CN2716315Y - 带传感光纤光缆的锚索索体 - Google Patents

Abstract

一种带传感光纤光缆的锚索索体，涉及一种带传感系统的锚索索体，由带有光纤光缆传感系统的预应力钢绞线或钢丝索构成，所述的光纤光缆传感系统为光纤光缆构成的内嵌式或外置式光纤光缆传感系统，当所述光纤光缆传感系统是单芯光纤光缆构成的内嵌式光纤光缆传感系统时，该光纤光缆被粘贴在钢绞线的中心丝与侧丝的间隙之间或一束钢丝索内的钢丝间隙间，与钢绞线或钢丝索具有相同的旋向和捻距；当所述带传感光纤光缆的锚索索体的光纤光缆传感系统是单芯光纤光缆构成的外置式光纤光缆传感系统时，传感光纤光缆被粘贴在钢绞线或钢丝索外，与钢丝具有相同或相反的旋向。该锚索索体能方便地与光纤锚索监测装置配套，即时识别锚索的受力和损伤情况。

Description

带传感光纤光缆的锚索索体

技术领域：

本实用新型涉及一种锚索索体，特别是一种由带有光纤光缆传感系统的预应力钢绞线或钢丝索构成的锚索索体。

背景技术：

光纤检测技术是利用在光纤埋设部位由于外界因素的变化使光在光纤中传播时光强、相位、偏振态以及波长(或频率)等特征参量发生变化，从而对光纤埋设部位进行检测和信号传输的技术。轻细、柔韧并具有良好的可埋入性的光纤，能集信息传输与传感于一体，由它构成的传感器，只需一光源和一探测线路，就可以对沿光纤传输路径上长达数千米甚至数十千米的信息(如应力、温度、损伤请况等)进行测量与监控。在航天、航空领域中利用埋入式复合材料中的光纤传感技术检测结构内部的应变和探测结构的破坏情况，已充分显示了这是一种有效的无损检测新技术。专利号为：02138980.2的光纤光栅锚索长期工作状态的监测方法及装置中公开了一种光纤锚索的布置方法，即将其光纤布置在钢绞线的外侧，光纤容易受损，如若钢绞线一旦受力，该光纤会受钢绞线外介质的剪力作用，使光纤在正式工作前就已被损伤或损坏，不但使光纤寿命大大缩小，而且光纤的测量结果大受影响；该方法中还提到光纤还可布置在钢丝的凹槽里，这样虽然可以保护光纤正常工作，但却损伤了钢丝，降低了锚索的整体受力性能，同样影响了锚索的长期工作性能和使用寿命，此外，光纤光栅到检测时临时埋入、既不准确、也不够方便。

发明内容：

本实用新型要解决的技术问题是：解决现有预应力锚索中含光栅的光纤布置不合理、施工不便的问题，提供一种由带有光纤传感系统的预应力钢绞线或钢丝索构成的锚索索体，使用该锚索索体的锚索能方便地与光纤锚索长期工作状态监测装置配套，即时识别本身锚索的受力和损伤情况。

解决其上述技术问题的方案是：一种带传感光纤光缆的锚索索体，其特征在于：该锚索索体由带有光纤光缆传感系统的预应力钢绞线或钢丝索构成，所述的光纤光缆传感系统为光纤光缆构成的内嵌式或外置式光纤光缆传感系统。

其方案之一是：所述带传感光纤光缆的锚索索体由至少有一根钢绞线内嵌有光纤光缆传感系统的预应力钢绞线束构成，所述光纤光缆传感系统是单芯光纤光缆构成的内嵌式光纤光缆传感系统，该光纤光缆被粘贴在钢绞线的中心丝与侧丝的间隙之间，与钢绞线具有相同的旋向和捻距。

其方案之二是：所述带传感光纤光缆的锚索索体由内嵌有光纤光缆传感系统的钢丝索构成，所述光纤光缆传感系统是单芯光纤光缆构成的内嵌式光纤光缆传感系统，该光纤光缆被粘贴在一束钢丝索内的钢丝间隙间，与钢丝索具有相同的旋向和捻距。

