[发明专利]基于平面应力状态应力集中的桥梁缆索锈蚀监测方法

权利要求书

1.一种基于平面应力状态应力集中的桥梁缆索锈蚀监测方法，其特征在于，所述方法包括：

1）取与监测缆索内钢丝或钢绞线同牌号的高强钢丝，在中部进行切割，取出矩形薄片作为传感元件，预留该矩形薄片截面一侧作为锈蚀监测面；

2）在矩形截面高度方向距锈蚀监测面不同高度位置处设置连续的应变测点，将所述钢丝薄片与辅助框架连接形成锈蚀监测装置；

3）利用锈蚀监测装置对中间钢丝薄片施加预拉应力，钢丝薄片形成平面应力状态，钢丝薄片的预拉应力与缆索内钢丝或钢绞线恒载索力下的拉应力相同；

4）对薄片矩形其它3个表面采用聚酯材料进行防腐保护，聚酯材料与钢丝间进行防腐处理；

5）将所述锈蚀监测装置布置在桥梁缆索高密度聚乙烯护套内，或锚头防护盖内；

6）当侵蚀介质侵入达到锈蚀监测面，引起钢丝锈蚀监测面锈蚀，则钢丝锈蚀区域形成应力集中，局部应变发生突变，根据钢丝薄片截面上不同高度处布设的连续应变测点监测数据，判断缆索内高强钢丝或钢绞线初始锈蚀时间并计算锈蚀程度与锈蚀速率；

7）当侵蚀介质侵入达到锈蚀监测面，引起钢丝锈蚀监测面形成应力腐蚀裂纹，则钢丝应力腐蚀裂纹区域形成应力集中，局部应变发生突变，则可根据钢丝薄片截面上不同高度处布设的连续应变测点的监测数据判断应力腐蚀初始时间并通过相应计算程序计算应力腐蚀裂纹深度。

2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述锈蚀监测装置（1）包括辅助框架（5）、高强钢丝薄片（4）和锚固装置（6），所述高强钢丝薄片（4）的一个截面为锈蚀监测面（11），在钢丝薄片截面高度方向距离所述锈蚀监测面（11）不同高度处设置连续应变测点（7）并通过锚固装置（6）安装在辅助框架（5）中，所述锚固装置（6）对高强钢丝薄片（4）进行预应力加载并锚固。

3.根据权利要求2所述的监测方法，其特征在于，所述高强钢丝薄片（4）除锈蚀监测面（11）外的三个表面设置防腐层（9）和聚酯材料保护套（8），进行封装。

4.根据权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述连续应变测点（7）为高空间分辨率分布式光纤，通过高性能胶水粘贴在高强钢丝薄片（4）截面上，通过传输光纤与相应解调仪连接。

5.根据权利要求4所述的监测方法，其特征在于，所述连续应变测点（7）在靠近锚固装置（6）附近预留一段高空间分辨率分布式光纤不与高强钢丝薄片（4）粘贴，用于监测温度并进行温度补偿。

6.根据权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述连续应变测点（7）采用链式应变片组，所述每个链式应变片组内有10个应变测量片和1个用于温度补偿的温度补偿片。

7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于，所述链式应变片组内应变片栅长0.6mm，相邻应变片中心距1mm，通过高性能胶水粘贴在高强钢丝薄片（4）截面上的不同高度处，所述应变片组通过焊接端子和导线与相应的应变仪连接，连续监测钢丝长度方向上各测点的平均应变。