（kN）。分類光纖光柵智慧鋼絞線按使用耐久性可分為2個系列：長期監(jiān)測，短期監(jiān)測；按光纖引線方式可分為2個系列：單端引線，雙端引線。標(biāo)記內(nèi)容按本標(biāo)準交貨的產(chǎn)品標(biāo)記應(yīng)包含下列內(nèi)容：基材鋼絞線型號標(biāo)記（去除年號）-光纖光柵耐久性-光纖引線方式-標(biāo)準號。注：據(jù)供需雙方協(xié)議，光纖光柵測點數(shù)量和位置根據(jù)具體工程需要約定。標(biāo)記示例115.20mm1860MPa標(biāo)準型鋼絞線，短期監(jiān)測，采用單端引線的智慧鋼絞線標(biāo)記為：預(yù)應(yīng)力鋼絞線1×7-15.20-1860-S-D-T/CCESXXXX-XXXX示例2：基材為公稱直徑12.7mm、強度級別1860MPa的單絲涂覆環(huán)氧涂層鋼絞線，長期監(jiān)測，采用雙端引線的智慧鋼絞線標(biāo)記為：IECS12.7-1860-L-S-T/CCESXXXX-XXXX315.20mm1860MPa的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，長期監(jiān)測，采用單端引線智慧鋼絞線標(biāo)記為：FECS.B-15.20-1860-L-D-T/CCESXXXX-XXXX結(jié)構(gòu)形式智慧鋼絞線由基材鋼絞線、光纖光柵和光纖引線等組成。光纖光柵通過膠粘劑等附著工藝耦合于鋼絞線某根鋼絲表面設(shè)置的沿長凹槽內(nèi)；光纖引線通過熔接方式或跳線頭與監(jiān)測設(shè)備相連接，實現(xiàn)鋼絞線的狀態(tài)感知。訂貨內(nèi)容按本標(biāo)準訂貨的合同應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：產(chǎn)品名稱；結(jié)構(gòu)（代號）；尺寸；強度級別；耐久性；光纖引線；本標(biāo)準號；數(shù)量；光纖光柵測點數(shù)量和位置；用途；需方提出的其他要求。技術(shù)要求外觀智慧鋼絞線表面不應(yīng)有麻坑、銹蝕。智慧鋼絞線長度允許偏差。光纖光柵及光纖引線外觀應(yīng)平滑、潔凈、無油污及毛刺，無傷痕和裂紋，一致性好。原材料光纖光柵應(yīng)符合以下規(guī)定：反射率不低于85%；帶寬：3dB帶寬不大于0.3nm；柵區(qū)長度：5mm~20mm；智慧鋼絞線中光纖光柵間的光纖無熔接點。GB/T5224GB/T5223GB/T25823GB/T33363的其他類型鋼絞線應(yīng)符合其相應(yīng)標(biāo)準的規(guī)定。應(yīng)選用鋼絞線中無扭絞的鋼絲耦合光纖光柵，或采取同規(guī)格的鋼絲耦合光纖光柵后進行置換。力學(xué)性能光纖光柵智慧鋼絞線的力學(xué)性能應(yīng)仍能符合其基材的相應(yīng)標(biāo)準的規(guī)定；短期檢、監(jiān)測用光纖光柵智慧鋼絞線對疲勞性能可不做要求。注：供方在保證1000h松弛性能合格的基礎(chǔ)上可用不少于120h的測試數(shù)據(jù)推算1000h的松弛值。感知性能1：表1智慧鋼絲力值感知性能序號鋼絲類型滿量程FS最小量程長期誤差1光面鋼絲、鍍鋅鋼絲0.95Fp0.20.05Fm≤1.5%2環(huán)氧涂層鋼絲≤3%3不銹鋼絲—智慧鋼絞線的量程和長期誤差可按表2，滿量程亦可按具體工程設(shè)計值的1.2倍確定。表2智慧鋼絞線力值感知性能序號應(yīng)用場合滿量程FS最小量程長期誤差10.8Fm0.05Fm單絲涂覆環(huán)氧涂層鋼絞線的≤5%；其它的≤3%外索2體內(nèi)索0.95Fp0.2≤3%0.51.0級；當(dāng)智慧鋼絞線在應(yīng)用場合的溫度與標(biāo)定時的溫度不一致時，應(yīng)修正測量力值；實測中心波長應(yīng)減去溫度導(dǎo)致的中心波長變化量再計算力值，修正后的溫度0.5%。智慧鋼絞線配套的解調(diào)儀的波長分辨率應(yīng)不大于1pm，解調(diào)精度應(yīng)為±2pm，零點漂移應(yīng)滿足監(jiān)測要求。試驗方法外觀在正常光照度條件下，對智慧鋼絞線外觀質(zhì)量進行目測，長度允許偏差可用卷尺測量。材料原材料應(yīng)有供應(yīng)商提供的出廠檢驗合格證書，并應(yīng)按有關(guān)檢驗項目、批次規(guī)定，嚴格實施進場檢驗。光纖引線應(yīng)符合GB/T15972.30、GB/T15972.31、GB/T15972.32、GB/T15972.33的規(guī)定。力學(xué)性能1mm的量具測量。鋼絞線的拉伸、疲勞和應(yīng)力腐蝕性能試驗均應(yīng)按GB/T21839的規(guī)定進行。鋼絞線的應(yīng)力松弛性能試驗應(yīng)按GB/T21839規(guī)定進行，試驗標(biāo)距不應(yīng)小于鋼絞線公稱直徑的60倍，試樣制備后不應(yīng)進行任何熱處理和冷加工，可用至120h1000h的松弛率。