一种平行钢丝智能索的制作方法

文档序号:15522332发布日期:2018-09-25 19:47阅读:612来源:国知局

本实用新型涉及拉索技术领域,具体涉及一种平行钢丝智能索。



背景技术:

平行钢丝拉索广泛应用于桥梁工程中,包括斜拉桥的拉索、拱桥和悬索桥的吊索,拉索的静态索力是拉索施工与运营检测的重要参数,拉索的静态应力、动态应力及振动情况是检测拉索工作状态的重要指标,所以需要对拉索进行受力状况的监测。

公开号为CN107059619A的中国发明专利于2017年08月18日公开了一种平行钢丝桥梁智能斜拉索,其通过在索体的钢丝外周上设置呈螺旋状的凹槽,将光纤光栅应变传感器安装于凹槽内,在钢丝承受同等荷载下,光纤光栅传感器轴向应变可以随凹槽螺旋段倾斜角度增大而减少,避免光纤光栅应变传感器拉伸应变过大而出现断裂,解决了光纤光栅应变传感器监测量程不足的问题。但是由于拉索的使用年限很长,而在这个过程中光纤光栅应变传感器往往会有损坏,而该发明所公开的拉索在锚固后是无法再对光纤光栅应变传感器进行更换的,这就导致光纤光栅应变传感器损坏之后就再也无法对拉索的受力状况进行监测。



技术实现要素:

针对上述问题,提供了一种平行钢丝智能索,解决光纤光栅传感器损坏时无法更换的问题。

为达到上述目的,本实用新型所采用的技术方案是:一种平行钢丝智能索,包括

索体,所述索体包括外壳和钢丝,所述钢丝套设于所述外壳内,所述外壳分为上段外壳、中段外壳和下段外壳,所述中段壳体内壁设有中螺纹段,所述上段外壳和下段外壳的外壁分别设有与所述中螺纹段匹配的上螺纹段和下螺纹段,所述中螺纹段的长度小于所述上螺纹段或下螺纹段的长度,所述中段外壳分别螺纹连接所述上段外壳和下段外壳,处于所述下段外壳和中段外壳内的所述钢丝的外周上设有凹槽,且处于所述中段外壳内的所述凹槽呈螺旋状;

光纤光栅传感器,所述光纤光栅传感器粘贴于靠近所述中段外壳的所述凹槽中,所述光纤光栅传感器由冷接皮缆光纤的纤芯经光刻处理制作而成;以及

锚具,所述锚具锚固于所述索体的两端,所述锚具设有线孔,所述光纤光栅传感器的连接导线穿过所述线孔。

进一步地,所述凹槽中填充有环氧树脂,所述环氧树脂将所述光纤光栅传感器覆盖,往所述凹槽中填充环氧树脂胶进行保护,环氧树脂胶填充时对钢丝进行预拉伸,钢丝自然回缩的时候对环氧树脂形成预压,挤出环氧树脂胶内部的气泡,同时提高环氧树脂胶的弹性模量,进而提高对光纤光栅传感器的封装保护,也相应提高了光纤光栅传感器的极限抗拉能力。

进一步地,所述钢丝不少于三根,所述光纤光栅传感器为三个,三个所述光纤光栅传感器分别粘贴于三根所述钢丝上,三个所述光纤光栅传感器呈品字布置,测量三个方向的应力变化,得到的监测结果更全面,更精确。

进一步地,还包括温度传感器,所述温度传感器粘贴于所述光纤光栅传感器旁边,在索体使用环境温度变化较大时,能对光纤光栅传感器进行温度补偿,解决应力和温度交叉敏感的问题。

进一步地,所述中段外壳长10-20cm,所述下段外壳长25-40cm。

进一步地,所述中段外壳与所述上段外壳、下段外壳的连接处分别采用环氧树脂密封,避免水汽进入所述壳体内而影响所述光纤光栅传感器的准确性。

进一步地,所述上螺纹段远离所述中段外壳的一端固定设有两个上连接耳,所述下螺纹段远离所述中段外壳的一端固定设有两个与所述上连接耳对称的下连接耳,所述上连接耳和下连接耳上均设有连接孔,更换所述光纤光栅传感器时,使用螺栓分别穿过上连接耳和下连接耳的连接孔,然后用螺母将螺栓紧固,避免中段外壳脱离上段外壳或下段外壳时,钢丝瞬间受到的拉力过大而损坏。

通过采用上述技术方案,本发明的有益效果为:

