[发明专利]一种用于桥梁斜拉索除冰凌的光纤测温系统及其施工方法

说明书

本发明公开了一种用于桥梁斜拉索除冰凌的光纤测温系统及其施工方法，光纤测温系统包括分布式光纤测温仪、调压仪、控制系统和加热光纤，首先在索塔上搭建一个工作平台；将斜拉索爬升机器人安装在桥梁斜拉索底部，在索塔的工作平台上将加热光纤的接头沿着索塔放下，将接头依次穿过光纤导向装置和光纤捆扎装置后，绑扎在桥梁斜拉索的底部；斜拉索爬升机器人每攀爬一段距离，就利用光纤捆扎装置将加热光纤捆扎一次直至爬完整个斜拉索；之后将加热光纤与分布式光纤测温仪、调压仪相连即控制系统相连，通过控制系统调节加热光纤的功率使得斜拉索不结冰。本发明自动化程度高，分布式测温准确、耐腐蚀、操作方便、施工工艺简单，监测成本低。

技术领域

本发明属于桥梁附属设施领域，涉及一种斜拉索除冰方法，具体涉及一种用于桥梁斜拉索除冰凌的光纤测温系统及其施工方法。

背景技术

斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成。尤其在北方冬季，受到雨雪及低温影响，钢索表面很容易凝结冰凌，不但增加了斜拉索自重，而且会改变拉索的截面形状，使其受力形态发生改变。另一方面，很多地区，冬季昼夜温差大，形成的冰棱，在白天温度升高达到零度以上时，部分融化导致冰棱坠落，影响交通，如2018年1月8号湖北武汉地区的很多桥梁(二七长江大桥、天兴洲长江大桥等)相继出现冰棱坠落，多辆轿车被砸，交通受阻，给人身财产、出行安全带来了极大危险。

在桥梁除冰棱方面，传统方法是采用通电闭合电缆，达到产热除冰棱的目的；但是，在测量温度方面，采用点式布置信号采集系统于电缆上，进行远程操作。该方法在电缆上布置点式温度信号采集系统。当测温点布置密集时，导致费用过高；当信号采集系统稀疏布置时，收集的温度数据不全面；且信号采集系统的安装要求较高，不易安装；信号采集系统长期与外界接触，容易损坏。

发明内容

本发明的目的是针对桥梁斜拉索附结冰棱问题，提供一种自动化程度高，分布式、长距离光纤测温系统，是一种耐腐蚀、操作方便、施工工艺简单的能除去(抑制)桥梁斜拉索上形成冰棱的加热光纤测温循环系统，起到防灾减灾作用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于桥梁斜拉索除冰凌的光纤测温系统，其特征在于：包括分布式光纤测温仪、调压仪、控制系统和加热光纤，所述加热光纤附着安装在桥梁斜拉索上，分布式光纤测温仪与加热光纤相连用于测量桥梁斜拉索上温度，所述调压仪与加热光纤相连用于控制加热功率，所述控制系统通过分布式光纤测温仪测得桥梁斜拉索温度，然后通过调压仪调整加热光纤功率，实现闭合回路自动控制调节。

作为改进，所述加热光纤为分布式多模铠装光纤，所述调压仪与分布式多模铠装光纤的金属铠或电阻丝相连，其中调压仪对金属铠采用供交流电，对电阻丝供直流电。

作为改进，所述加热光纤采用螺旋式缠绕、U型回路式缠绕或单线式附着在桥梁斜拉索表面。

作为改进，加热光纤通过预制方式缠绕在桥梁斜拉索表面或者通过光纤安装装置安装在已建成的桥梁斜拉索上。

一种上述光纤测温系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、准备工作，首先在索塔上搭建一个工作平台，然后在斜拉索爬升机器人上设置光纤导向装置和光纤捆扎装置；

步骤二、将斜拉索爬升机器人安装在桥梁斜拉索底部，在索塔的工作平台上将加热光纤的接头沿着索塔放下，再将接头拉至桥梁斜拉索的底部，将加热光纤的接头依次穿过光纤导向装置和光纤捆扎装置后，绑扎在桥梁斜拉索的底部；

步骤三、启动斜拉索爬升机器人，向上攀爬，每攀爬一段距离，就利用光纤捆扎装置将加热光纤捆扎一次；