[發明專利]一種預應力筋群錨固狀態分布式監測結構和方法

有效

• 申請號: 202011503379.X
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN113008422B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 凌建明;陳卉;曾孟源;趙鴻鐸;吳荻非
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 嚴晨;許亦琳

1.一種預應力筋群錨固狀態分布式監測結構，其特征在于，包括鋪面本體(1)和分布式傳感光纖(4)，所述鋪面本體(1)包括混凝土結構(11)和交叉分布的預應力筋群(12)，至少部分的所述預應力筋群(12)中的預應力筋包括外露于混凝土結構(11)的外露部(123)，至少部分的所述外露部(123)上套設有相互配合的錨固件(3)和承壓件(2)，所述承壓件(2)位于錨固件(3)和混凝土結構(11)之間，所述承壓件(2)上包括光纖容納槽(21)，所述分布式傳感光纖(4)包括感應段光纖(41)和緩沖段光纖(42)，還包括封裝件(22)，所述感應段光纖(41)通過封裝件(22)封裝于光纖容納槽(21)中，所述緩沖段光纖(42)位于感應段光纖(41)之間；

所述感應段光纖(41)采用緊包光纖，所述感應段光纖(41)的光纖纏繞直徑d₂滿足如下公式：

ΔF≤0.01F_p；

其中，d_p為預應力筋的公稱直徑，E為承壓件(2)的彈性模量，μ為承壓件(2)的泊松比，ε_min為感應段光纖(41)解析的最小頻移，ΔF為預應力筋錨固狀態監測的最小識別精度，F_p為預應力筋的張拉錨固力。

2.如權利要求1所述的預應力筋群錨固狀態分布式監測結構，其特征在于，所述分布式傳感光纖(4)為單模光纖；

和/或，所述分布式傳感光纖(4)的抗拉強度≥30N；

和/或，所述分布式傳感光纖(4)在1500nm的衰減≤0.22db/km。

3.如權利要求1所述的預應力筋群錨固狀態分布式監測結構，其特征在于，單個的承壓件2上的感應段光纖(41)的長度為4～8m；

和/或，d_p為9～16mm，F_p為60～400kN，d₂為0.6～0.9mm；

和/或，兩個承壓件2之間的緩沖段光纖(42)的長度為2～6m；

和/或，所述緩沖段光纖的布設形狀為線性布設、曲線布設、環形布設中的一種或多種的組合；

和/或，所述緩沖段光纖(42)采用鎧裝光纖。

4.如權利要求1所述的預應力筋群錨固狀態分布式監測結構，其特征在于，各預應力筋的外露部(123)上均套設有相互配合的錨固件(3)和承壓件(2)；

和/或，所述承壓件(2)為中空柱體，所述承壓件(2)的外徑為5～10cm，所述承壓件(2)的厚度h滿足如下公式：

wn≤h≤1.2wn；

其中，w為感應段光纖41的寬度，d₂為光纖纏繞直徑，L_min為感應段光纖41解析的最小空間分辨率，n為螺旋分布的圈數；

和/或，所述承壓件(2)包括一個或多個延伸方向與承壓件(2)延伸方向一致的光纖容納槽(21)，單個承壓件(2)中光纖容納槽(21)的個數為1～14，光纖容納槽(21)的內徑d₁滿足如下公式：

1.05d_p≤d₁≤1.4d_p；

其中，d_p為預應力筋的公稱直徑；

和/或，所述光纖容納槽(21)分布于承壓件(2)的側面，所述光纖容納槽(21)的深度為1～2mm，所述光纖容納槽(21)的寬度為1～2mm；

和/或，感應段光纖(41)在承壓件(2)的側面上螺旋均勻分布，螺旋分布的圈數n滿足如下公式：其中，L_min為感應段光纖(41)解析的最小空間分辨率；

和/或，所述封裝件(22)為柔性封裝件，所述封裝件(22)與承壓件(2)之間通過粘結劑粘結。

5.如權利要求4所述的預應力筋群錨固狀態分布式監測結構，其特征在于，h為2～4cm。

6.如權利要求4所述的預應力筋群錨固狀態分布式監測結構，其特征在于，d₁為1.5～3cm。