本发明索体的外壳分为上段外壳、中段外壳和下段外壳,光纤光栅传感器粘贴于靠近中段外壳的凹槽中,光纤光栅传感器损坏时,将中段外壳旋到上段外壳或下段外壳上,将光纤光栅传感器暴露出来,就可以直接取出损坏的光纤光栅传感器,换上新的光纤光栅传感器,完成光纤光栅传感器的更换。

附图说明

图1是本实用新型一种平行钢丝智能索的结构示意图;

图2是图1中A-A的剖视图;

图3是本实用新型的钢丝的结构示意图;

其中,1-下段外壳,2-中段外壳,3-上段外壳,4-锚具,5-下螺纹段,6-上螺纹段,7-上连接耳,8-下连接耳,9-钢丝,10-光纤光栅传感器,11-凹槽。

具体实施方式

以下结合附图对实用新型的具体实施进一步说明。

参照图1、图2和图3所示,一种平行钢丝智能索,包括一根索体、三个光纤光栅传感器10和两个锚具4,光纤光栅传感器10安装于索体内。索体包括外壳和钢丝9,钢丝9不少于三根,钢丝9套设于外壳内。外壳分为上段外壳3、中段外壳2和下段外壳1,中段外壳2长10-20cm,下段外壳1长25-40cm,中段壳体内壁设有中螺纹段,上段外壳3和下段外壳1的外壁分别设有与中螺纹段匹配的上螺纹段6和下螺纹段5,中段外壳2分别螺纹连接上段外壳3和下段外壳1,螺纹连接处分别采用环氧树脂密封,中螺纹段的长度小于下螺纹段5的长度,使得中段外壳2可以完全旋到下段外壳1上,漏出里面的钢丝9。靠近外壳的钢丝9的外周上设有凹槽11,凹槽11呈螺旋状,凹槽11由下段外壳1一端的钢丝9的端面延伸到中段外壳2与上段外壳3相连处。三个光纤光栅传感器10分别粘贴于中段外壳2内的三个凹槽11中,三个光纤光栅传感器10呈品字布置。两个锚具4分别锚固于索体的两端,锚具4设有线孔,光纤光栅传感器10的连接导线穿过线孔。

凹槽11中填充有环氧树脂,环氧树脂将光纤光栅传感器10覆盖,往凹槽11中填充环氧树脂胶进行保护,环氧树脂胶填充时对钢丝9进行预拉伸,钢丝9自然回缩的时候对环氧树脂形成预压,挤出环氧树脂胶内部的气泡,同时提高环氧树脂胶的弹性模量,进而提高对光纤光栅传感器10的封装保护,也相应提高了光纤光栅传感器10的极限抗拉能力。

上螺纹段6远离中段外壳2的一端固定设有两个上连接耳7,下螺纹段5远离中段外壳2的一端固定设有两个与上连接耳7对称的下连接耳8,上连接耳7和下连接耳8上均设有连接孔,更换光纤光栅传感器10时,使用螺栓分别穿过上连接耳7和下连接耳8的连接孔,然后用螺母将螺栓紧固,避免中段外壳2脱离上段外壳3或下段外壳1时,钢丝9瞬间受到的拉力过大而损坏。

光纤光栅传感器10由冷接皮缆光纤制作而成。冷接皮缆光纤的一端制作成冷接头,另一端剥除保护层保留一定长度的纤芯,在纤芯上进行光刻处理,即可得到光纤光栅传感器10。这样处理得到的光纤光栅传感器10,内部无接头,降低光损耗,增强传感信号,增强了可靠性。冷接皮缆光纤可任意长度裁断,并快速冷安装跳线头,可以按需布置传输线,不再需要热焊接及其复杂的连接工艺和装置、电源等条件,制作简单,操作方便。同时光纤光栅传感器由冷接皮缆的局部剥离,露出裸光纤,对裸光纤进行光刻得到,这样现场连接线时,不用专用光纤熔接仪,可方便引尾线头,并接长。这样得到的光纤光栅传感器10可实现绝对的、动态的应变和温度测量,但裸光纤光栅自身比较脆弱、连接麻烦,此外相对于拉索的大变形来说,其测量量程不够,所以安装在呈螺旋状的凹槽11中,一方面可保护光纤光栅,另一方面可增加其测量量程。

一种平行钢丝智能索还包括温度传感器,温度传感器粘贴于光纤光栅传感器10旁边,在索体使用环境温度变化较大时,能对光纤光栅传感器10进行温度补偿,解决应力和温度交叉敏感的问题。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明,但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围,凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更,均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

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