一种自感知梁体结构的制作方法

本技术涉及箱梁施工领域，尤其是一种自感知梁体结构。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、桥梁健康监测技术可实时感知、监测、识别、评定和预警结构荷载与环境作用、结构响应、结构性能、结构状态与安全水平，是保障结构全寿命服役安全的有效手段。目前，点式传感是桥梁健康监测领域最为常见的感知手段，通过在桥梁关键构件、关键截面的某些点位布置传感器，监测结构响应、环境和荷载效应，获取反映结构性能的典型参数，从而对结构安全状态进行评估。

3、尽管被广泛用于桥梁监测项目，发明人发现，点式传感手段仍具备明显局限，具体存在如下几个方面的问题：

4、点式传感器多为电子设备，受限于设备老化和电磁干扰，难以保证桥梁长期服役性能监测数据的可靠性和稳定性；

5、现有的传感器多数将传感器通过胶粘的方式固定于桥梁，这就无法确保光纤和桥梁结构的协同变形，自然无法保证监测数据真实可靠；

6、点式传感技术只能获取结构某些关键点位的荷载效应和结构响应信息，难以对结构整体安全状态和未安装传感器区域的结构损伤情况进行有效感知。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种自感知梁体结构，能感知梁体的温度、应变、振动等指标信息，实现了光栅阵列结构感知网络和预制梁体的一体化成型。

2、为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

3、一种自感知梁体结构，包括梁体，梁体包括多段依次连接的箱梁，每一箱梁内铺设有光栅阵列光缆，箱梁端部设置预埋件，光栅阵列光缆穿过预埋件设置以便于相邻两箱梁内光栅阵列光缆的连接，相邻两箱梁的预埋件连接，光栅阵列光缆包括光栅阵列振动传感线、光栅阵列应力传感线和光栅阵列温度传感线，光栅阵列光缆与控制器连接。

4、如上所述的结构，光栅阵列光缆固定于箱梁内，预埋件的设置方便相邻两箱梁光栅阵列光缆的连接，整体实现了光栅阵列结构感知网络和预制梁体的一体化成型，解决了光纤光栅和桥梁结构的协同变形问题，将光栅阵列光缆用于桥梁健康监测领域，实现梁体结构自感知，为桥梁结构长期服役性能监测提供了准确、丰富、稳定可靠的监测数据，有效保障了梁体结构全寿命周期服役安全。

5、如上所述的一种自感知梁体结构，所述相邻两箱梁的预埋件通过连接件连接，连接件的设置保证相邻两箱梁预埋件的连接。

6、如上所述的一种自感知梁体结构，所述预埋件内部中空，预埋件的一侧固定于所述箱梁，另一侧从箱梁端部露出，以此保证预埋件稳定固设于箱梁，还能方便相邻两箱梁的预埋件的连接。

7、如上所述的一种自感知梁体结构，所述预埋件外露于所述箱梁的一侧包括第一段和第二段，第一段相对于第二段靠近箱梁设置，第一段为圆台型，第二段为圆形，第二段的外径大于第一段最小外径，第二段的外径小于第一段最大外径。

8、如上所述的一种自感知梁体结构，所述连接件为螺栓，相邻两箱梁的预埋件通过多处螺栓实现连接，通过多处连接件的设置保证预埋件的可靠连接。

9、如上所述的一种自感知梁体结构，所述光栅阵列光缆经过所述箱梁的顶板，在箱梁一端沿着腹板铺设至底板，经过底板后在箱梁另一端沿着腹板铺设至顶板；

10、所述预埋件预埋于所述光栅阵列光缆在箱梁的起点位置和终点位置，预埋件的设置方便光栅阵列光缆的连接，实现相邻两片箱梁内部光栅阵列结构感知网络的连接。

11、如上所述的一种自感知梁体结构，所述光栅阵列光缆在所述箱梁的顶板、底板处均呈s型布置，以保证有足够多的测点，保证对箱梁的测量点数量是较多的。

12、如上所述的一种自感知梁体结构，所述光栅阵列光缆在所述箱梁的顶板内布设三条纵向测线，在所述底板内布设两条纵向测线，考虑的尺寸设置，所以底板设置的测线数量少于顶板设置的测线数量。

13、如上所述的一种自感知梁体结构，所述箱梁为预制的钢筋混凝土梁；

14、所述光栅阵列光缆绑扎于箱梁内的钢筋网。

15、如上所述的一种自感知梁体结构，所述光栅阵列温度传感线采用消除残余应力的光栅阵列温度传感线，在保证使用寿命的前提下，提供稳定可靠的监测数据。

16、上述本实用新型的有益效果如下：

17、1)本实用新型通过梁体结构的设置，光栅阵列光缆固定于箱梁内，预埋件的设置方便相邻两箱梁光栅阵列光缆的连接，整体实现了光栅阵列结构感知网络和预制梁体的一体化成型，解决了光纤光栅和桥梁结构的协同变形问题，保证监测数据的真实性和可靠性，将光栅阵列光缆用于桥梁健康监测领域，实现梁体结构自感知，为桥梁结构长期服役性能监测提供了准确、丰富、稳定可靠的监测数据，有效保障了梁体结构全寿命周期服役安全。

