智能型碳纤维复合材料筋材的制备及应变传感特性的研究

现有裸光纤光栅的应用方式主要为粘贴在受力筋、结构表面或者埋入混凝土,易受到混凝土振捣、泌水、离析、干缩等影响,导致其数据失常。为了对裸光纤光栅实施有效的保护,基于碳纤维复合材料筋材独特的拉挤成型工艺,在筋材的制备过程中预埋入裸光纤光栅,制备出智能型碳纤维复合材料筋材,并对其应变传感特性进行测试,探索将其应用于桥梁监测的可能性。试验结果表明:初次加载时,智能复合筋的应变传感灵敏度分别为1.05 pm/με、0.96 pm/με;重复加载后,应变传感灵敏度分别为1.12 pm/με、1.07 pm/με。初次加载与重复加载应变传感灵敏度仍然保持在1.0 pm/με左右,基本没有改变其应变传感特性。表明在碳纤维复合材料筋材中预埋入裸光纤光栅制备智能型复合筋实施监测是可行的,可将其应用于桥梁结构的监测中。

FBG智能传感器及其在土木工程中的应用研究

光纤光栅传感器已经越来越得到土木工程界的认可,并应用到了实际工程.针对大型土木工程结构长期健康监测的变形监测需要,在光纤光栅传输理论的基础上,分析了光纤光栅应变与温度传感特性以及光纤光栅应变传感的温度补偿原理和方法;研制开发出满足工程应用的光纤光栅封装传感器、FRP-OFBG复合智能筋、光纤光栅智能拉索;此外,考虑传感器开发和工程应用的需要,研究了光纤光栅应变传感的界面传递机理和误差修正.最后,建立了光纤光栅智能监测系统,并成功地将光纤光栅传感器应用到实际桥梁结构的施工与运营监测.

纤维智能复合筋及其智能吊杆传感器特性研究

提出在玻璃纤维智能复合筋(GFRP)中布设光纤光栅(OFBG),研制出了GFRP-OFBG传感器。通过位伸试验发现,GFRP-OFBG传感器极限应变约为裸OFBG的1.6倍,接近钢铰线极限应变的75%;通过标定试验,得到了它的应变灵敏度系数。对GFRP-OFBG传感器在吊杆中的布设工艺进行了探索,形成了自监测智能吊杆,并进行了试验,结果表明,GFRP-OFBG传感器能够很好地表征吊杆受力情况,测试结果与实际值非常吻合。

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。