CN211522884U

CN211522884U - 一种自感知挤压拉索

Info

Publication number: CN211522884U
Application number: CN201922325032.XU
Authority: CN
Inventors: 白石; 黄金; 席晓卿; 陈桂军; 欧进萍
Original assignee: Intellectual Fiber Composite Reinforcement Nantong Co ltd
Current assignee: Intellectual Fiber Composite Reinforcement Nantong Co ltd
Priority date: 2019-12-22
Filing date: 2019-12-22
Publication date: 2020-09-18
Anticipated expiration: 2029-12-22

Abstract

本实用新型提供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。

Description

一种自感知挤压拉索

技术领域

本实用新型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。

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。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种易制作、精度高、耐久性好的自感知挤压拉索。

为达到上述目的，本实用新型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。

采用本实用新型技术方案，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。

采用上述优选的方案，结构牢固，便于进行自感知挤压拉索的张拉。

进一步地，所述固定端锚部件和张拉端锚部件均为挤压式锚头。

采用上述优选的方案，锚固可靠。

进一步地，所述测试跳线出线端放置在张拉端锚部件的筒体内。

采用上述优选的方案，结构牢固，方便测试并对测试跳线进行保护。

进一步地，所述光纤光栅传感器的光纤光栅位于索体的中间自由段。

采用上述优选的方案，光纤光栅可与索体协同变形。

进一步地，未嵌设有光纤光栅传感器的钢绞线的中心丝端部嵌入锥套，在锚固组件的筒体内设有端盖，端盖上设有供测试跳线穿设的小孔，在端盖与索体端面之间的空间内填充有阻燃材料。

采用上述优选的方案，能防止环氧铁砂高温固化时漏浆。

进一步地，在锚固组件的筒体端部与索体PE层外周之间连接有套筒和套筒盖板，所述套筒盖板套设于索体PE层外周。

采用上述优选的方案，方便作业，对索体剥离裸露端进行保护。

进一步地，所述测试跳线的一端连接到光纤光栅解调仪。

采用上述优选的方案，可实时监测拉索索力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型自感知挤压拉索一种实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型自感知挤压拉索张拉端的局部结构示意图；

图3是索体的横截面示意图；

图4是自感知挤压拉索的制作流程图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

1-索体；101-钢绞线；1011-中心丝；1012-边丝；102-PE层；2-光纤光栅传感器；3-测试跳线；4-固定端锚部件；5-张拉端锚部件；6-套筒盖板；7-套筒；8-端盖；9-锥套；10-阻燃材料；11-阻燃棉花；12-光纤光栅解调仪。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，一种自感知挤压拉索，包括索体1和两端的锚固组件，索体1由多根钢绞线101组合而成，每根钢绞线101由中心丝1011和多根边丝1012绞合而成，索体内有一根或者多根钢绞线101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2，光纤光栅传感器2是一根写入了一个或多个光纤光栅的单模光纤，光纤光栅传感器2的端部与测试跳线3相熔接。

采用上述技术方案的有益效果是：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。

在本实用新型的另一些实施方式中，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。采用上述技术方案的有益效果是：可提高光纤光栅传感器的量程。

如图1所示，在本实用新型的另一些实施方式中，所述锚固组件包括张拉端锚部件5和固定端锚部件4，固定端锚部件4套设于索体1的固定端，张拉端锚部件5套设于索体1的张拉端。采用上述技术方案的有益效果是：结构牢固，便于进行自感知挤压拉索的张拉。

在本实用新型的另一些实施方式中，固定端锚部件4和张拉端锚部件5均为挤压式锚头。采用上述技术方案的有益效果是：锚固可靠。

在本实用新型的另一些实施方式中，测试跳线3出线端放置在张拉端锚部件5的筒体内。采用上述技术方案的有益效果是：结构牢固，方便测试并对测试跳线进行保护。

在本实用新型的另一些实施方式中，光纤光栅传感器2的光纤光栅位于索体1的中间自由段。采用上述技术方案的有益效果是：光纤光栅可与索体协同变形。

如图2所示，在本实用新型的另一些实施方式中，未嵌设有光纤光栅传感器的钢绞线的中心丝端部嵌入锥套9，在锚固组件的筒体内设有端盖8，端盖8上设有供测试跳线3穿设的小孔，在端盖8与索体端面之间的空间内填充有阻燃材料10。采用上述技术方案的有益效果是：能防止环氧铁砂高温固化时漏浆。

