钢管混凝土拱桥界面脱空光纤传感研究

基于光时域反射技术 ,进行了分布式传感光纤检测拱桥钢管混凝土交界面脱空的研究。通过试验确定了光纤在钢管内的布置型式和保护型式 ,使得光纤能在钢管内准确定位并有效保护 ,实际工程中存活率达到 80 %;构建全自动力 -光耦合试验系统 ,进行了交界面脱空传感试验和预应变大比尺钢管混凝土界面脱空仿真试验 ,建立了力 -光耦合本构关系 ,试验中脱空初始感知开度达到 0 .1mm ,动态范围达到 4.8mm ,脱空定位达到 0 .2m。在首次布设光纤传感监测系统的拱桥工程中 ,检测到大面积脱空 ,并确定了脱空开度、位置及范围 。

拱桥钢管混凝土无损检测技术研究

研究了钢管混凝土拱桥的无损检测技术,包括传统的超声波探伤和标志无损检测前沿发展方向的光纤传感技术。以巫峡长江大桥的工程实际检测为基础,对二者的检测结果进行了深入分析,并作了对比研究。着重分析了光纤传感监测网络的检测数据,该传感监测网络在国内首次确定了拱顶区域脱空位置、脱空开度(2～3mm)、脱空范围(整个监测区域)。并实现对钢管混凝土界面脱空的产生、发展的长期监测。

钢管混凝土拱桥健康监测的光纤传感研究

基于光时域反射技术,研究了钢管混凝土健康监测的分布式光纤传感技术。提出光纤优化组合,实现了不同类型光纤的优势互补;采用大型工程机械进行了泵送混凝土的流动冲击仿真试验,确定了光纤在钢管内的埋设、定位、保护工艺;提出力-光本构关系概念,构建全自动力-光耦合试验系统,进行了脱空-裂缝传感试验和大比尺预应变钢管混凝土界面脱空仿真试验,建立了力-光本构关系,确定了光纤传感监测系统的传感性能(动态范围:4.8mm,定位精度:0.2m),并研究了实际工程脱空-裂缝的定量算法。在首次布设光纤传感监测系统的拱桥工程中,国内外首次检测到拱顶区域大面积脱空,并确定了脱空值为2鶫3mm、腔空位置及范围,并实现了对脱空发生发展的跟踪检测。

外包不锈钢管中空夹层钢管混凝土压弯构件N_(u)-M_(u)相关曲线研究

外包不锈钢管中空夹层钢管混凝土构件结合了中空夹层钢管混凝土(CFDST)与不锈钢的优点,在桥墩、海洋平台与输电塔结构中有广泛应用前景。为此,该文基于前期试验,采用自编纤维模型法程序对225个外包不锈钢管CFDST压弯构件进行了系统分析。研究了各参数对该类压弯构件典型N/N_(u)-M/M_(u)曲线的影响,并将相关曲线与普通外包碳素钢管CFDST构件进行了对比,最后提出了该类压弯构件N/N_(u)-M/M_(u)相关曲线方程。分析结果表明:该文自编纤维模型法程序可较好预测外包不锈钢管CFDST构件压弯承载力以及N/N_(u)M/M_(u)曲线的发展;混凝土强度、内管径厚比、钢材屈服强度、空心率、名义含钢率与长细比影响N/N_(u)M/M_(u)曲线的形状;由于不锈钢材料明显的应变强化效应,相比于外包碳素钢管CFDST构件,外包不锈钢管CFDST构件的N/N_(u)-M/M_(u)曲线接近于钢结构;基于试验与参数分析结果以及外包碳素钢CFDST计算公式,得到了外包不锈钢CFDST相关曲线特征点公式和曲线方程,与程序计算结果吻合较好。

新型铝包钢管OPGW的特点及应用

目前,在绝大多数区域使用不锈钢管型OPGW,这在技术上是完全可行的,采用涂覆防腐油膏来防止电化学腐蚀也卓有成效。但在极端恶劣的重腐蚀地区,采用最新型的铝包钢管型OPGW来防止恶劣的电化学腐蚀效果更优异,可以免除防腐油膏的使用。文章主要介绍采用国际最先进的连续挤压技术生产铝包钢管光单元的设计考虑,以及铝包钢管OPGW的技术特点,最后介绍了铝包钢管型OPGW实际工程成功应用案例。

