FRP-FBG桥梁智能拉索开发和传感特性研究应用

针对传统力传感器监测桥梁拉索应力布设不方便、测试精度低及其裸光纤光栅传感器比较脆、极限应变比较低等弊端,提出利用高耐久性和高强度的玻璃纤维材料封装光纤光栅传感器,研制出了光纤光栅智能筋复合传感器(GFRP-OFBGS)监测桥梁拉索应力。首先,给出了GFRP-OFBGS的加工工艺及其在桥梁拉索中的布设方法,使之与桥梁拉索协同变形。并根据不同的布设方法,开发了粘结式和取代式两种自监测智能拉索。然后,对不同直径GFRP-OFBGS传感特性进行了研究,得出裸光纤光栅通过FRP封装后,它的应变灵敏系数没有改变,温度灵敏系数提高了1.7倍。随着GFRP-OFBGS的直径增加,极限应变也相应增加。其次,对粘结式和取代式两种自监测智能拉索分别进行了张拉试验,其测试结果很好地表征了整个张拉过程和张拉力的大小。最后,对GFRP-OFBG传感器在拱桥系杆的布设工艺进行了探索,并在四川峨边大渡河拱桥系杆施工中得到了具体实施和应用,成功地监测了系杆的整个张拉过程。基于一年的监测数据,检验了系杆张拉效果并判断了目前的运营状况。

光纤光栅智能复合筋传感特性及其工程应用

提出一种新型的玻璃纤维光纤光栅(GFRP-OFBG)智能复合筋传感器监测桥梁拉索应力。通过标定试验,得到GFRP-OFBG传感器的应力和温度传感特性。比较了不同直径的GFRP-OFBG传感器极限应变,得出直径为7 mm的GFRP-OFBG传感器适合桥梁拉索应力监测,其极限应变能达到8 000μs。最后,对GFRP-OF-BG传感器在拱桥系杆的布设工艺进行了探索,并在四川峨边大渡河拱桥系杆施工中得到了具体实施和应用,成功地监测了系杆的整个张拉过程。基于1年的监测数据,检验了系杆张拉效果及其判断了目前的运营状况。