其方案之三是：所述带传感光纤光缆的锚索索体由带有外置式光纤光缆传感系统的预应力钢绞线或钢丝索构成，传感光纤光缆被粘贴在钢绞线或钢丝索外，与钢绞线或钢丝索具有相同的旋向或相反的旋向。

由于采用上述结构，当采用光纤锚索长期工作状态监测装置对锚索长期工作状态进行监测时，采用本实用新型之带传感光纤的锚索索体制成的锚索与现有背景技术所述的临时置入含光栅光纤的锚索相比，产生的有益效果是：

1、能方便地与采用光纤光时域反射技术(OTDR)的光纤锚索长期工作状态监测仪配套，即时识别本身锚索体材料的受力和损伤情况，而无需检测时临时埋入光纤或光纤光缆，检测结果准确可靠；

2、该光纤光缆内嵌在钢绞线的中心丝与侧丝的间隙之间或置于钢丝索内钢丝间隙之间或外置于钢绞线或钢丝索外侧，不受剪力作用，不易损伤或损坏，不受施工环境的制约；

3、无损检测，不影响埋设部位的锚索性能和力学参数；

4、不受监测对象的时空限制，能实现远距离信号传输和测量控制，索体全长均可测量；

5、内嵌光纤光缆直接通过索体锚固区，无需专用线路通道；外置式光纤光缆不直接通过索体锚固区，可由锚具的透气孔等预留孔道中引出；

6、可工厂标准化生产。

下面，结合附图和实施例对本实用新型之带传感光纤光缆的锚索索体的技术特征作进一步的说明。

附图说明：

图1：实施例一所述带传感光纤光缆的锚索索体的内嵌式光纤光缆传感系统置于钢绞线中的安装分布示意图；图2：图1的左视图；

图3：实施例二所述带传感光纤光缆的锚索索体的内嵌式光纤光缆传感系统置于钢丝索中的安装分布示意图；

图4：实施例三所述带传感光纤光缆的锚索索体的外置式光纤光缆传感系统置于钢绞线外的安装分布示意图；

图5：实施例四所述带传感光纤光缆的锚索索体的外置式光纤光缆传感系统置于钢丝外的安装分布示意图。

图中：

1-粘贴在钢绞线中心丝与侧丝间隙之间，与钢绞线具有相同的旋向和捻距的光纤光缆；2-钢绞线；3-内径大于Φ0.9mm的保护钢管；4-钢丝索；5-置于钢丝索间隙，与钢丝索具有相同旋向和捻距的光纤光缆；6₁-粘贴在钢绞线外与钢绞线具有相同的旋向和捻距的光纤光缆；6₂-粘贴在钢绞线外与钢绞线具有相反的旋向的光纤光缆；7₁-粘贴在钢丝索外与钢丝索具有相同的旋向和捻距的光纤光缆；7₂-钢丝索外与钢丝索具有相反旋向的光纤光缆。

具体实施方式：

实施例一：

一种带传感光纤光缆的锚索索体，由至少有一根钢绞线内嵌有光纤光缆传感系统的预应力钢绞线束构成，所述的光纤光缆传感系统是单芯光纤光缆构成的内嵌式光纤光缆传感系统，该光纤光缆1被粘贴在钢绞线2的中心丝与侧丝的间隙之间，与钢绞线2具有相同的旋向和捻距(参见图1、图2)，该图为钢绞线去掉一根边丝露出粘结光纤光缆的结构示意图。

作为本实用新型实施例一的一种变换，所述光纤光缆传感系统布置在钢绞线的中心丝与侧丝的间隙之间的光纤光缆数根据需要而定，可以是1条，也可以2条、3条、4条、5条或6条。

在一个锚固单元(或一个锚板)中，内嵌有光纤光缆传感系统的预应力钢绞线的根数根据实际应用的需要决定，可以一根，也可以在受力最大的边缘选几根，也可以在不同的位置选取多根，每一根中可布置1条光纤，也可以布置多条光纤同时监测，以确保数据的完整可靠。

