[发明专利]一种自感知挤压拉索及其制造方法

说明书

本发明提供一种自感知挤压拉索及其制作方法，自感知挤压拉索包括索体和两端的锚固组件，所述索体内设有多根钢绞线，每根钢绞线由中心丝和多根边丝绞合而成，所述索体内有一根或者多根钢绞线的中心丝具有凹槽，每个所述凹槽内嵌设有一根光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器的端部与测试跳线相熔接。自感知挤压拉索能够有效地监测、评估拉索使用过程中的环境、受力及损失状态，为反馈指导拉索安装施工及后期运营过程的安全评定提供直接的信息。内嵌光纤光栅传感器结构牢固，可保证传感器的存活率，并减少了外贴传感器的复杂工序，消除了传感器安装误差，可广泛用于桥梁岩土结构用拉索索力的实时监测。

技术领域

本发明涉及桥梁岩土结构工程用拉索技术领域，具体是一种自感知挤压拉索及其制作方法。

背景技术

拉索作为一种承受拉力的构件，已在桥梁、岩土、建筑等工程中获得广泛应用，拉索主要有夹片锚、冷铸锚、热铸锚等形式。在公开号为CN101210447A的专利文献中，公开了一种钢绞线整束挤压锚索拉索，它可使拉索的每一根钢绞线在挤压时，都可以受到足够的挤压力，解决了钢绞线不能可靠锚固，受高频震动后易滑脱以及其余形式锚具成本高的问题。目前，钢绞线整束挤压拉索大量运用在大型拱桥、斜拉桥等桥梁结构中。

另一方面，如何实现桥梁岩土结构拉索受力及损失状态的实时监测、确保拉索结构工程长期安全稳定，也是桥梁岩土结构工程监测技术发展的关键。目前国内外对拉索的索力及损伤状态测试方法主要采用磁通量传感器、压力传感器、液压传感器等。磁通量传感器测量线路需通电，连接线缆粗且易受干扰，在雷雨等恶劣气候条件容易受损；传输距离受限于线路电阻，线路越长误差越大，最长仅200米；其传感线圈为漆包线，耐久性存疑，需多重防腐，长期监测存在老化可能。压力传感器安装后，锚头体积变大，且制作及维护成本高。液压传感器的长期耐久性及稳定性差，无法进行长期而稳定的监测。

在公开号为CN107740297A的专利文献中记载了一种基于填充型环氧涂层钢绞线的智能挤压拉索的制作方法，在环氧钢绞线的边丝上刻槽，植入光纤光栅传感器，光纤光栅传感器的引线从密封筒侧面螺纹孔处引出。根据该制作方法，植有光纤光栅传感器的钢绞线只能放在拉索最外侧，光纤剥出后存在薄弱部分，未能很好的保护。密封筒的作用是使得拉索锚具端部密封，防止腐蚀，对密封筒开孔后将影响其密封效果，导致拉索寿命减短。光纤光栅传感器的引线从密封筒侧面螺纹孔处引出后，裸露在拉索外面，无法作保护，由于光纤引线较细且不耐压，在移动及运输过程中易被损坏导致无法使用。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种易制作、精度高、耐久性好的自感知挤压拉索及其制作方法。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自感知挤压拉索，包括索体和两端的锚固组件，所述索体内设有多根钢绞线，每根钢绞线由中心丝和多根边丝绞合而成，所述索体内有一根或者多根钢绞线的中心丝具有凹槽，每个所述凹槽内嵌设有一根光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器是一根写入了一个或多个光纤光栅的单模光纤，所述光纤光栅传感器的端部与测试跳线相熔接。

采用本发明技术方案，将光纤光栅传感器与传统挤压拉索有机结合起来，形成一体式的结构。光纤光栅传感器通过与光纤光栅解调仪连接，将光纤光栅感测得到的代表拉索应变的光信号传递给光纤光栅解调仪。自感知挤压拉索能够有效地监测、评估拉索使用过程中的环境、受力及损失状态，为反馈指导拉索安装施工及后期运营过程的安全评定提供直接的信息。内嵌光纤光栅传感器结构牢固，可保证传感器的存活率，并减少了外贴传感器的复杂工序，消除了传感器安装误差，可广泛用于桥梁岩土结构用拉索索力的实时监测。

进一步地，在放置光纤光栅传感器之前应对带凹槽的中心丝进行预张拉，预张拉力为15～25kN。

采用上述优选的方案，可提高光纤光栅传感器的量程。

进一步地，所述锚固组件包括张拉端锚部件和固定端锚部件，所述固定端锚部件套设于所述索体的固定端，所述张拉端锚部件套设于所述索体的张拉端。