[发明专利]含碳纤维复合材料筋的智能缆索及制索方法

说明书

本发明涉及一种含碳纤维复合材料筋的智能缆索及制索方法，它包括索股、锚具、连接筒，索股包括一根或多根碳纤维复合材料智能筋与若干根钢丝，索股两端套有连接筒，连接筒外端设有锚具，锚具与索股间通过灌注环氧冷铸填料锚固连接；首先确定缆索长度，制作含光纤光栅传感器的光纤，将含有光纤光栅传感器的光纤、碳纤维及环氧树脂制作成碳纤维复合材料智能筋，将一根或多根碳纤维复合材料智能筋与若干根钢丝组成索股，在索股两端配置锚具及连接筒，光纤从索股两端的锚具尾部引出，通过导线连接到能检测光纤光栅变化的光时域反射仪上。该智能缆索可以实时监测缆索不同部位的变形及应力状态，为缆索在服役期健康状态提供科学数据，避免了风险。

技术领域

本发明涉及一种含碳纤维复合材料筋的智能缆索及制索方法，主要用于斜拉桥的斜拉索、悬索桥的吊索及系杆拱桥的吊索。

背景技术

桥梁缆索(包括斜拉桥用斜拉索、悬索桥及系杆拱桥用吊索)是斜拉桥、悬索桥和系杆拱桥的核心组成部分，负责承受桥梁结构自重和桥上动载，一般需要有30年以上的使用寿命。在服役过程中，缆索中钢丝易产生腐蚀退化和振动疲劳退化问题，严重影响桥梁的安全性和耐久性。因此如何实现对缆索长期工作状态的实时监测，确保使用期内的安全，是现代桥梁缆索技术发展的关键。

目前对桥梁缆索应力状态的监测方式中比较先进的有采用光纤光栅传感器的方式。光纤光栅传感器具有传感精度高、抗电磁干扰、准分布式传感、绝对测量、稳定性与耐久性好等优点，采用光纤光栅传感器的智能缆索方案主要是将光纤光栅传感器布置于钢丝表面，通过光纤将信号输出。该方案的不足是由于光纤光栅及光纤都比较脆，布置于钢丝表面容易发生脆性断裂，同时容易受到索体内湿气、温度等环境因素的影响，降低光纤的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提出一种含碳纤维复合材料筋的智能缆索及制索方法，该智能缆索可以实时监测缆索不同部位的变形及应力状态，为缆索在服役期健康状态提供科学数据，避免了风险。

本发明的目的是这样实现的：

一种含碳纤维复合材料筋的智能缆索，它包括索股，所述索股包括一根或多根碳纤维复合材料智能筋与若干根钢丝，索股经扭绞后绕包高强度聚酯纤维带，再热挤高密度聚乙烯形成高密度聚乙烯护套，所述索股两端套有连接筒，连接筒外端设有锚具，锚具与索股间通过灌注环氧冷铸填料锚固连接,所述碳纤维复合材料智能筋包括光纤，光纤上设有若干光纤光栅传感器，光纤两端套有塑料松管并露出部分，露出部分通过不锈钢套管保护，所述光纤光栅传感器安装于缆索长度中点及上下锚固点。

优选地，所述含有光纤光栅传感器的光纤从索股两端的锚具尾部引出，所述光纤通过导线连接到能检测光纤光栅变化的光时域反射仪上。

优选地，所述锚具内设有分丝板，所述锚具上设有外螺母。

优选地，所述连接筒中灌注环氧树脂密封料。

优选地，所述塑料松管长度为1米至2米。