專利名稱：折線配筋T梁的光纖Bragg光柵應力測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種折線配筋T梁的應力測量技術，具體涉及一種測量折線配筋T梁 鋼絞線的錨固端總體拉拔力及梁內(nèi)混凝土的應力、應變的光纖Bragg光柵的分布式測量方 法。屬光電子測量技術領域。
背景技術：
T形截面梁在中、小跨徑公路橋梁中應用較為廣泛，橋梁工程T梁采用折線配筋可 以使接近錨固端的部分混凝土受預剪力的作用，不但控制梁端斜裂縫的出現(xiàn)，而且可以使 結構外載荷先抵消混凝土預應力，該預應力由錨頭錨板施加，可間接提高混凝土抗拉強度。
在混凝土內(nèi)部，鋼絞線張拉預加應力后，因為摩擦損失和橫向應力分散，各部分混 凝土的應力分布并不均勻，如在較大跨度和非圓潤彎曲和非對稱形態(tài)結構構件中，各部位 混凝土受力狀態(tài)可能有較大差別。當混凝土拉壓應變超越極限破壞載荷下，混凝土拉應變 230、壓應變1700的極限應變后混凝土就會開裂。一般地，縱向受拉預應力筋最大應變變化 不小于3. 5%，由于其測量范圍太大，無法將光纖Bragg光柵直接粘貼在鋼絞線上。
與本專利最接近的材料是王中倉撰寫的“鄄城黃河大橋鋼絞線張拉及放張過程施 工監(jiān)測”《科技創(chuàng)新導報》2009年第觀期，69 70。其中，利用電阻應變片獲取混凝土內(nèi) 單根鋼絞線的張拉應力。由于預應力鋼絞線的整體拉拔力由外露端鋼絞線由夾片施加給錨 板，其方法只能反映單根局部應力應變，不能完全反應鋼絞線整體拉拔力大小。電阻應變片 屬于相對測量法，獲取的是被測參量的變化量，難以實現(xiàn)長期穩(wěn)定測量。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用光纖Bragg光柵提供一種測量折線配筋T梁鋼絞線的錨固端 總體拉拔力及梁內(nèi)混凝土的應力、應變的測量方法。
實現(xiàn)本發(fā)明專利目的所采取的技術方案是在各束鋼絞線外露錨固端，總體拉拔 力由卡片夾緊鋼絞線施加給圓形錨板；預應力鋼絞線的軸力峰值在端頭錨板處，將光纖 Bragg光柵粘貼在錨板外表面，將錨板處的應變量轉(zhuǎn)換成光纖Bragg光柵的波長移位，光纖 Bragg光柵通過光纖與信號處理裝置連接，利用信號處理裝置的解調(diào)儀得出光纖Bragg光 柵中心波長的移位值；錨頭部位鋼絞線總體拉拔力測量和混凝土內(nèi)配筋鋼絞線折線起始 點，過彎曲線中點，過彎曲線終點，預制T梁中點處的混凝土應變量測量。
將錨板經(jīng)緊固孔04)緊固在混凝土梁上，錨頭部位鋼絞線06)整體拉拔力 由夾片0 傳遞給帶圓孔的圓柱形錨板(23)，將1只光纖Bragg光柵Ql)沿軸向粘貼于 圓形錨板外壁上，光纖Bragg光柵信號再通過光纖(XT)引出測量總體拉拔力，錨板軸 向受力產(chǎn)生微小變形，該應變被粘貼在其外壁上的光纖Bragg光柵所測量。
梁內(nèi)混凝土的應力、應變的測量選擇混凝土配筋應力損失較重要的4個測點，光 纖光柵(31)粘貼于開孔內(nèi)管(32)，開孔內(nèi)管(32)通過螺紋利用法蘭與外管(33)連接，外 管緊固于波紋管(35)內(nèi)的混凝土，傳感器由鋼絞線(35)牽引至測點；當混凝土預制T梁受到載荷作用時，混凝土產(chǎn)生微小變形，該變形量被4個應變傳感結構的光纖Bragg光柵所測量。
