[实用新型]考虑温度补偿的碳纤维复合材料智能缆索

说明书

本实用新型涉及一种考虑温度补偿的碳纤维复合材料智能缆索，包括索股，索股两端锚固在锚具内，索股由多根碳纤维复合材料智能筋组成，或多根碳纤维复合材料智能筋与多根碳纤维复合材料普通筋混合组成，所述多根碳纤维复合材料智能筋中包括应变监测用智能筋与温度补偿用智能筋；智能筋内部的光纤上设有若干光纤光栅传感器，光纤位于智能筋本体端部的位置套有松管；温度补偿用智能筋在索股一端不参与锚固，应变监测用智能筋与温度补偿用智能筋均在索股另一端锚固且它们的光纤通过导线从锚具内引出外接光时域反射仪。通过应变监测用智能筋的波长变化减去温度补偿用智能筋的波长变化即为索股实际承载引起的波长变化，可进一步换算得到索股实际承载的应变和应力状态，不同部位的光栅感器可对应监测不同部位的应变和应力状态。

技术领域

本实用新型涉及碳纤维复合材料智能缆索，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，便于对缆索的应力进行检测。

背景技术

桥梁缆索是斜拉桥、悬索桥和系杆拱桥的核心组成部分。而智能缆索在承受桥梁结构自重和桥上动载的同时可以实现对缆索长期工作状态的实时监测，为缆索在服役期健康状态提供科学数据，确保使用期内的安全。

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。但是，光栅布拉格波长对温度与应变均敏感，其本身无法区别温度和应变分别引起的波长变化，导致温度和应变的交叉敏感问题制约其发展。因此在进行应变传感测量时，如何消除温度的影响是智能缆索研究的重要内容，故一种能够有效地进行温度补偿，消除温度对应变传感测量的影响的碳纤维复合材料智能缆索及其制索方法亟待提出。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种考虑温度补偿的碳纤维复合材料智能缆索，该智能缆索可以对温度进行补偿，排除温度的干扰，准确监测缆索不同部位的应变及应力状态，为缆索在服役期的运行状态提供科学的检测数据。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种考虑温度补偿的碳纤维复合材料智能缆索，包括索股，索股两端锚固在锚具内，其中，所述索股主要由多根碳纤维复合材料智能筋组成，或多根碳纤维复合材料智能筋与多根碳纤维复合材料普通筋混合组成，所述多根碳纤维复合材料智能筋中包括应变监测用智能筋与温度补偿用智能筋；所述碳纤维复合材料智能筋包括智能筋本体和设置在智能筋本体内部的光纤，光纤上设有若干光纤光栅传感器，光纤位于智能筋本体端部的位置套有松管，光纤两端露出智能筋本体之外并通过设置在智能筋两端的临时套管保护使不外露；索股外面为护套，索股的两端剥除护套使露出端部，索股端部散丝锚固在锚具内，所述温度补偿用智能筋在索股一端不参与锚固，所述应变监测用智能筋与温度补偿用智能筋均在索股另一端锚固且它们的光纤通过导线从锚具内引出外接光时域反射仪。

可选地，所述索股两端套有连接筒，所述锚具设置在连接筒外端，索股的端部穿过连接筒再锚固到锚具内，连接筒内设有密封填料。

可选地，若干光纤光栅传感器的分布位置中至少包括与缆索长度中点及锚固点对应的部位。

可选地，所述松管长度为1米至2米。

上述考虑温度补偿的碳纤维复合材料智能缆索的制备方法：首先确定缆索长度、监测部位，制作光纤，根据监测部位在光纤上布置光纤光栅传感器；然后在光纤两端套上松管，通过拉挤成型工艺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；然后将碳纤维复合材料智能筋的两端从松管部位剥开，露出光纤，采用套管临时保护外露光纤。