[发明专利]基于光纤传感的钢筋混凝土腐蚀疲劳试验方法及其装置

摘要

基于光纤传感的钢筋混凝土腐蚀疲劳试验方法及其装置，所述的方法包括：1)浇筑钢筋混凝土梁及布置光纤光栅传感器；2)安装钢筋混凝土梁；3)电源连接；4)注入电解液；5)试验数据采集；按照所述的方法构建的装置包括待测钢筋混凝土梁、荷载分配梁、支撑装置、上端敞口的腐蚀槽、液压千斤顶、监测装置、直流稳压电源。本发明的优势是：充分考虑腐蚀介质和交变应力的耦合作用，与服役中的钢筋混凝土结构所处的使用环境更为接近，试验数据更有效可靠。

主权项

基于光纤传感的钢筋混凝土腐蚀疲劳试验方法，包括以下步骤：1)浇筑钢筋混凝土梁及布置光纤光栅传感器：绑扎钢筋骨架，在梁跨中截面的纵向受弯钢筋环向缠绕一圈光纤光栅应变传感器，用于监测钢筋的锈蚀情况；在梁跨中截面附近沿纵向受弯钢筋轴向粘贴光纤光栅应变传感器和用于温度补偿的光纤光栅温度传感器，用于监测钢筋的应力变化情况；在梁跨中截面附近沿纵向受弯钢筋轴向布置光纤光栅PH值传感器，用于监测钢筋表面的PH值变化情况；在纵向受弯钢筋上焊接一根与其竖向正交的构造钢筋并等间距布置光纤光栅氯离子浓度传感器，用于监测氯离子浓度随深度的变化情况；将绑扎好的钢筋骨架放入模板并浇筑混凝土，待养护完成后，在梁跨中截面外侧沿竖向等间距布置光纤光栅应变传感器和用于温度补偿的光纤光栅温度传感器，用于监测混凝土的应力变化情况；2)安装钢筋混凝土梁：将经步骤1)配置光纤光栅传感器的钢筋混凝土梁放置于腐蚀槽内的两个简支支座上，保证钢筋混凝土梁的下表面与简支支座的上垫板紧密贴合，二者之间不产生滑移；按照四点弯曲加载方式布置上层简支支座：在钢筋混凝土梁顶面的两个四分点处放置两个简支支座，将荷载分配梁放置于上层简支支座上，并在荷载分配梁上表面固定液压千斤顶；3)电源连接：用导线将直流稳压电源的正极与钢筋混凝土梁的外伸纵向受弯钢筋连接，负极与浸入电解质溶液内的不锈钢板连接，形成可以控制腐蚀速率的回路，用于加速腐蚀试验；4)注入电解液：在腐蚀槽内注入3％～5％的氯化钠溶液，溶液高度完全浸没外伸纵向受弯钢筋；5)试验数据采集：同时进行加速腐蚀和钢筋混凝土梁的疲劳加载试验，并对传感器进行数据采集与存储。