光纤不锈钢管生产线及其制品

介绍了研制成功的光纤不锈钢管生产线,分析了工作原理以及具有自己特色的结构组成。并对生产线的制品———光纤不锈钢管进行了部分性能试验,证明光纤不锈钢管经过缩径拉拔后提高了诸如抗拉力、弹性模量等性能。

不锈钢细口圆桶容器内壁抛磨装置

针对化工、制药、食品等行业中所用不锈钢容器表面质量不好、产品易污染的问题,设计并研制了简易、轻巧的小口径不锈钢圆桶容器内壁抛磨装置。经该装置抛磨后,可去除小桶内壁表面氧化层、降低表面粗糙度值,解决了传统工艺中的技术难题,对提高产品质量具有现实意义。

铝管式OPGW的抗雷性能

该文介绍了铝管式OPGW的抗雷性能,并与不锈钢管式OPGW做了比较。比较结果表明,对于外径较小的OPGW,铝管式的抗雷性能要比不锈钢管式好得多。文章进一步在抗腐蚀性能和加工性能方面对双方进行了详细比较,根据比较结果,认为铝管式OPGW具有一定的优势,并有进一步改进的可能。

用于桥梁钢管混凝土裂缝监测的FBG传感器研究

钢管混凝土拱桥得到了较多的应用,但是随着桥梁运营时间增长,钢管混凝土之间会产生裂缝,导致结构的承载能力严重下降。针对上述问题,开发了适用于桥梁钢管混凝土裂缝监测的光纤光栅传感器,其主体结构由裂缝敏感光栅、温补光栅与弹性体组成。实验数据表明:该传感器的裂缝灵敏系数为0.532 9 nm/mm,线性拟合系数大于0.999;裂缝敏感光栅与温补光栅的温度灵敏系数均为0.011 nm/℃;该传感器迟滞为0.725%,重复性为1.61%。该传感器性能良好,具有较强的推广应用价值。

光纤不锈钢松套管的制造工艺

简要介绍了光纤不锈钢松套管的两种结构以及相关制造工艺。对生产原理、关键技术进行了对比分析,对一些有争议的问题进行了探讨。

不锈钢束管光纤余长的控制

不锈钢束管是OPGW和海底光缆等特种光缆的关键部件,而光纤余长则是不锈钢束管的一个重要指标。为提高最终产品的成品率和不锈钢束管的生产效率,分析了不锈钢束管光纤余长的产生原理,讨论了各种影响光纤余长的因素,包括光纤张力、油膏温度、油膏填充度、光纤芯数、钢管张力等,并对如何控制光纤余长提出了一些具体解决方法。

涡流法在不锈钢光纤束管焊接质量检测中的应用

不锈钢光纤束管的焊接质量非常重要,在利用涡流法检测不锈钢光纤束管焊接质量时,检测参数的确定对于准确检测很关键。本文介绍了利用涡流法检测不锈钢光纤束管时几个重要检测参数的确定原则以及确定这些参数所采用的一般方法。

不锈钢光纤束管涡流检测参数的设计

不锈钢光纤束管的焊接质量影响光缆的使用性能,利用涡流擦伤法检测不锈钢光纤束管焊接质量,可以有效的检测、监控不锈钢光纤束管;介绍了涡流法在线检测不锈钢光纤束管时几个重要参数的确定以及确定这些参数所采用的一般方法。

不锈钢管封装短周期光纤光栅温度传感器特性及仿真分析

采用不同内外径的304不锈钢管封装制作了I型光纤光栅温度传感器,温度灵敏度均达到20 pm/℃以上,是裸光纤光栅温度传感器的2倍以上,线性度优异,能够达到0.99957以上。内外径为0.4、0.5 mm,0.75、1 mm,2、3 mm的不锈钢管封装的传感器的响应时间分别为21.2、32.3、104.3 s,响应时间随着不锈钢管的增厚而增加。薄壁管(内外径为0.4、0.5 mm)封装的光纤光栅温度传感器虽然响应时间短,但在温差为75℃的环境下波长存在异常下降的现象,这在一些应用场景中十分不利。利用ANSYS有限元仿真软件对不同内外径不锈钢管封装的光纤光栅温度传感器进行模拟,仿真得到响应时间与z轴形变量。仿真值与实验值进行比较可知,其误差较小,并且z轴形变量的变化也能较好地解释波长异常变化的原因。

Low Temperature Characteristics of FBG Temperature Sensors with Small-size Packaging

Two small-size package methods, thin stainless steel tube based package method and plating gold based package method for fiber Bragg grating(FBG) temperature sensors, are designed. The characteristics of the FBG temperature sensors in the environment temperature between 203K and 243K are investigated. The wavelengths of the FBG temperature sensors as a function of the temperature are examined experimentally. The experiment results of the two different small-size package sensors in identical conditions are compared with each other. The transmission spectrum of the sensors is analyzed at the temperature of 273K and 213K. The temperature sensitive factors of the sensors are derived analytically and are verified by experiments. Linear fitting to the wavelength-temperature curve is carried out.

