基于光纤光栅的吊索桥的监测结构.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020462531.3 (22)申请日 2020.04.01 (73)专利权人 深圳特发东部服务有限公司 地址 518116 广东省深圳市龙岗区龙城街 道吉祥中路588号友和国际五楼505 (72)发明人 李嘉桐刘良古前彬 (74)专利代理机构 深圳市壹品专利代理事务所 (普通合伙) 44356 代理人 唐敏江文鑫 (51)Int.Cl. G01B 11/16(2006.01) (54)实用新型名称 一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构 (57)摘要 本实用新型涉及桥梁监测的。

2、技术领域， 公开 了一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 包括 呈固定布置的桥体以及多个光纤光栅应变传感 器， 桥体包括多条吊索以及多个固定柱， 固定柱 呈间隔依序布置， 吊索的两端分别对接相邻的固 定柱， 吊索形成有多个应变应测点， 各个应变应 测点分别安设光纤光栅应变传感器， 桥体包括多 条吊索以及多个固定柱， 实现对桥体进行加固， 且在吊索的作用下， 增强桥体起到稳定性； 由于 吊索形成有多个应变应测点， 各个应变应测点分 别安设有光纤光栅应变传感器， 通过光纤光栅应 变传感器， 实现对吊索应力应变情况进行监测， 从而得出吊索的使用安全性， 保证桥体的安全。 权利要求书1页 说明书3页 。

3、附图2页 CN 212254018 U 2020.12.29 CN 212254018 U 1.一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 其特征在于， 包括呈固定布置的桥体以及 多个光纤光栅应变传感器， 所述桥体包括多条吊索及多个固定柱， 所述固定柱呈间隔依序 布置， 所述吊索的两端分别对接相邻的所述固定柱； 所述吊索形成有多个应变应测点， 各个 所述应变应测点分别安设所述光纤光栅应变传感器。 2.如权利要求1所述的一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 其特征在于， 所述一种 基于光纤光栅的吊索桥的监测结构包括安设所述桥体的信息采集器、 LORA节点通信模块、 LORA网关以及数据服务器； 所述信。

4、息采集器用于采集及存储所述光纤光栅应变传感器所感 知的数据信息， 所述LORA网关连接所述数据服务器， 所述数据服务器无线传输数据至后台 云端， 所述信息采集器与光纤光栅应变传感器呈信号传输布置， 所述后台云端设有一个报 警器。 3.如权利要求2所述的一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 其特征在于， 所述桥体 包括呈固定布置的主梁和多根吊杆， 所述吊杆的底部与所述主梁呈固定布置， 所述吊杆的 顶部与所述吊索呈固定布置， 所述吊杆与所述主梁分别设有加速度传感器， 所述加速度传 感器用于检测所述吊杆或所述主梁的振动数据， 所述加速度传感器与所述信息采集器呈信 号传输布置。 4.如权利要求2或3所。

5、述的一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 其特征在于， 包括 全球定位器， 所述全球定位器安设在所述桥体上； 所述全球定位器传输至所述数据服务器， 所述全球定位器通过数据服务器将获取的感知定位数据传输所诉至后台云端。 5.如权利要求1-3任意一项所述的一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 其特征在 于， 所述吊索具有多个所述应变应测点， 所述应变应测点位于沿吊索的长度方向， 各个所述 应变应测点之间呈等距布置。 6.如权利要求1-3任意一项所述的一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 其特征在 于， 所述光纤光栅应变传感器为温度补光光纤光栅应变传感器。 7.如权利要求1-3任意一项所述的一种基于。

6、光纤光栅的吊索桥的监测结构， 其特征在 于， 所述基于光纤光栅的吊索桥的监测结构包括固定座， 所述吊索和所述光纤光栅应变传 感器分别贯穿安在设所述固定座上。 8.如权利要求7所述的一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 其特征在于， 所述固定 座包括上座体以及下座体； 所述上座体与所述下座体呈扣合固定布置， 所述上座体具有上 固定孔,所述下座体上具有下固定孔， 当所述上座体与所述下座体呈扣合固定布置时， 所述 上固定孔与所述下固定孔呈连通布置， 所述吊索贯穿所述下固定孔且固定所述下座体， 所 述光纤光栅应变传感器贯穿所述上固定孔且固定所述上座体， 所述光纤光栅应变传感器与 所述吊索呈上下抵压贴合。

7、布置。 9.如权利要求8所述的一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 其特征在于， 所述固定 座包括连接杆， 所述上座体设有连接块， 所述下座体上设有连接槽， 所述连接块与所述连接 槽呈上下对应布置,对固定布置或相对活动布置。 10.如权利要求8所述的一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 其特征在于， 所述上 固定孔拱起呈弧形布置沿背离所述上座体方向， 所述下固定孔凹陷呈弧形布置。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212254018 U 2 一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构 技术领域 0001 本实用新型专利涉及桥梁监测的技术领域， 具体而言， 涉及一种基于光纤光栅的 吊索桥的监测结构。 背。