如图1、2所示，在本实用新型的另一些实施方式中，在锚固组件的筒体端部与索体PE层外周之间连接有套筒7和套筒盖板6述套筒盖板6套设于索体PE层102外周。采用上述技术方案的有益效果是：方便作业，对索体剥离裸露端进行保护。

在本实用新型的另一些实施方式中，测试跳线3的一端连接到光纤光栅解调仪12。采用上述技术方案的有益效果是：可实时监测拉索索力。

如图4所示，介绍了自感知挤压拉索的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、下料编索：先将钢绞线和内嵌光纤光栅传感器的钢绞线预先准备好，并按照规定长度进行切割，再一起放入穿丝板进行编索成束；

步骤2、挤塑：将成束的钢绞线牵引至挤塑机进行挤塑工序，再进入冷却水槽冷却；

步骤3、定位切割：根据索体定长进行定位切割，预留1m为剥纤长度；

步骤4、剥PE层及切割钢绞线：根据锚固组件规格，其所需剥PE层长度加上剥纤段长度即为自感知拉索张拉端剥PE层长度；剥除PE层后，按照索体净长标记位置，将索体中普通钢绞线逐根切除，留出内嵌光纤光栅传感器的钢绞线；

步骤5、安装锚固组件：依次将套筒盖板、套筒、锚固组件穿入索体；此时将自感知钢绞线打开，并切除边丝，将中心丝内隐藏的引线采用专用刀具挑出后切除中心丝；在未内嵌光纤光栅传感器的钢绞线的中心丝上嵌入锥套，内嵌光纤光栅传感器的钢绞线不需嵌入锥套；采用千斤顶对锚固组件进行挤压；

步骤6、灌浆固化：挤压完成后装上张拉端锚部件的端盖，将光纤从端盖中心孔穿出，在端盖内塞入阻燃材料，在端盖中心孔塞入阻燃棉花；从张拉端锚部件筒体与端盖相对的一端倒入配好的环氧铁砂，经振捣密实后，放入高温固化炉进行固化；

步骤7、熔接光纤测试跳线：固化完成后，将光纤剥开并熔接光纤测试跳线，将光纤测试跳线卷好放置于张拉端锚部件内。

采用上述制作方法，确保了自感知挤压拉索的锚固性能，以及对光纤光栅传感器进行了可靠有效的防护。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种自感知挤压拉索，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的自感知挤压拉索，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的自感知挤压拉索，其特征在于，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。

4.根据权利要求3所述的自感知挤压拉索，其特征在于，所述固定端锚部件和张拉端锚部件均为挤压式锚头。

5.根据权利要求3所述的自感知挤压拉索，其特征在于，所述测试跳线出线端放置在张拉端锚部件的筒体内。

6.根据权利要求1所述的自感知挤压拉索，其特征在于，所述光纤光栅传感器的光纤光栅位于索体的中间自由段。

7.根据权利要求1所述的自感知挤压拉索，其特征在于，未嵌设有光纤光栅传感器的钢绞线的中心丝端部嵌入锥套，在锚固组件的筒体内设有端盖，端盖上设有供测试跳线穿设的小孔，在端盖与索体端面之间的空间内填充有阻燃材料。

8.根据权利要求7所述的自感知挤压拉索，其特征在于，在锚固组件的筒体端部与索体PE层外周之间连接有套筒和套筒盖板，所述套筒盖板套设于索体PE层外周。

9.根据权利要求1所述的自感知挤压拉索，其特征在于，所述测试跳线的一端连接到光纤光栅解调仪。