尹仁奎

(無錫市政工程質(zhì)量檢測(cè)中心，江蘇 無錫214011)

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在我國(guó)也被應(yīng)用于鐵路、公路橋梁和建筑物施工中。為了確保預(yù)應(yīng)力工程材料的質(zhì)量，檢測(cè)單位檢測(cè)數(shù)據(jù)必須嚴(yán)格執(zhí)行GB/T5224－2003《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)。通過對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了不確定度評(píng)定和分析，為提高檢測(cè)水平提供依據(jù)，也為同類試驗(yàn)結(jié)果的不確定度評(píng)定提供了參考依據(jù)。

1 測(cè)量過程

測(cè)量對(duì)象:取六根試樣，公稱直徑為15.20 mm，強(qiáng)度級(jí)別為1860 MPa 的七根鋼絲捻制的標(biāo)準(zhǔn)型鋼絞線(預(yù)應(yīng)力鋼絞線1 ×7－15.20－1860－GB/T 5224－2003)

測(cè)量標(biāo)準(zhǔn):GB/T5224－2003《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》

GB/T 228.1－2010《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第一部分:室溫試驗(yàn)方法》

測(cè)量環(huán)境:溫度(為20 ±2)℃

測(cè)量?jī)x器:WGJ－600 型液壓鋼絞線試驗(yàn)機(jī)(精度為級(jí))，游標(biāo)卡尺(精度為0.02)。

測(cè)量原理:用WGJ－600 型 液壓鋼絞線試驗(yàn)機(jī)加荷速度在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)，將整根鋼絞線拉伸至斷裂，試驗(yàn)拉斷過程中最大力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力Fm除以鋼絞線截面積Sn即為鋼絞線的抗拉強(qiáng)度。

2 建立數(shù)據(jù)模型

在實(shí)際工作試驗(yàn)中，由于檢測(cè)壞境的溫度和試驗(yàn)機(jī)的加荷速度均在標(biāo)準(zhǔn)的控制允許范圍內(nèi)，對(duì)鋼絞線拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)的影響很小，可忽略不計(jì)。但是在重復(fù)性試驗(yàn)的檢測(cè)下測(cè)量同一批次鋼絞線有6 根樣品，計(jì)算該觀測(cè)列的標(biāo)準(zhǔn)偏差，作為各種隨機(jī)因素合成重復(fù)性不確定度分量。因此，改不確定度的數(shù)學(xué)模型為:

式中Rm:鋼絞線的抗拉強(qiáng)度，單位為MPa

Fm:鋼絞線破壞時(shí)的最大荷載力，單位為kN

Sn:鋼絞線的截面積，單位為mm2

Dn:鋼絞線的公稱直徑，單位為mm

rep:試驗(yàn)的重復(fù)性

于是傳播定律為:

其中urel(Fm):最大破壞荷載力Fm的測(cè)量所引起的不確定度;rel 代表屈服強(qiáng)度;

urel(Dn):鋼絞線的公稱直徑測(cè)量所引起的不確定度;

urel(rep):重復(fù)性試驗(yàn)所引起的不確定度。

取6 根鋼絞線試件的抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1 鋼絞線試件抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)

3 計(jì)算測(cè)量不確定度分量

3.1 計(jì)算重復(fù)性引起的不確定度

i=1，2，3，…，6(n)

代入試驗(yàn)數(shù)據(jù)得:

重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Rm)

重復(fù)性引起的相對(duì)不確定度urel(rep)

3.2 最大破壞荷載Fm 的測(cè)量不確定度urel(Fm)

最大破壞荷載Fm的測(cè)量不確定度來源于儀器的測(cè)量不確定度和儀器校準(zhǔn)的不確定度兩個(gè)方面。

3.2.1 儀器的測(cè)量不確定度，u1rel(Fm)

因?yàn)閮x器的準(zhǔn)確度等級(jí)為Ⅰ級(jí)，由于儀器說明書未說明置信概率，認(rèn)為示值是分布均勻的，故取k=，于是標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

3.2.2 儀器校準(zhǔn)的不確定度，u2rel(Fm)

依據(jù)計(jì)量鑒定機(jī)構(gòu)出具的檢定證書查看，儀器校準(zhǔn)不確定度為0.3%，于是標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

于是最大破壞荷載Fm的測(cè)量不確定度為:

3.3 公稱直徑的測(cè)量不確定度urel(Dn)

樣品1 ×7 結(jié)構(gòu)鋼絞線的公稱直徑Dn為15.20 mm，其直徑的允許偏差為(+0.40，－0.20)mm，屬于B 類評(píng)定，但是標(biāo)準(zhǔn)GB/T5224－2003 中8.4.1 要求計(jì)算抗拉強(qiáng)度時(shí)取鋼絞線的參考截面積值Sn，所以鋼絞線的公稱直徑Dn的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

3.4 不確定度分量

匯總見表2。

表2 不確定度分量匯總表

從表中可以看出，重復(fù)性試驗(yàn)所引起的不確定度分量對(duì)總的不確定度占的比例較大，需控制其影響因素。

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，ucrel(Rm)

5 擴(kuò)展不確定度U

根據(jù)JTF1059.1－2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》4. 5. 2 條，取包含因子k = 2(置信概率為95%)

6 不確定度評(píng)定

［1］GB/T5224－2003《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布［M］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.

［2］GB/T 228.1－2010《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第一部分:室溫試驗(yàn)方法》［M］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

［3］JJF1059.1－2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布［M］. 北京:中國(guó)質(zhì)檢出版社，2012.