基于Bragg光纤光栅的旧桥体外预应力损失监测研究.pdf

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1、第27卷第6期2010年6月公路交通科技Joumal0fHighwayandTransportationResearchandDevelopment、坝．27No．6Jun．2010文章编号：1002-0268(2010J06-0097-05基于Bragg光纤光栅的旧桥体外预应力损失监测研究李盛1，杨燕1，宁强2(1．武汉理工大学光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室，湖北武汉430070；2．武汉理工光科股份有限公司，湖北武汉430070)摘要：针对某座既有旧桥，进行了体外索的受力监测研究。提出了结构大应变监测策略，保证了FBG测试效果的可靠性。监测结果显示，

2、该座旧桥加固完成后，体外索受力确有一定程度的降低，最大预应力损失值仅占加固设计荷栽的6．9％；体外索的预应力损失值发展趋势与温度变化具有一定的负相关性。基于FBG的监测手段不仅能满足施工过程的短期监测需求．而且可对结构后续运营期的预应力损失情况进行长期监测。关键词：桥梁工程；预应力损失监测；布拉格光栅；体外索；桥梁加固；安全监测中图分类号：U445．7文献标识码：AResearchonExistingBridgeExtemalPrestressLossMonitoringBasedonFiberOpticBraggGratingLIShen91，YANGYanl

3、，NINGQia哥(1．KeyI．abomtoryofFiberOpticse璐ingTechnologyandInformationPIoc啦，胁ni娜ofEducation，WuhanUniversityofTechnology，WuhanHubei430070，China；2．职rI．0sTechnologyCo．，lad．，WuhanHubei430070，China)Abstract：Theextemalcableforceofallexistingoldbridgewasmonitored．ThestructuralLa唱estrainmonitor

4、ingstrategywasproposedtoensurethetestreliabilityofFBG．Themonitoringresultshowsthat(I)theforceofextemalcabledecreasedalittleafters№ngth利崦andthemaximumprestresslossamountedto6．9％ofthestrengtheningdesignload；(2)thereisanegativerelativitybetweenprestresslosstrendofexternalcableinsidetheb

5、oxgirderandtemperaturechange．ThemonitoringmeansbaseduponFBGcannotonlymeettherequirementduringthewholeconstructionprocessbutalsoplayaroleinthesubsequentprestresslossmonitoring．Keywords：如姆eIl咖eerillg；prestresslossmonitoring；f'f1)eropticalBragggrating(FBG)；externalcable；briagestrengthen

6、ing；safetymonitoringO引言体外索加固是通过增设体外预应力索，包括钢绞线、高强钢丝束和精轧螺纹钢筋，对既有混凝土梁体主动施加外力，以改善原结构的受力状况的加固方法[1—5J。与体外预应力相对应的监测参量一般涉及3类指标：预应力束索力值，通过转向装置后的预应力损失值，锚固块的滑移。体外索索力值直接决定了结构刚度是否能达到预期的提高效果。为满足承载力的要求，体外索一般采用折线形布置，在索通过的中间若干部分设置转向架。转向装置的设计不当或施工安装偏差均会造成一定程度的预应力损失【6J6。端部锚固块的锚固效果，局部受力情况不仅影响着预应力钢束的张拉效果

7、，还关系到施工中的张拉安全性。实时、收稿13期：2009-08—25基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(60537050)作者简介：李盛(1980一)，男，湖北武汉人，博士，助理研究员，研究方向为智能材料与结构．(1ishmg@whut．edu．∞)公路交通科技第27卷远程的对此3类指标进行联合监测，能够及时反映出预应力束张拉加固的准确性、实效性及安全性。基于FBG传感原理开发而成的传感器克服了传统电磁类传感器的不足，可实现远程、实时、长期分布式监测【7-8J。在锚固端设置光纤光栅测力环[9_10]可对预应力束索力值进行长期监测，在锚固块处设置光纤光栅位移传

8、感器则可对锚固块的滑移进