[發(fā)明專利]含碳纖維復(fù)合材料智能筋的主纜用索股及安裝方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810989063.2
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109183617A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱元林;劉禮華;趙軍;張春雷;周祝兵;周佳琪;黃盛彬
• 申請（專利權(quán)）人: 法爾勝泓昇集團(tuán)有限公司
• 主分類號: E01D19/16
• 分類號: E01D19/16;E01D21/00
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波;孫燕波

本發(fā)明涉及一種含碳纖維復(fù)合材料智能筋的主纜用索股及安裝方法，包括一根或多根碳纖維復(fù)合材料智能筋與若干根鋼絲，索股兩端套有連接筒，連接筒外端設(shè)有錨具，錨具與索股間通過灌注環(huán)氧冷鑄填料錨固連接；首先計算主纜用索股長度，制作含光纖光柵傳感器的光纖，將含有光纖光柵傳感器的光纖、碳纖維及環(huán)氧樹脂制作成碳纖維復(fù)合材料智能筋，將一根或多根碳纖維復(fù)合材料智能筋與若干根鋼絲組成索股，在索股兩端配置錨具及連接筒，光纖從索股兩端的錨具尾部引出，通過導(dǎo)線連接到能檢測光纖光柵變化的光時域反射儀上。采用該索股的主纜可以實(shí)時監(jiān)測主纜不同部位的變形及應(yīng)力狀態(tài)，提高懸索橋主纜使用安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含碳纖維復(fù)合材料智能筋的主纜用索股及安裝方法，主要用于懸索橋主纜。

背景技術(shù)

主纜是懸索橋的主要承重構(gòu)件，難以更換，被稱為懸索橋的生命線，一般需要有100年以上的使用壽命，在服役過程中，主纜鋼絲會受到海洋性氣候、水分等腐蝕介質(zhì)的影響而發(fā)生銹蝕，嚴(yán)重影響橋梁的安全性和耐久性。因此如何實(shí)現(xiàn)對主纜長期工作狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測，確保使用期內(nèi)的安全，是現(xiàn)代橋梁纜索技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

由于主纜本身的幾何線形構(gòu)造特點(diǎn)，懸索橋主纜鋼絲在不同部位的變形及應(yīng)力并不相同，例如在鞍座及索夾處主纜鋼絲存在彎曲及摩擦引起的應(yīng)力。傳統(tǒng)的應(yīng)力檢測手段，存在精度低、穩(wěn)定性差、無法獲得主纜不同部位的應(yīng)力狀態(tài)、不能實(shí)時在線監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提出一種含碳纖維復(fù)合材料智能筋的主纜用索股及安裝方法，采用該索股的主纜可以實(shí)時監(jiān)測主纜不同部位的變形及應(yīng)力狀態(tài)，為主纜在服役期健康狀態(tài)提供科學(xué)數(shù)據(jù)，避免了風(fēng)險。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種含碳纖維復(fù)合材料智能筋的主纜用索股，包括一根或多根碳纖維復(fù)合材料智能筋與若干根鋼絲，所述碳纖維復(fù)合材料智能筋包括光纖，光纖上設(shè)有若干光纖光柵傳感器，所述光纖光柵傳感器安裝于主纜索股上的主索鞍、散索夾、索夾處、中跨中點(diǎn)及錨頭點(diǎn)位置,索股表面通過纏包帶包扎。

優(yōu)選地，所述索股橫截面為六邊形，索股中碳纖維復(fù)合材料智能筋與鋼絲根數(shù)之和為61根、91根、127根或169根。

本發(fā)明提供一種含碳纖維復(fù)合材料智能筋的主纜用索股的安裝方法，首先計算懸索橋主纜用索股長度，找到關(guān)鍵部位在索股的位置，制作光纖，并根據(jù)關(guān)鍵部位的位置在光纖上布置光纖光柵傳感器；然后將光纖兩端套上塑料松管，通過拉擠成型工藝將含有光纖光柵傳感器的光纖、碳纖維及環(huán)氧樹脂制作成碳纖維復(fù)合材料智能筋；然后將碳纖維復(fù)合材料智能筋的兩端從含有塑料松管的部位剝開，露出光纖，可采用不銹鋼套管保護(hù)外露光纖；將一根或多根碳纖維復(fù)合材料智能筋與若干根鋼絲組成索股，然后用高強(qiáng)度定型纏包帶等間距地對成型后的索股進(jìn)行定型包扎；索股兩端配有錨具，碳纖維復(fù)合材料智能筋及鋼絲在錨具中發(fā)散開來，用分絲板來定位；錨具中灌注環(huán)氧冷鑄填料；光纖從索股兩端的錨具尾部引出，通過導(dǎo)線連接到能檢測光纖光柵變化的光時域反射儀上；在懸索橋主纜施工和服役期間，通過光時域反射儀監(jiān)測碳纖維復(fù)合材料智能筋在主纜不同關(guān)鍵部位的變形和應(yīng)力狀態(tài)，根據(jù)相鄰鋼絲與碳纖維復(fù)合材料智能筋變形一致的原則，獲得鋼絲在主纜不同關(guān)鍵部位的變形和應(yīng)力狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述光纖光柵傳感器具有高微應(yīng)變量及耐高溫特性，微應(yīng)變量達(dá)8000με～16000με，耐溫達(dá)180℃以上。

優(yōu)選地，所述用于制作碳纖維復(fù)合材料智能筋的環(huán)氧樹脂采用耐高溫環(huán)氧樹脂，要求環(huán)氧樹脂的玻璃化溫度為220℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明一種含碳纖維復(fù)合材料智能筋的主纜用索股及制作方法將含光纖光柵傳感器的光纖、碳纖維復(fù)合材料筋與懸索橋主纜鋼絲索股有機(jī)結(jié)合，較好地解決了將光纖光柵傳感器應(yīng)用于懸索橋主纜鋼絲索股的保護(hù)問題以及布設(shè)工藝的問題，能有效地保護(hù)光纖及光纖光柵傳感器，延長使用壽命。