CN209086497U - 一种光纤侧置式智能钢绞线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光纤侧置式智能钢绞线，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，在外层钢丝之间的凹部设置有光纤，所述光纤埋设于涂覆层内，涂覆层与钢绞线钢丝紧密结合，谐调变形，可实现钢绞线应力的监测。本实用新型所采用技术方案无需抽出钢绞线的中心钢丝，应用更为简便；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，确保结构受力安全；且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。

Description

一种光纤侧置式智能钢绞线

技术领域

本实用新型涉及钢绞线技术领域，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，由于先要将光纤设置于纤维增强筋中，加工成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提出一种智能钢绞线，使光纤设置于钢绞线的外层钢丝之间的凹部，并埋设于钢绞线的防护涂覆层内。此技术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的方案，以解决已有技术存在的上述问题。

本实用新型的目的是这样实现的：一种光纤侧置式智能钢绞线，由多根钢丝扭绞成型构成，在所述钢绞线的外周有涂覆层，在钢绞线外层的相邻钢丝之间凹部的涂覆层中设置有光纤，所述光纤采用基于布里渊分布式传感技术，光纤从钢绞线的端部引出。

本实用新型的另一种实现方式为：一种光纤侧置式智能钢绞线，由多根钢丝扭绞成型构成，在所述钢绞线的外周有涂覆层，在钢绞线外层的相邻钢丝之间凹部的涂覆层中设置有光纤，所述光纤采用光栅传感技术，即光纤的长度方向上至少设置有一个光栅。

优选地，所述光纤从钢绞线任意长度上的所需部位剥开涂覆层后引出。

优选地，利用钢绞线外层相邻钢丝的n个凹部，设置1～n根光纤，n＝外层钢丝根数。

优选地，在所述外层钢丝和中心钢丝之间填充有防腐介质。

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为光纤侧置式智能钢绞线的立体图；

图2为光纤侧置式智能钢绞线的横断面结构示意图。

图3为设置有多根光纤的智能钢绞线的横断面结构示意图。

其中：

钢绞线1；

光纤2；

钢绞线组成钢丝3，包括中心丝和外层钢丝；

钢绞线涂覆层4；

钢绞线外层钢丝之间的凹部5。

具体实施方式

实施例一：一种光纤侧置式智能钢绞线，如图1～图2所示。一种光纤侧置式智能钢绞线1，由多根钢丝3扭绞成型构成，在钢绞线1的外周有涂覆层4(环氧涂层)，在所述外层相邻钢丝3之间凹部5的涂覆层4中设置有光纤2，所述光纤2采用基于布里渊分布式传感技术，光纤2从钢绞线1的端部引出。

作为本实施例的一种变换，所述光纤2采用光栅传感技术，即光纤2的长度方向上设置有光栅，作为传感元件，实现监测功能。

作为本实施例的又一种变换，所述光纤2从钢绞线任意长度上的所需部位剥开涂覆层4后引出。

实施例二：一种光纤侧置式智能钢绞线，如图3所示。在钢绞线1的涂覆层4中设置有多根光纤，利用钢绞线外层钢丝的n个凹部5，可设置1～n(n＝外层钢丝根数)根光纤2，图3所示为设置了3根光纤2。

除上述实施例外，本实用新型所用的钢绞线可以采用外层钢丝和中心钢丝之间填充有防腐介质的钢绞线，如图3所示。本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光纤侧置式智能钢绞线，由多根钢丝（3）扭绞成型构成，其特征在于：在所述钢绞线的外周有涂覆层（4），在钢绞线外层的相邻钢丝（3）之间凹部（5）的涂覆层（4）中设置有光纤（2），所述光纤（2）采用基于布里渊分布式传感技术，光纤（2）从钢绞线（1）的端部引出。

2.根据权利要求1所述的一种光纤侧置式智能钢绞线，其特征在于：所述光纤（2）从钢绞线任意长度上的所需部位剥开涂覆层（4）后引出。

3.根据权利要求1所述的一种光纤侧置式智能钢绞线，其特征在于：利用钢绞线外层相邻钢丝（3）的n个凹部（5），设置1～n根光纤， n=外层钢丝根数。

4.根据权利要求1所述的一种光纤侧置式智能钢绞线，其特征在于：在所述钢绞线的外层钢丝和中心钢丝之间填充有防腐介质。

5.一种光纤侧置式智能钢绞线，由多根钢丝（3）扭绞成型构成，其特征在于：在所述钢绞线的外周有涂覆层（4），在钢绞线外层的相邻钢丝（3）之间凹部（5）的涂覆层（4）中设置有光纤（2），所述光纤（2）采用光栅传感技术，即光纤（2）的长度方向上至少设置有一个光栅，光纤（2）从钢绞线（1）的端部引出。

6.根据权利要求5所述的一种光纤侧置式智能钢绞线，其特征在于：所述光纤（2）从钢绞线任意长度上的所需部位剥开涂覆层（4）后引出。

7.根据权利要求5所述的一种光纤侧置式智能钢绞线，其特征在于：利用钢绞线外层相邻钢丝（3）的n个凹部（5），设置1～n根光纤， n=外层钢丝根数。

8.根据权利要求5所述的一种光纤侧置式智能钢绞线，其特征在于：在所述钢绞线的外层钢丝和中心钢丝之间填充有防腐介质。