实施例二：

一种带传感光纤光缆的锚索索体，所述带传感光纤光缆的锚索索体由内嵌有光纤光缆传感系统的钢丝索构成，所述光纤光缆传感系统是单芯光纤光缆构成的内嵌式光纤光缆传感系统，该光纤光缆5被粘贴在一束钢丝索4内的钢丝间隙间，与钢丝索4具有相同的旋向和捻距，光纤光缆5的数量为n条(1≤n≤400)，参见图3。

作为本实用新型实施例一、实施例二的一种变换，所述带传感光纤光缆的锚索索体的内嵌式传感系统的光纤光缆1或5的引出段外可套有内径大于Φ0.9mm的保护钢管3。

实施例三：

一种带传感光纤光缆的锚索索体，由带有外置式光纤光缆传感系统的预应力钢绞线构成，所述外置式光纤光缆传感系统是被粘贴在钢绞线2外的传感光纤光缆，传感光纤光缆6₁与钢绞线具有相同的旋向，传感光纤光缆6₂与钢绞线具有相反的旋向(参见图4)。

实施例四：

一种带传感光纤光缆的锚索索体，由带有外置式光纤光缆传感系统的钢丝索构成，所述外置式光纤光缆传感系统是被粘贴在钢丝索4外的传感光纤光缆，传感光纤光缆7₁与钢丝索具有相同的旋向，传感光纤光缆7₂与钢丝索具有相反的旋向(参见图5)。

作为本实用新型各实施例的一种变换，所述带传感光纤光缆的锚索索体的内嵌式传感系统的光纤光缆1、5的引出段外套有内径大于Φ0.9mm的保护钢管3。

本实用新型各实施例所述的传感系统的光纤光缆1、5、6₁、6₂、7₁、7₂一般是光纤直径为Φ0.9mm的普通单芯光纤光缆，也可以是其他直径的光纤光缆，还可以根据需要，采用双芯或多芯光缆。

Claims (5)

1、一种带传感光纤光缆的锚索索体，其特征在于：该带传感光纤光缆的锚索索体由带有光纤传感系统的预应力钢绞线或钢丝索构成，所述的光纤光缆传感系统为光纤光缆构成的内嵌式或外置式光纤光缆传感系统。

2、根据权利1所述的带传感光纤光缆的锚索索体，其特征在于：所述带传感光纤光缆的锚索索体由至少有一根钢绞线内嵌有光纤光缆传感系统的预应力钢绞线束构成，所述光纤光缆传感系统是单芯光纤光缆构成的内嵌式光纤光缆传感系统，该光纤光缆(1)被粘贴在钢绞线(2)的中心丝与侧丝的间隙之间，与钢绞线(2)具有相同的旋向和捻距。

3、根据权利1所述的带传感光纤光缆的锚索索体，其特征在于：所述带传感光纤光缆的锚索索体由内嵌有光纤光缆传感系统的钢丝索构成，所述光纤光缆传感系统是单芯光纤光缆构成的内嵌式光纤光缆传感系统，该光纤光缆(5)被粘贴在一束钢丝索(4)内的钢丝间隙间，与钢丝索(4)具有相同的旋向和捻距。

4、根据权利1所述的带传感光纤光缆的锚索索体，其特征在于：所述带传感光纤光缆的锚索索体由至少有一根钢绞线带有光纤光缆传感系统的预应力钢绞线束或钢丝索构成，所述光纤光缆传感系统是单芯光纤光缆构成的外置式光纤光缆传感系统，传感光纤光缆被粘贴在钢绞线或钢丝索钢丝外侧，与钢绞线或钢丝索钢丝具有相同或相反的旋向。

5、根据权利2或3所述的带传感光纤光缆的锚索索体，其特征在于：所述的内嵌式传感系统的光纤光缆的引出段外套有内径大于Φ0.9mm的保护钢管(3)。