一种智能复合环氧钢绞线

摘要

本发明公开了一种智能复合环氧钢绞线，包括，所述碳纤维防护筋内设置有感知钢绞线形变的光纤，光纤的长度与碳纤维防护筋的长度相同；多个防护钢丝包裹设置在碳纤维防护筋的外侧壁上，防护钢丝的侧壁设置有第一环氧涂层，防护钢丝的内侧壁与碳纤维防护筋的外侧壁之间存有第一间隙，第一间隙内填充有第二环氧涂层，相邻防护钢丝之间存有第二间隙，第二间隙内填充有第三环氧涂层，解调仪设置在防护钢丝一侧，解调仪与光纤电连接。本发明测量距离长，分布式光纤传感技术可以沿光纤长度方向进行连续性监测，优于光纤光栅点式测量技术，光纤存活率高。

说明书

技术领域

本发明涉及钢绞线技术领域，具体为一种智能复合环氧钢绞线。

背景技术

钢绞线是桥梁、锚碇、岩土支护等预应力结构的重要组成部分，钢绞线的健康程度是决定预应力结构的重要指标。填充型环氧钢绞线只解决了普通钢绞线的百年防锈防腐问题，但是钢绞线张拉的实际力度是否一直合格，能否对钢绞线的应力状态进行实时监控的问题一直困扰桥梁专家。市面上没有能量产的既防腐又可检测桥梁应力应变状态的可靠钢绞线产品，所以生产一种既能长期防腐防锈又能实时监控应力状态的钢绞线具有重大意义，既能提高钢绞线的使用寿命，又能保证预应力工程结构健康可随时检测。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：

本发明提供了一种智能复合环氧钢绞线，包括，

碳纤维防护筋，所述碳纤维防护筋内设置有感知钢绞线形变的光纤，所述光纤的长度与所述碳纤维防护筋的长度相同；

防护钢丝，多个所述防护钢丝包裹设置在所述碳纤维防护筋的外侧壁上，所述防护钢丝的侧壁设置有第一环氧涂层，所述防护钢丝的内侧壁与所述碳纤维防护筋的外侧壁之间存有第一间隙，所述第一间隙内填充有第二环氧涂层，相邻所述防护钢丝之间存有第二间隙，所述第二间隙内填充有第三环氧涂层；

解调仪，所述解调仪设置在防护钢丝一侧，所述解调仪与所述光纤电连接，所述解调仪用以接收所述光纤传递的信号，利用分布式光纤传感系统原理，布里渊散射光频移会随着光纤应变的上升而线性增加，布里渊散射光功率随应变增加而线性下降，通过测量布里渊散射光频移和光功率，就可以求得被测点的应变大小。

优选的，所述防护钢丝设置为六组，六组所述防护钢丝均匀缠绕设置在所述碳纤维防护筋的外侧壁上。

优选的，所述碳纤维防护筋、防护钢丝横截面设置为圆形和/或多边形。

优选的，所述碳纤维防护筋的外侧壁设置有防渗漏层，所述防渗漏层的外侧设有加强层。

优选的，所述第二环氧涂层为填充型环氧涂层，所述填充型环氧涂层由熔融结合环氧涂层完全填充从而防止腐蚀介质通过毛细作用力或其他流体静力浸入绞线。

本发明有益效果

(1)本发明测量距离长，分布式光纤传感技术可以沿光纤长度方向进行连续性监测，优于光纤光栅点式测量技术，光纤存活率高，光纤本身材质特性较脆，预埋入复合纤维棒中后再进行环氧粉末喷涂可以很好的保护光纤不被损坏，从而极大提高了光纤存活率。

(2)本发明可靠性高，光纤被环氧树脂包裹，与绞线形成紧密的整体，能与绞线同步张拉、形变。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明未涂覆环氧涂层结构示意图。

图3为本发明布里渊频移与光纤应变的关系原理图。

图4为本发明BOTDR应变检测原理三维结构示意图。

附图标记说明：1-碳纤维防护筋，2-光纤，3-防护钢丝，4-第一环氧涂层，5-第一间隙，6-第二环氧涂层，7-第二间隙，8-第三环氧涂层。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本发明提供了一种智能复合环氧钢绞线，包括，

碳纤维防护筋1，所述碳纤维防护筋1内设置有感知钢绞线形变的光纤2，所述光纤2的长度与所述碳纤维防护筋1的长度相同；

防护钢丝3，多个所述防护钢丝3包裹设置在所述碳纤维防护筋1的外侧壁上，所述防护钢丝3的侧壁设置有第一环氧涂层4，所述防护钢丝3的内侧壁与所述碳纤维防护筋1的外侧壁之间存有第一间隙5，所述第一间隙5内填充有第二环氧涂层6，相邻所述防护钢丝3之间存有第二间隙7，所述第二间隙7内填充有第三环氧涂层8；

解调仪，所述解调仪设置在防护钢丝3一侧，所述解调仪与所述光纤2电连接，所述解调仪用以接收所述光纤2传递的信号，实现对于钢绞线形变的测量，利用分布式光纤传感系统原理，布里渊散射光频移会随着光纤应变的上升而线性增加，布里渊散射光功率随应变增加而线性下降，通过测量布里渊散射光频移和光功率，就可以求得被测点的应变大小，由于光纤2的长度与碳纤维防护筋1的长度相同，根据光纤2沿线光波的分布参量，同时获取光纤2区域内随时间和空间变化的被测量的分布信息，可以实现长距离，大范围的连续、长期传感；

光纤2与碳纤维防护筋1在加工制作时连接紧密，拉伸时光纤2能与碳纤维防护筋1同步形变，故光纤2形变的能代表碳纤维防护筋1的形变量；

经过环氧粉末喷涂处理的碳纤维防护筋1、防护钢丝3使外圈的防护钢丝3与碳纤维防护筋1连接为整体，故防护钢丝3的形变又可以代表绞线的形变量；

通过检测光纤2的形变就能代表钢绞线的受力状态，从而判断预应力结构的健康状况；

所述防护钢丝3设置为六组，六组所述防护钢丝3均匀缠绕设置在所述碳纤维防护筋1的外侧壁上，防护钢丝3均匀缠绕设置碳纤维防护筋1的外侧壁上，便于碳纤维防护筋1外表面受力均匀。

在本实施例中，所述碳纤维防护筋1、防护钢丝3横截面设置为圆形；

所述碳纤维防护筋1的外侧壁设置有防渗漏层，所述防渗漏层的外侧设有加强层；

所述第二环氧涂层6为填充型环氧涂层，所述填充型环氧涂层由熔融结合环氧涂层完全填充从而防止腐蚀介质通过毛细作用力或其他流体静力浸入绞线。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。