基于FBG的斜拉桥索力在线监测系统

为了实时监测斜拉桥拉索的索力值,以光纤布喇格光栅传感器为终端,构建了一套索力在线监测系统,该系统包括监测终端、信号传输线路、中控室、云端数据储存中心、数据可视化界面等,并应用于衡阳东洲湘江大桥,结果表明:在施工阶段,通过索力在线监测系统获得的索力值与理论值的相对误差不大于3.61%;在成桥阶段,索力在线监测系统能实时准确的记录各斜拉索索力的变化规律,系统显示,成桥阶段各斜拉索索力均未超过设计值的5%,说明各斜拉索正常工作。

预应力锚固区FBG螺旋筋的研制

预应力锚固区的应力集中复杂,其承载和抗裂性能对预应力混凝土结构的安全耐久至关重要。针对锚固区应力应变检测难题,在其螺旋筋中径位置嵌入分布式的FBG,制备能可靠监测环向应变的FBG螺旋筋,并按国标GB/T 14370—2015对M15-9型锚具锚固区进行三组荷载传递试验。试验结果表明:FBG螺旋筋的全部测点均存活有效,能够全程跟踪锚固区应力变化;随着荷载的增加,其内部拉应变逐渐增大,在1.2倍极限荷载下实测出三个试件的螺旋筋实际最大拉应变分别为777.15、710.29、785.50με,其应力均未超过其材料屈服强度,螺旋筋尚处于弹性变形阶段。在0.6~0.8F_(ptk)加载过程中,试件侧表面开始出现竖向劈裂裂缝;1.0~1.2F_(ptk)加载过程中,首条裂缝均发展为主裂缝,同时加载端面出现斜裂缝,裂缝宽度最大值为0.15 mm,均满足规范要求。FBG螺旋筋应变传感器可为锚固区的服役期应力应变监测、预警及其设计方案提供一种有效手段。