工作原理是，在錨頭部位總體拉拔力由卡片夾緊鋼絞線施加給圓形錨板。預應力 鋼絞線的軸力峰值在端頭錨板處，當鋼絞線總體拉拔力發(fā)生變化時引起粘貼在圓形錨盤外 壁上的光纖Bragg光柵的Bragg波長產(chǎn)生移位。在T梁混凝土內(nèi)部，將應變傳感結構牽引 至配筋過彎位置，用混凝土灌漿澆注在波紋管內(nèi)。混凝土受到荷載作用產(chǎn)生拉壓應變，該應 變量被粘貼在應變傳感結構內(nèi)管上的光纖Bragg光柵所測量。
本發(fā)明專利的數(shù)學模型如下
(1)折線配筋外露端錨板總體拉拔力的測量
當折線配筋鋼絞線在混凝土結構體受軸向拉、壓力時，將力傳遞給圓形錨板，其所 受壓應力為
權利要求
1.一種折線配筋T梁的光纖Bragg光柵應力測量方法，其特征是在各束鋼絞線外露錨 固端，總體拉拔力由卡片夾緊鋼絞線施加給圓形錨板；預應力鋼絞線的軸力峰值在端頭錨 板處，將光纖Bragg光柵粘貼在錨板外表面，將錨板處的應變量轉(zhuǎn)換成光纖Bragg光柵的波 長移位，光纖Bragg光柵通過光纖與信號處理裝置連接，利用信號處理裝置的解調(diào)儀得出 光纖Bragg光柵中心波長的移位值；錨頭部位鋼絞線總體拉拔力測量和混凝土內(nèi)配筋鋼絞 線折線起始點，過彎曲線中點，過彎曲線終點，預制T梁中點處的混凝土應變量測量。
2.按照權利要求1所述的折線配筋T梁的光纖Bragg光柵應力測量方法，其特征是將 錨板經(jīng)緊固孔04)緊固在混凝土梁上，錨頭部位鋼絞線06)整體拉拔力由夾片02) 傳遞給帶圓孔的圓柱形錨板(23)，將1只光纖Bragg光柵Ql)沿軸向粘貼于圓形錨板外壁 上，光纖Bragg光柵信號再通過光纖(XT)引出測量總體拉拔力，錨板軸向受力產(chǎn)生微 小變形，該應變被粘貼在其外壁上的光纖Bragg光柵所測量。
3.按照權利要求1或2所述的折線配筋T梁的光纖Bragg光柵應力測量方法，其特征 是梁內(nèi)混凝土的應力、應變的測量選擇混凝土配筋應力損失較重要的4個測點，光纖光柵 (31)粘貼于開孔內(nèi)管(32)，開孔內(nèi)管(32)通過螺紋利用法蘭與外管(33)連接，外管緊固 于波紋管(35)內(nèi)的混凝土，傳感器由鋼絞線(35)牽引至測點；當混凝土預制T梁受到載荷 作用時，混凝土產(chǎn)生微小變形，該變形量被4個應變傳感結構的光纖Bragg光柵所測量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種折線配筋T梁應力測量技術，具體涉及一種折線配筋T梁鋼絞線總體拉拔力和T梁內(nèi)重要位置混凝土的應力、應變的光纖Bragg光柵測量方法。屬光電子測量技術領域。其工作原理是，在錨頭部位總體拉拔力由卡片夾緊鋼絞線施加給圓形錨板。預應力鋼絞線的軸力峰值在端頭錨板處，當鋼絞線總體拉拔力發(fā)生變化時引起粘貼在圓形錨盤外壁上的光纖Bragg光柵的Bragg波長產(chǎn)生移位。在T梁混凝土內(nèi)部，將應變傳感結構牽引至配筋過彎位置，用混凝土灌漿澆注在波紋管內(nèi)?；炷潦艿胶奢d作用產(chǎn)生拉壓應變，該應變量被粘貼在應變傳感結構內(nèi)管上的光纖Bragg光柵所測量。
文檔編號G01B11/16GK102032965SQ20101059280
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權日2010年12月17日
發(fā)明者孟磊, 李川 申請人:昆明理工大學