[发明专利]芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正计算方法

说明书

本发明公开了芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正计算方法，包括以下步骤：在钢绞线的芯丝中刻槽并嵌入光栅，然后用光纤的一端连接到光栅上，再将光纤的另一端接口引到钢绞线的端部；根据钢绞线受力前参数，受力后相应的参数，结构受力过程中钢绞线芯丝应变监测结果，缠绕丝的实际应变，计算同一截面的缠绕丝应变迭代初值和同一截面的缠绕丝应变迭代终值；进而计算测点处钢绞线的实际拉力。本发明提供的钢绞线拉力值修正计算方法力学概念清晰、操作简单、结果准确可靠、易于被工程技术人员掌握，可适用于预应力混凝土桥梁钢绞线及钢绞线类拉索索力的监测结果评定。

技术领域

本发明属于桥梁检测技术领域，特别涉及芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正计算方法。

背景技术

预应力混凝土桥梁在施工和运营期间，由于施工误差，以及运营过程中的作用的不确定性、环境变化、材料和结构性能恶化等因素的影响，造成结构的内力状态发生变异，而结构的实际应力水平无法掌握。

目前常用的结构应力监测方法主要有：形状记忆合金技术、振弦式应变计、磁通量传感器等。由于该类产品的在安装3-5年后，会出现零飘现象，造成传感器本身的测试基准出现变化，因此很难在结构的长期监测中应用。光纤光栅传感器由于其耐高温、耐腐蚀、抗疲劳性能强等优点，在桥梁健康监测工程中广泛应用。但是由于芯丝嵌光栅的智能钢绞线，监测点为芯丝应变，由于芯丝与缠绕丝之间仅为缠绕关系，二者之间存在变形协调问题，该监测点的应变值并不能代表测点处每根钢丝的平均应变值。因此，有必要对芯丝嵌光栅型智能钢绞线的测试结果进行修正。

发明内容

本发明的目的在于提供芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正计算方法以用于预应力混凝土桥梁钢绞线及钢绞线类拉索索力的监测结果评定。

技术方案如下：

芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正计算方法，包括以下步骤：

在钢绞线的芯丝中刻槽并嵌入光栅，然后用光纤的一端连接到光栅上，再将光纤的另一端接口引到钢绞线的端部；

钢绞线受力前参数：芯丝直径d_c0、缠绕丝直径d_s0、芯丝弹性模量E_c、缠绕丝弹性模量E_s、芯丝的捻距L_c0、缠绕丝的捻距L_s0、材料的泊松比μ、芯丝与缠绕丝的夹角α；

受力后相应的参数为：芯丝直径d_c1、缠绕丝直径d_s1、芯丝的捻距L_c1、缠绕丝的捻距L_s1、芯丝与缠绕丝的夹角β；

根据结构受力过程中钢绞线芯丝应变监测结果ε_c，计算缠绕丝的实际应变ε_s，

其中ε_c为钢绞线芯丝应变的实际监测结果，ε_sj为与ε_c同一截面的缠绕丝应变迭代初值，ε_sj+1与ε_c同一截面的缠绕丝应变迭代终值；

计算测点处钢绞线的实际拉力N＝A_cE_cε_c+6A_sE_sε_scos(β)，其中，A_c为芯丝的截面面积，A_s为缠绕丝的截面面积。

本发明提供的钢绞线拉力值修正计算方法力学概念清晰、操作简单、结果准确可靠、易于被工程技术人员掌握，可适用于预应力混凝土桥梁钢绞线及钢绞线类拉索索力的监测结果评定。

附图说明

图1是芯丝嵌入光栅钢绞线的示意图；

图2是芯丝和缠绕丝断面位置的示意图；