[實用新型]錨索框架組合結構的光纖Bragg光柵測力傳感器

有效

• 申請號: 201120558304.1
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN202403851U
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 李川;孟磊
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種錨索框架組合結構的光纖Bragg光柵測力傳感器，具體涉及一種邊坡預應力錨索和混凝土樁共同作用結構的錨索錨頭處整體拉力和錨固段鉆孔內錨索受力的測量的光纖Bragg光柵測量裝置。屬光電子測量技術領域。

背景技術

錨索框架組合結構通常應用于公路、鐵路、水利工程中的高陡邊坡，是一種主動承受土體測向壓力的加固結構。錨索安裝完成后巖土自身的風化作用和錨索自身的受力，蠕動變形和應力松弛都會改變錨索框架的受力狀態,特別是坡面壓縮變形,會使錨索張拉完成鎖定后的預應力損失，易造成邊坡失穩事故。

預應力錨索通常選用具有高強度的同時具有較小量的松弛值。公稱直徑15.24?mm,由7根????????????????????????????????????????????????mm的鋼絞線捻制而成，公稱面積140.00?mm2，單根錨索破斷負荷260?kN，縱向受拉預應力筋最大應變變化不小于3.5%，強度級別1860?MPa。當錨索的鋼絞線在70%破斷負荷時，低松弛鋼絞線1000小時應力損失為2.5%，在60%破斷負荷時為1%，在50%破斷負荷時可忽略不計。中國工程建設標準化協會發布的《巖土錨桿（索）技術規范》（CECS?22:2005）中對監測信息反饋和處理中的相關規定，當所監測的錨桿（索）初始預應力值的變化大于軸向拉力的10%時，應采取重復張拉或適當卸荷等措施。并且鉆孔內水泥砂漿抗壓強度為20?MPa，如果水泥砂漿結構破壞，錨索與水泥砂漿的摩擦阻力會受到影響，影響錨固結構安全。因此可以通過測量錨索所錨頭及錨固體內受力情況，反應結構體安全狀態。

鄧年春撰寫的“光纖光柵在預應力鋼絞線應力監測中的應用”《哈爾濱工業大學學報》，2007年10月刊，第39卷第10期，1550~1553。在鋼絞線上直接粘貼光纖光柵或應變片，由于錨索的特殊結構，單根鋼絲不均勻變形影響產生不均勻變形，難以反映整束錨索受力情況。

實用新型內容

本實用新型提供一種錨索框架組合結構的光纖Bragg光柵測力傳感器,通過光纖Bragg光柵避免了直接與灌漿體接觸，可以準確測量整束錨索受力情況。

本實用新型采用的技術方案是：裝置由錨頭測點光纖Bragg光柵1、光纖2、錨墩3、錨頭夾具4、錨索5、夾片6、彈性敏感元件7、墊板8、內管9、外管10、錨索鉆孔11、水泥砂漿12、錨固段測點光纖Bragg光柵13組成；傳感器光纖Bragg光柵測點包括錨頭測點和錨固段測點，傳感器測點間通過光纖2串聯；在錨索框架組合結構錨墩3處預先放置墊板8，夾片6鎖緊錨索5，錨索5通過錨頭夾具4和彈性敏感元件7連接，錨頭測點光纖Bragg光柵1沿軸向粘貼于安裝在格子梁錨索夾具4下方的彈性敏感元件7上；錨固段在錨索鉆孔9內將錨固段測點光纖Bragg光柵13粘貼于開孔內管9兩端中軸線處，內管9通過螺紋與外管10連接，傳感結構隨同錨索5安裝在錨索錨固段鉆孔11內密封在水泥砂漿12中。

本實用新型的有益效果是：

1、實現了整體拉力的在線測量；本實用新型將光纖Bragg光柵貼在彈性敏感元件上，通過把錨索總體拉力的測量轉換成對光纖Bragg光柵的中心波長移位的測量。

2、設計采用圓管形應變傳感結構，內管與外管用螺紋連接，外管凸緣可以更好的固定在混凝土內，避免了錨索的特殊結構及錨固段混凝土影響，敏感元件無法直接粘貼的問題。同時，將光纖Bragg光柵封裝在內管中，避免了直接與灌漿體接觸。

附圖說明

圖1為本實用新型的基本結構示意圖；

圖中：1-錨頭測點光纖Bragg光柵、2-光纖、3-錨墩、4-錨頭夾具、5-錨索、6-夾片、7-彈性敏感元件、8-墊板、9-內管、10-外管、11-錨索鉆孔、12-水泥砂漿、13-錨固段測點光纖Bragg光柵。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，以便技術人員的理解：