[实用新型]植入光纤光栅纤维增强智能筋的冷铸墩头锚拉索

说明书

技术领域：

本实用新型涉及的是一种用于拱桥吊杆和系杆、斜拉桥拉索和悬索桥吊索等缆索体系的冷铸墩头锚智能拉索。

背景技术：

拉索是缆索支承桥梁的核心构件之一，素有“生命线”之称，其施工质量和服役状况直接关系到桥梁的安全运营与使用寿命。由于设计构造、工程施工、环境腐蚀、疲劳积累等原因，拉索不可避免地发生损伤。国内外特别是国内，桥梁拉索的病害普遍存在，因拉索损伤造成的工程事故时有发生。为了保证拉索的施工达到设计要求，并在拉索运营过程中及时了解拉索的索力状态很有必要，一方面可以评价拉索自身的安全，另一方面可以分析拉索关联结构的安全。传统的应变片、振动频率法、压力传感器等测量拉索索力存在某些缺陷，难以适应长期监测的要求。光纤光栅传感器是通过对在光纤内部写入的光栅反射或透射布拉格波长光谱的检测，实现被测结构的应变和温度量值的绝对测量。它克服了传统桥梁测试手段的局限性，能够对桥梁结构的应变、温度等关键参数作长期稳定的绝对测量。但是由于光纤光栅传感器质地比较脆弱，直接布到拉索内难以“存活”——即由于抗剪能力较差，易折断，应用时需要特殊保护，因而，需要一种全新的布设方法，形成光纤光栅智能拉索。

《专利申请号为：200410044057.8名称为：光纤光栅增强树脂智能拉索》的发明专利申请公开了一种“包括由纤维增强筋和含光纤光栅传感器的纤维增强筋组成的拉索，含光纤光栅传感器的纤维增强筋分布于纤维增强筋中，在拉索外覆盖护套，拉索端部带有锚头的光纤光栅增强树脂智能拉索”，该智能拉索虽然解决了对光纤光栅传感器的保护问题，但仅仅是对于纤维增强筋制成的拉索适用，对于将光纤光栅传感器应用于普通钢丝作成的拉索中的光纤光栅传感器的特殊保护问题以及布设工艺目前还是急待解决的问题。例如：普通冷铸墩头锚拉索在制锚灌浆过程中，锚具震动很大，容易损坏光栅和导致浆体漏出。此外，该拉索中采用的光纤光栅增强复合智能筋是采用金属管内悬空光栅进行温度补偿，其光栅传感器容易损坏，不实用。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种具有自感知特性、在植入的光纤光栅纤维增强智能筋中对光纤光栅传感器保护更好的冷铸墩头锚拉索，以解决将光纤光栅传感器应用于普通钢丝作成的拉索中所存在的光纤光栅传感器比较脆弱，抗剪能力较差，应用时需要特殊保护的问题以及布设工艺这一关键技术问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种植入光纤光栅纤维增强智能筋的冷铸墩头锚拉索，包括通过冷铸墩头方式锚固在锚杯内的锚板上的钢丝制成的索体，所述的索体中还植入有含有光纤光栅传感器的光纤光栅纤维增强智能筋，它与钢丝共同制成索体，在锚杯内的光纤光栅纤维增强智能筋和镦头钢丝之间通过填满环氧铁砂固定，保持协调变形，光纤传输线通过锚板上的预留漏浆孔以及顶板的通线孔中引出索体外或倒转从锚具的延长筒内引出。

作为本实用新型的进一步技术方案是：所述含有光纤光栅传感器的光纤光栅纤维增强智能筋是埋入了光纤光栅传感器的纤维增强复合筋，该复合筋由纤维增强筋及在纤维增强筋中沿长度方向分布的光纤及光纤光栅传感器构成，在非光栅段的光纤外套有塑料松套管，该塑料松套管与纤维增强筋相连结。

作为本实用新型的更进一步的技术方案是：所述含有光纤光栅传感器的光纤光栅纤维增强智能筋中串有温度补偿光纤光栅传感器，含有温度补偿光纤光栅传感器的智能筋端部的外径d2小于智能筋的外径d1，其外套有一金属管，含有温度补偿光纤光栅的智能筋端部悬空。

由于采用上述结构，本实用新型具有以下有益效果：

一、本实用新型光纤光栅纤维增强智能筋的冷铸墩头锚拉索包括钢丝、光纤光栅纤维增强智能筋和包裹在索体外的PE护套。光纤光栅在纤维增强智能筋制造过程中植入筋内，形成光纤光栅纤维增强智能筋。光纤光栅纤维增强智能筋与钢丝同时制成索体，通过锚杯内的环氧铁砂固定，保持与钢丝内索体协调变形。解决了将光纤光栅传感器应用于普通钢丝作成的拉索中所存在的“光纤光栅传感器比较脆弱，抗剪能力较差，应用时需要特殊保护的问题”及布设工艺这一关键技术问题。

二、含有光纤光栅传感器的光纤光栅纤维增强智能筋结构更合理，能很好地保护光纤光栅传感器不被损害，具有实用性。