[实用新型]一种内置式光纤传感器的布设结构

说明书

本实用新型公开了一种内置式光纤传感器的布设结构，涉及工程结构与传感器领域。布设结构是；在混凝土结构（10）内设置有开槽（11），在开槽11内敷设有光纤智能筋（20），通过压块（30）和螺栓或螺钉（40）将光纤智能筋（20）固定在混凝土结构（10）内。布设方法是：①制作光纤智能筋：光纤棒或光纤缆索；②在混凝土结构上开槽并敷设光纤智能筋；③对光纤智能筋施加微预应力；④填补开槽。本实用新型敷设了光纤智能筋的混凝土结构具有自监测和自诊断功能；内置式光纤传感器具有稳定性好、耐腐蚀、抗电磁干扰强、体积小、重量轻和精度高等优点；适用于道路、桥梁、隧道和地铁等工程的施工与监测。

技术领域

本实用新型涉及工程结构与传感器领域，尤其涉及一种微预应力技术，具体涉及一种内置式光纤传感器的布设结构。

背景技术

光纤传感器有分布式和光栅光纤两种，都可以内置于混凝土结构中。

由于混凝土施工比较粗放，灌注时的冲刷、为了密实化采取的捣振、拆卸模板时的敲击都可能破坏纤弱的光纤，因此作为传感器使用的光纤不宜为裸光纤 (直径125微米)，大体可为二种类型：

1、紧包光纤，裸光纤经过人字形纤维纺织套装、或者用聚乙烯铠装，直径 0.6mm；

2、以各种方式再次紧包裹形成的光纤棒或光纤缆索，一般直径6mm左右。

光纤棒采用拉挤型玻璃纤维增强高分子材料(Glass Fiber ReinforcedPolymer，GFRP)包裹光纤，也可以(再)采用聚乙烯材料包裹；光纤缆索一般采用钢丝绳，其中轴线为紧包光纤。

由于混凝土浇筑工程通常分很多节段，在日期上分阶段施工，而节段长度往往只有3到10米，不适合逐段熔接；以上两种光纤产品在内置时，总难免展开、穿过钢筋笼、然后再卷绕、悬挂存放的繁琐过程。即使避免了穿过钢筋笼，还难免要穿过复杂的措施结构，如脚手架、挂篮结构和支架等，非常繁琐。在混凝土养护期间，一部分光纤已经置入，而另一部分光纤还以卷绕状态放置一旁，亦容易折断损坏；更有甚者，自由的光纤棒和光纤缆索具有一定的柔软性，在混凝土截面上的临时伸出点上，光纤容易发生折断损坏。

通常以沟槽法内置光纤效果不佳，会出现测量结果不稳定、多次卸载后光纤衰减率异常增大、无法读出测量结果等现象。

经检索，尚无在混凝土结构表面开槽植入光纤并施加微预应力的报道。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种内置式光纤传感器布设的结构及其方法。

本实用新型的目的是这样实现的：

一、内置式光纤传感器布设结构

本结构包括混凝土结构10、光纤智能筋、压块、螺栓或螺钉和填补材料；

在混凝土结构内设置有开槽，在开槽内敷设有光纤智能筋，通过压块和螺栓或螺钉将光纤智能筋固定在混凝土结构内。

二、内置式光纤传感器布设方法

①制作光纤智能筋：光纤棒或光纤缆索；

②在混凝土结构上切槽并敷设光纤智能筋；

③对光纤智能筋施加微预应力；

④填补开槽。

工作原理：