感知性能KλT的測定500mm中心波長值；而后，在溫度偏差不大于±1℃的高低溫環(huán)境試驗箱中升高并保持30℃溫差，保持溫度30min，待中心波長值穩(wěn)定后讀取中心波長值，不少于三次，并將該中心波長值做平均；該平均值與室溫下的中心波長值的差值Δλ除以30，計算出KλT。A進行。長期誤差的測定智慧鋼絞線按基材所遵循的標(biāo)準進行疲勞性能試驗后，參照7.4.2進行測定，將各測量中心波長值代入原有的標(biāo)定公式求取力值，獲得測定力值與標(biāo)定力值的差值；該差值與標(biāo)定力值之比的最大值即為智慧鋼絞線的長期誤差，長期誤差應(yīng)滿足表1、表2的要求。檢驗規(guī)則檢驗項目6.2.1進行。產(chǎn)品所用基材應(yīng)為同一牌號、同一規(guī)格、同一生產(chǎn)工藝的鋼絞線、鋼絲，進廠時應(yīng)進行驗收檢驗，檢驗項目應(yīng)按6.2.2進行。出廠檢驗5進行。智慧鋼絞線經(jīng)質(zhì)量檢驗部門檢驗合格并附合格證后，方可出廠。提交給客戶的出廠檢驗資料至少應(yīng)包括：產(chǎn)品測試報告；使用說明書；質(zhì)量證明書。表5出廠常規(guī)檢驗項目和取樣數(shù)量序號檢驗項目取樣數(shù)量檢驗方法1外觀逐盤卷目視2鋼絞線伸直性3根/每批用分度值為1mm的量具測量3拉伸性能3根/每批7.3.24疲勞性能1000t一根7.3.25應(yīng)力松弛性能300t一根7.3.36KλT≥1根/每合同批7.4.17智慧鋼絞線標(biāo)定每根7.4.2每批由同一牌號,同一規(guī)格、同一生產(chǎn)工藝制造的鋼絞線組成,每批重量不大于100t。同一批中不足10盤,按10盤取樣。松弛試驗在交貨不足取樣數(shù)量時,供方提供12個月內(nèi)同類產(chǎn)品的試驗報告。型式檢驗型式檢驗為對產(chǎn)品全面性能控制的檢驗，檢驗項目應(yīng)符合第6章的全部要求。有下列情況之一時，一般應(yīng)進行型式檢驗:正式生產(chǎn)后，如結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能時;正常生產(chǎn)時，每3年進行一次檢驗;產(chǎn)品長期停產(chǎn)后，恢復(fù)生產(chǎn)時;出廠檢驗結(jié)果與上次型式檢驗有較大差異時;國家質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)提出進行型式檢驗的要求時。當(dāng)某一項檢驗結(jié)果不符合本標(biāo)準相應(yīng)規(guī)定時,則該產(chǎn)品不得交貨。并從同一批未經(jīng)試驗的鋼絞線盤卷中取雙倍數(shù)量的試樣進行該不合格項目的復(fù)驗,復(fù)驗結(jié)果即使有一個試樣不合格,則整批鋼絞線不得交貨,或進行逐盤檢驗合格者交貨。標(biāo)志每根智慧鋼絞線應(yīng)有合格標(biāo)牌，標(biāo)牌應(yīng)牢固地系于產(chǎn)品內(nèi)、外包裝上，并用鋼帶捆扎牢固。標(biāo)牌應(yīng)清晰注明智慧鋼絞線型號、規(guī)格、長度、質(zhì)量、生產(chǎn)廠名、工程名稱和生產(chǎn)日期等。包裝1.4m尺寸應(yīng)滿足運輸條件的要求，采用不損傷產(chǎn)品表面質(zhì)量且阻燃的材料纏裹保護。每盤智慧鋼絞線的光纖引線應(yīng)盤卷好，固定在鋼絞線端部。光纖引線不得磕碰、在地上拖拽、劇烈的撞擊，以免損壞產(chǎn)品。智慧鋼絞線在運輸和裝卸過程中，防止碰傷、松散。0.3m以上。附錄A（資料性附錄）智慧鋼絞線的力學(xué)性能標(biāo)定試驗方法試驗裝置及要求可按圖A.0.1所示標(biāo)定試驗裝置測定智慧鋼絞線力學(xué)性能，試驗要求如下：試驗前，智慧鋼絞線在正常試驗大氣條件下平整直線放置24h以上；工具錨、千斤頂、力傳感器、智慧鋼絞線應(yīng)同軸對中標(biāo)定點不應(yīng)少于6個，包括最大和最小量程點均布確定；測試循環(huán)不應(yīng)少于3次。說明：1、6——工具錨；——千斤頂；——張拉臺座；——智慧鋼絞線；——力傳感器；——光纖引線；——光纖光柵解調(diào)儀。圖A.0.1標(biāo)定試驗裝置示意圖標(biāo)定過程按圖A.0.1組裝試驗裝置并安裝好標(biāo)定的智慧鋼絞線;對智慧鋼絞線加載至100%FS進行預(yù)張拉，持荷30min再卸載至5%Fm；由5%Fm開始加載，加載速率不宜大于200MPa/min，分級加載至滿量程；每級持荷時間不應(yīng)少于1min，記錄光纖光柵中心波長值；然后重復(fù)上述過程，完成多次循環(huán);對每級標(biāo)定多次測量的中心波長值取平均值，并與其力值進行線性擬合，得到公式（A.1）:F=KF×λ+b （A.1）式中：F——智慧鋼絞線測試力值（kN）；KF 智慧鋼絞線力