18、2)本实用新型中采用光栅阵列光缆，光栅阵列光缆可以实现桥梁结构响应的分布式监测，准确感知梁体的整体响应，得益于光纤良好的耐久性和抗电磁干扰能力，光栅阵列光缆可以有效保障桥梁长期服役性能监测数据的稳定性和可靠性。

19、3)本实用新型通过在箱梁端部设置预埋件，光栅阵列光缆能够穿过预埋件设置，这样方便了相邻两箱梁内光栅阵列光缆的连接，保证了光纤连接施工的便捷性，有利于梁体整体结构状态的感知网络的构建，而且预埋件的设置还起到在箱梁端部起到保护光栅阵列光缆的作用。

20、4)本实用新型中预埋件结构设置合理，通过连接件连接相邻两箱梁的预埋件，起到保护光栅阵列光缆不受外力和环境破坏的作用。

21、5)本实用新型通过在箱梁的顶板、底板铺设光栅阵列光缆，而且光栅阵列光缆经过箱梁的两侧腹板，可保证在箱梁整体结构处的测量点数量是较多的，有利于对梁体整体的安全状态的有效感知，实现对梁体振动、应力和温度的准确感知。

技术特征：

1.一种自感知梁体结构，其特征在于，包括梁体，梁体包括多段依次连接的箱梁，每一箱梁内铺设有光栅阵列光缆，箱梁端部设置预埋件，光栅阵列光缆穿过预埋件设置以便于相邻两箱梁内光栅阵列光缆的连接，相邻两箱梁的预埋件连接，光栅阵列光缆包括光栅阵列振动传感线、光栅阵列应力传感线和光栅阵列温度传感线，光栅阵列光缆与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种自感知梁体结构，其特征在于，所述相邻两箱梁的预埋件通过连接件连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种自感知梁体结构，其特征在于，所述预埋件内部中空，预埋件的一侧固定于所述箱梁，另一侧从箱梁端部露出。

4.根据权利要求3所述的一种自感知梁体结构，其特征在于，所述预埋件外露于所述箱梁的一侧包括第一段和第二段，第一段相对于第二段靠近箱梁设置，第一段为圆台型，第二段为圆形，第二段的外径大于第一段最小外径，第二段的外径小于第一段最大外径。

5.根据权利要求2所述的一种自感知梁体结构，其特征在于，所述连接件为螺栓，相邻两箱梁的预埋件通过多处螺栓实现连接。

6.根据权利要求1所述的一种自感知梁体结构，其特征在于，所述光栅阵列光缆经过所述箱梁的顶板，在箱梁一端沿着腹板铺设至底板，经过底板后在箱梁另一端沿着腹板铺设至顶板；

7.根据权利要求6所述的一种自感知梁体结构，其特征在于，所述光栅阵列光缆在所述箱梁的顶板、底板处均呈s型布置。

8.根据权利要求6所述的一种自感知梁体结构，其特征在于，所述光栅阵列光缆在所述箱梁的顶板内布设三条纵向测线，在所述底板内布设两条纵向测线。

9.根据权利要求1所述的一种自感知梁体结构，其特征在于，所述箱梁为预制的钢筋混凝土梁；

10.根据权利要求1所述的一种自感知梁体结构，其特征在于，所述光栅阵列温度传感线采用消除残余应力的光栅阵列温度传感线。

技术总结本技术公开了一种自感知梁体结构，解决了现有技术中存在难以保证桥梁长期服役性能监测数据的可靠性和稳定性的问题，具有为桥梁结构长期服役性能监测提供了准确、丰富、稳定可靠的监测数据的有益效果，具体方案如下：一种自感知梁体结构，包括梁体，梁体包括多段依次连接的箱梁，每一箱梁内铺设有光栅阵列光缆，箱梁端部设置预埋件，光栅阵列光缆穿过预埋件设置以便于相邻两箱梁内光栅阵列光缆的连接，相邻两箱梁的预埋件连接，光栅阵列光缆包括光栅阵列振动传感线、光栅阵列应力传感线和光栅阵列温度传感线，光栅阵列光缆与控制器连接。技术研发人员：王康迪,钟国强,徐润,柳尚,王超受保护的技术使用者：山东省交通规划设计院集团有限公司技术研发日：20230818技术公布日：2024/5/16