不锈钢管光纤单元的光纤衰减控制

不锈钢管光纤单元作为光纤复合架空地线(OPGW)、海底光缆等特种光缆的通信介质,其光纤附加衰减的大小直接影响着光缆的光信号传输性能。从光纤着色、光单元生产过程和纤膏粘度三个方面分析了各个过程中产生光纤附加衰减的原因及相应的解决办法。提出的光纤单元衰减控制方法在光缆生产时已得到验证,光纤单元的光纤附加衰减能够得到有效控制。

不锈钢管智能筋在钢筋混凝土结构应变监测中的应用

为解决光纤传感器易损、测量结果易受外界因素干扰以及布设存活率较低等问题,文章依据布里渊散射原理,基于BOTDA传感技术,通过不锈钢管封装紧皮光纤,自行研制具有监测距离长、精度高、全分布式、耐久性强等优点的不锈钢管智能筋。不锈钢管智能筋具有制备快捷的优点。通过标定不锈钢管智能筋和FRP智能筋的温度和应变灵敏系数进行分析,发现两种智能筋具有良好的温度与应变感知性能;解析试验梁应变监测数据,进行对比分析发现自制不锈钢管智能筋与FRP智能筋的应变监测精度相同,且不锈钢管智能筋的应变监测稳定性优于FRP智能筋。试验结果表明自行研制的不锈钢管智能筋能够解决光纤在粗狂式监测环境中易损的问题,同时具有监测精度高、稳定性好等优点,可对钢筋混凝土结构进行全尺度大范围的监测。

不锈钢管与钢纤维增强再生混凝土组合柱的轴压性能研究

研究了不同再生骨料替代率下,不锈钢管与钢纤维增强再生混凝土组合柱的轴压性能,获得了试件的破坏形态、荷载-位移曲线和轴压刚度。结果表明:根据荷载-位移曲线的变化特征,可将试件按承载力稳定性分为不稳定和稳定两类;不稳定试件峰值荷载后的荷载-位移曲线快速探底,此后荷载开始缓慢提升,轴向变形快速增大;稳定试件峰值荷载后的荷载-位移曲线沿水平方向发展,试件的持荷能力突出;试件的轴压刚度在0.3~0.9倍的峰值荷载时达到最大,此时钢与混凝土的材料损伤相对较小,钢管对混凝土的约束效应相对有效;随着再生骨料替代率的增大,试件的轴压刚度逐渐降低;钢纤维抑制了裂缝的发展,维护了混凝土的整体性,从而提高了试件的轴压刚度。

三论我国发展不锈钢焊管生产的前景

不锈钢焊管生产在我国已经发展了25年,但是进入耐腐蚀管道主流工业应用市场才只有10年多。介绍了国外及我国不锈钢焊管生产发展的一些新状况,指出扩大品种规格将成为目前我国不锈钢焊管生产发展的新动力。特别应该重视奥氏体/铁素体双相不锈钢、含N奥氏体不锈钢、高Mn高N奥氏体不锈钢、第二代及超级铁素体不锈钢等高性价比的不锈钢焊管新品种的研发。

不锈钢带箍增强玻璃纤维编织缠绕管约束混凝土短柱轴压性能研究

设计制作不锈钢带箍增强玻璃纤维编织缠绕管(PSSH-BWFRP)约束混凝土柱,分析了不锈钢带箍间距和预应力水平对PSSH-BWFRP约束混凝土柱的承载力、峰值位移和延性的影响规律。结果表明:PSSH-BWFRP约束混凝土短柱试件都是因不锈钢带箍之间的玻璃纤维局部断裂,随后碎裂压溃的混凝土从断裂处涌出而破坏;不锈钢带箍间距对承载力和延性影响较大,承载力和延性随着不锈钢带箍间距减小而增大,而预应力水平对承载力和延性影响很小;不锈钢带箍间距和预应力水平对峰值位移影响均很小;过高的预应力水平对承载力、峰值位移和延性反而不利,建议预应力水平控制在0.35为宜。