[发明专利]一种平行钢丝桥梁智能悬索

说明书

本发明涉及一种平行钢丝桥梁智能悬索，解决了现有技术中悬索的索体无法做到实时监测的缺陷，包括由多股钢丝平行设置而成的索体，索体内至少有两股钢丝的外周上设置有凹槽，并在凹槽内封闭式设置有光纤光栅应变传感器，设置光纤光栅应变传感器的钢丝在索体内呈竖向方向上分层布置。凹槽内封闭式埋入光纤光栅应变传感器，避免光纤光栅应变传感器暴露在钢丝外而出现挤破，能对光纤光栅进行保护，光纤光栅应变传感器即可对索体实时进行监测，设置光纤光栅应变传感器的钢丝在索体内竖向分层布置，处于上层的光纤光栅应变传感器的监测结果与处于下层的光纤光栅应变传感器的监测结果的差异可以计算出悬垂的影响。

技术领域

本发明涉及一种悬索结构，尤其是一种平行钢丝桥梁智能悬索。

背景技术

悬索，在两个悬挂点之间承受载荷的缆索。悬索中各点只能承受张力，且各点的张力都是沿该点悬索的切线方向。

由于悬索的优点是其中各点只承受张力而无弯矩，受力分析比较简单，因而设计简便可靠且能充分发挥钢材性能，以达到节省材料、减轻重量的经济效果。索系悬挂结构在现代已较广泛地被采用于某些大跨度的建筑结构中。例如悬索桥。

悬索桥，又名吊桥(suspension bridge)指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的悬索作为上部结构主要承重构件的桥梁。其悬索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，因此对悬索的监控是桥梁施工和维护过程中保持其使用寿命和使用安全的重要工作。

悬索的索体是采用多跟钢丝相互平行捆扎并包覆外套而成，其实际受力是内部的钢丝来实现。目前，常用的监测方法有：压力环监测方法、磁通量传感器监测方法、液压传感器监测方法。但是对拉索系统的受力监测是一项需长期测量并实时监测的工作，需要考虑监测器件的耐久性、存活率和稳定性。现有的监测器件大都属于锚具外加件，成本较高，安装后体积增大。

还有一种监测方法是在索体内编入光纤传感器，将光纤传感器编入于钢丝之间的间隙处，但是这种方式在使用的时候，光纤容易被钢绞线或钢丝挤破，影响光纤的工作性能。

随着技术的发展，钢丝外表加工凹槽，将光纤光栅粘贴到凹槽壁，然后填充保护层。这种方式虽然能提高光纤光栅在钢丝中的布设成活率及使用寿命，但是，索体的受力过程中会吸收钢丝的应变、降低应变测量的灵敏度。因此对光纤光栅的安装提出了新的要求。

而且光纤光栅的测量应变最大值远达不到钢丝屈服应变值，前期能获得较佳的监测结果，但是无法实现对钢丝服役期全寿命过程的监测，因此又对光纤光栅与钢丝之间的结合提出新的要求。

悬索虽然承受拉力，但是由于其作用的形状呈抛物线，因此在竖向上会产生悬垂的特性，现有的监测方法无法对悬索的悬垂进行监测。

发明内容

本发明解决了现有技术中悬索的索体无法做到实时监测的缺陷，提供一种平行钢丝桥梁智能悬索，钢丝内设置凹槽，凹槽内设置光纤光栅，实现斜拉索实时监测，同时还能对光纤光栅进行保护。

本发明还解决了现有的监测方法不能对悬索的悬垂作出监测的缺陷，提供一种平行钢丝桥梁智能悬索，通过悬索内部的层级监测布置方式，经过不同层级的监测结果比较，从而对悬索的悬垂方向上的力的变化作出监测。

本发明还解决了现有的光纤光栅粘贴到凹槽内壁，索体的受力过程中会降低应变测量的灵敏度的缺陷，提供一种平行钢丝桥梁智能悬索，光纤光栅与凹槽内壁隔离不直接粘贴，进而降低钢丝受力过程中对应变测量灵敏度的影响。