CN105544387B - 锚头吸湿及监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锚头吸湿及监测装置，包括环状光纤光栅、中空环状透水外壳和柱状吸水树脂，光纤光栅环套于透水外壳外，吸水树脂套设于透水外壳内，透水外壳周侧形成有若干孔洞，且透水外壳由容易变形的材料制成；还包括连接光纤光栅用于将其变形信号传输给外部的解调设备的传输光纤。本发明借助吸水树脂的吸水特性，实现了锚头的主动除湿，减少积水对锚头的腐蚀侵害。作为该树脂吸水膨胀的传感器件，光纤光栅具有体积小、灵敏度高、抗腐蚀等优点，能在锚头被积水腐蚀的环境下成活。与现有技术相比，它具有安装方便，主动防护，在线监测的优点。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁防腐技术领域，尤其是涉及一种桥梁钢缆索锚头吸湿及监测装置。
背景技术
随着我国基础建设的加速发展，桥梁建造的数量在不断地增长，缆索桥也逐渐发展成为一种重要的桥型。钢缆索作为最关键最脆弱的承重构件，在高应力、桥面交变荷载以及环境腐蚀介质的共同作用下，容易导致防护层失效，使钢丝受到侵蚀，从而影响到整个桥梁的耐久性和安全性。当缆索防护层材料发生开裂，钢缆索直接暴露于雨水和湿气中就会遭到腐蚀。更严重的情况是雨水顺着缆索方向，聚积于应力比较集中的锚头部位，进而引发腐蚀疲劳损伤。缆索桥的坍塌事故多源于此，不仅带来严重的经济损失，甚至造成人员的伤亡。由锚头腐蚀损伤引起的桥梁坍塌近几年国内外时有报道。为了保护锚头不被腐蚀，现有锚头防腐技术主要有以下两种：1、镀锌或涂装，为防止镀锌后发生氢脆破坏，应在镀锌处理后进行严格的脱氢处理。2、锚头内灌注油脂，即用充满油脂的锚杯将整个锚头罩住，使锚头和水汽隔绝。该方法的不足之处是油脂在水和其它腐蚀介质的作用下会失效。现有技术均局限于被动的防护，而不能进行主动地把水汽吸除并对积水进行监测。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种锚头吸湿及监测装置，能够主动吸湿并对积水进行监测。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种锚头吸湿及监测装置，包括环状光纤光栅、中空环状透水外壳和柱状吸水树脂，所述光纤光栅环套于所述透水外壳外，所述吸水树脂套设于所述透水外壳内，所述透水外壳周侧形成有若干孔洞，且所述透水外壳由容易变形的材料制成；还包括连接所述光纤光栅用于将其变形信号传输给外部的解调设备的传输光纤。
进一步的，所述透水外壳由容易变形的橡胶材料制成。
进一步的，所述光纤光栅呈圆环状，所述透水外壳呈中空圆柱状，所述吸水树脂呈圆柱状。
进一步的，所述光纤光栅环向粘贴于所述透水外壳的周侧面上。
进一步的，若干所述孔洞排布成栅格状。
本发明的有益效果是：本发明提供一种锚头吸湿及监测装置，可以作为现有锚头防腐技术的补充。通过在周侧具有若干孔洞的透水外壳内设置吸水树脂，并在透水外壳周侧环向设置光纤光栅，并通过传感光纤连接光纤光栅和外部解调设备，能够实现主动吸湿并对积水进行监测的功能。其工作原理如下：利用吸水树脂优越的吸水和膨胀的性能，将锚头处的水汽和积水吸除，从而实现了锚头的主动除湿，减少积水对锚头的腐蚀侵害。吸水的同时，该吸水树脂发生膨胀，由于透水外壳具有可变形特性，透水外壳的变形引起光纤光栅的变形，作为该吸水树脂吸水膨胀的传感器件，光纤光栅具有体积小、灵敏度高、抗腐蚀等优点，能在锚头被积水腐蚀的环境下成活，可实现锚头积水的在线实时监测。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明横切面结构示意图。
结合附图，作以下说明：
1——光纤光栅 2——透水外壳
3——吸水树脂 4——传输光纤
具体实施方式
为使本发明能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
如图1和图2所示，一种锚头吸湿及监测装置，包括环状光纤光栅1、中空环状透水外壳2和柱状吸水树脂3，所述光纤光栅环套于所述透水外壳外，所述吸水树脂套设于所述透水外壳内，所述透水外壳周侧形成有若干孔洞，且所述透水外壳由容易变形的材料制成；还包括连接所述光纤光栅用于将其变形信号传输给外部的解调设备的传输光纤4。这样，通过在周侧具有若干孔洞的透水外壳内设置吸水树脂，并在透水外壳外周侧环向设置光纤光栅，并通过传感光纤连接光纤光栅和外部解调设备，能够实现主动吸湿并对积水进行监测的功能。
其工作原理如下：利用吸水树脂优越的吸水和膨胀的性能，将锚头处的水汽和积水吸除，从而实现了锚头的主动除湿，减少积水对锚头的腐蚀侵害。吸水的同时，该吸水树脂发生膨胀，由于透水外壳具有可变形特性，透水外壳的变形引起光纤光栅的变形，作为该吸水树脂吸水膨胀的传感器件，光纤光栅具有体积小、灵敏度高、抗腐蚀等优点，能在锚头被积水腐蚀的环境下成活，可实现锚头积水的在线实时监测。
优选的，所述透水外壳由容易变形的橡胶材料制成。
优选的，所述光纤光栅呈圆环状，所述透水外壳呈中空圆柱状，所述吸水树脂呈圆柱状。
优选的，所述光纤光栅环向粘贴于所述透水外壳的周侧面上。
优选的，若干所述孔洞排布成栅格状。
本发明锚头吸湿及监测装置的制作方法如下：
首先，将圆柱状的吸水树脂置入中空圆柱状的透水外壳内，该透水外壳由橡胶材质做成，因此外壳能随着树脂的吸水膨胀而同时发生变形。透水外壳的环向设置栅格孔洞，以方便积水的渗入。然后，在透水外壳的外周侧环向粘贴光纤光栅，以监测吸水树脂产生的膨胀力。
综上，本发明借助吸水树脂的吸水特性，实现了锚头的主动除湿，减少积水对锚头的腐蚀侵害。作为该树脂吸水膨胀的传感器件，光纤光栅具有体积小、灵敏度高、抗腐蚀等优点，能在锚头被积水腐蚀的环境下成活，可实现锚头积水的在线实时监测。
以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种锚头吸湿及监测装置，其特征在于：包括环状光纤光栅(1)、中空环状透水外壳(2)和柱状吸水树脂(3)，所述光纤光栅环套于所述透水外壳外，所述吸水树脂套设于所述透水外壳内，所述透水外壳周侧形成有若干孔洞，且所述透水外壳由容易变形的材料制成；还包括连接所述光纤光栅用于将其变形信号传输给外部的解调设备的传输光纤(4)。
2.根据权利要求1所述的一种锚头吸湿及监测装置，其特征在于：所述透水外壳由容易变形的橡胶材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种锚头吸湿及监测装置，其特征在于：所述光纤光栅呈圆环状，所述透水外壳呈中空圆柱状，所述吸水树脂呈圆柱状。
4.根据权利要求1所述的一种锚头吸湿及监测装置，其特征在于：所述光纤光栅环向粘贴于所述透水外壳的周侧面上。
5.根据权利要求1所述的一种锚头吸湿及监测装置，其特征在于：若干所述孔洞排布成栅格状。
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