[实用新型]一种点式布置光纤光栅智能钢绞线

说明书

本实用新型涉及一种点式布置的光纤光栅智能钢绞线，钢绞线包含有中心丝和围绕中心丝缠绕的外层钢丝，外层钢丝的外周上设置有涂覆层，在钢绞线的长度范围内，在外层钢丝之间的凹部，至少有一处设置有一段光纤，光纤埋设于涂覆层内，光纤上刻有至少一个光栅，端或两端外露形成外露段，可与传输光纤连接。本实用新型无需抽出钢绞线的原中心钢丝并替换为光纤和纤维增强复合筋，确保钢绞线的受力性能，降低制作成本，简化工艺环节，同时保证光纤的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及钢绞线的预应力工程应用技术领域，具体涉及一种具有钢绞线应力监测功能的技术。

背景技术

钢绞线作为一种高强度预应力材料，广泛应用于桥梁拉索、预应力混凝土构件、岩土锚索等工程结构中，是关键性的受力构件。钢绞线长期使用在高应力状态，其受力状态的正常与否时刻关系到工程结构的使用安全，所以对钢绞线的受力使用状态进行长期实时监测，通过监测数据可掌握钢绞线的受力状态是否安全，起到预先警示作用，确保工程结构的使用安全。

授权公告号为CN 101210983 B，名称为“光纤光栅智能钢绞线及其制作方法”实用新型专利，将钢绞线的中心丝替换为纤维增强光纤复合筋，该纤维增强光纤复合筋中设置有光栅(FBG)，复合筋中的传输光纤可从钢绞线端部引出，再运用光学仪器解调反射波长信号，可以达到监测钢绞线受力状态的目的。

授权公告号为CN 101435779 B，名称为“基于光纤布里渊传感的智能钢绞线及其制备与全尺度监测方法”实用新型专利，将钢绞线的中心丝替换为纤维增强光纤复合筋，传输光纤从钢绞线的两端引出，采用基于布里渊光纤测试技术，实现分布式应变测量，达到监测钢绞线受力状态的目的。

前述的现有技术均采用替换钢绞线中心丝方式，以达到设置纤维增强光纤复合筋的目的，但存在以下不足：1)组成智能钢绞线的外层钢丝和中心丝(纤维增强光纤复合筋)为非同质材料，其变形不谐调，削弱了钢绞线的受力性能；2)在实际应用中，需要将原钢绞线的中心钢丝抽除，替之以设置有光纤的纤维增强筋，故其制作的材料、加工成本高，且工艺环节多，光纤成活率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提出一种点式布置的光纤光栅智能钢绞线及制备方法，无需抽出钢绞线的原中心钢丝并替换为光纤和纤维增强复合筋，确保钢绞线的受力性能，降低制作成本，简化工艺环节，同时保证光纤的使用寿命。

本实用新型的目的是这样实现的：一种点式布置的光纤光栅智能钢绞线，包含有中心丝和围绕中心丝缠绕的外层钢丝，外层钢丝的外周面上设置有涂覆层，在钢绞线的长度范围内，在外层相邻钢丝之间的凹部，至少有一处设置有一段光纤，所述光纤埋设于涂覆层内，所述光纤上刻有至少一个光栅。

优选地，所述光纤在钢绞线的长度方向上多点式布置，数量为1～m(m≤1000)，所述的每一段光纤上刻有至少一个光栅，实现对钢绞线的多点应力监测。

优选地，利用钢绞线外层相邻钢丝的n个凹部，可设置1～n(n＝外层钢丝根数)段光纤，所述的每一段光纤上刻有至少一个光栅。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)由于不改变原有钢绞线结构以及中心丝材质，从而使钢绞线保持了原有的力学性能；

(2)由于无需将光纤与纤维材料结合制作成复合筋条，使制作成本大为节约；

(3)由于光纤埋设于钢绞线外周的涂覆层内，能确保光纤在使用时不受损坏。

(4)由于光纤埋设于钢绞线的外侧，可根据结构监测需要，可在任意长度上选取设置光纤光栅的位置，并可多点设置，实现按需设置，按需监测，更为便利。

附图说明

图1为一种点式布置的光纤光栅智能钢绞线的立体图。