8、景技术 0002 吊索桥由锁塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的吊索(或钢链)作为上部结构主要 承重构件的桥梁； 其吊索几何形状由力的平衡条件决定， 一般接近抛物线。 从吊索垂下许多 吊杆， 把桥面吊住， 在桥面和吊杆之间常设置固定柱， 同吊索形成组合体系， 以减小荷载所 引起的挠度变形。 0003 目前， 传统的吊索桥的设计只是固定设计， 对于后期的维护及检测等重要性技术 难题并未出现解决方案， 这样会使其吊索因老旧， 天气， 或者其他外力因素等重要原因使吊 索的受力发生改变， 从而减弱吊索桥的稳定性， 致使发生塌桥事故， 因此我们提出建立一种 基于光纤光栅的吊索桥的监测结构用于防御塌桥事故。 。

9、实用新型内容 0004 本实用新型的目的在于提供一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 旨在解决吊 索桥的吊索缺乏检测应力变化的问题。 0005 本实用新型是这样实现的， 提供一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 其特征 在于， 包括呈固定布置的桥体以及多个光纤光栅应变传感器， 所述桥体包括多条吊索以及 多个固定柱， 所述固定柱呈间隔依序布置， 所述吊索的两端分别对接相邻的所述固定柱； 所 述吊索形成有多个应变应测点， 各个所述应变应测点分别安设所述光纤光栅应变传感器。 0006 进一步地， 所述一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构包括安设所述桥体的信息 采集器、 LORA节点通信模块、 LORA。

10、网关以及数据服务器； 所述信息采集器用于采集及存储光 纤光栅应变传感器所感知的数据信息， 所述信息采集器连接所述LORA节点通信模块， 所述 LORA节点通信模块连接所述LORA网关， 所述LORA网关连接所述数据服务器， 所述数据服务 器无线传输数据至后台云端， 所述信息采集器与光纤光栅应变传感器呈信号传输布置， 后 台云端设有一个报警器。 0007 进一步地,所述桥体包括呈固定布置的主梁和多根吊杆， 所述吊杆的底部与所述 主梁呈固定布置， 所述吊杆的顶部与所述吊索呈固定布置， 所述吊杆与所述主梁分别设有 加速度传感器， 所述加速度传感器用于检测所述吊杆或所述主梁的振动数据， 所述加速度 传。

11、感器与所述信息采集器呈信号传输布置。 0008 进一步地， 所述全球定位器安设桥体上； 所述全球定位器传输至所述数据服务器， 所述全球定位器通过数据服务器将获取的感知定位数据传输至所述后台云端。 0009 进一步地， 所述吊索具有多个应变应测点， 所述应变应测点位于沿所述吊索的长 度方向， 各个所述应变应测点之间呈等距布置。 0010 进一步地， 所述光纤光栅应变传感器为温度补光光纤光栅应变传感器。 说明书 1/3 页 3 CN 212254018 U 3 0011 进一步地， 所述基于光纤光栅的吊索桥的监测结构包括所述固定座， 所述基于光 纤光栅的吊索桥的监测结构包括固定座， 所述吊索和所述。

12、光纤光栅应变传感器分别贯穿安 在设所述固定座上。 0012 进一步地， 所述上座体具有上固定孔,所述下座体上具有固定孔， 当所述上座体与 所述下座体呈扣合固定布置时， 所述上固定孔与所述下固定孔呈连通布置， 所述吊索贯穿 所述下固定孔且固定所述下座体， 所述光纤光栅应变传感器贯穿所述上固定孔且固定所述 上座体， 所述光纤光栅应变传感器与所述吊索呈上下抵压贴合布置。 0013 进一步地， 所述固定座包括连接杆， 所述上座体设有连接块， 所述下座体上设有连 接槽， 所述连接块与所述连接槽呈上下对应布置,对固定布置或相对活动布置。 0014 进一步地， 所述上固定孔拱起呈弧形布置沿背离所述上座体方向。

13、， 所述下固定孔 凹陷呈弧形布置。 0015 与现有技术相比， 本实用新型提供了一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构， 桥 体包括多条吊索以及多个固定柱， 实现对桥体进行加固， 且在吊索的作用下， 增强桥体起到 稳定性； 由于吊索形成有多个应变应测点， 各个应变应测点分别安设有光纤光栅应变传感 器， 通过光纤光栅应变传感器， 实现对吊索应力应变情况进行监测， 从而得出吊索的使用安 全性， 保证桥体的安全。 附图说明 0016 图1是本实用新型提供的桥体结构示意图。 0017 图2是本实用新型提供的固定座立体示意图。 0018 图3是本实用新型提供的固定座剖视示意图。 具体实施方式 0019 为了。

14、使本实用新型的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施 例， 对本实用新型进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型， 并不用于限定本实用新型。 0020 以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。 0021 参照图1、 图2、 图3所示， 为本实用新型提供的一种基于光纤光栅的吊索桥的监测 结构， 包括呈固定布置的桥体10以及多个光纤光栅应变传感器20， 桥体包括多条吊索11以 及多个固定柱12， 固定柱12呈间隔依序布置， 吊索11的两端分别对接相邻的固定柱12， 吊索 11形成有多个应变应测点111， 各个应变应测点111分别。

15、安设光纤光栅应变传感器20， 当吊 索桥受力变形时， 在光纤光栅应变传感器20中的应变片中金属丝的长度与横截面积也随着 吊索桥一起变化， 进而发生电阻的变化， 由于应变的变化和电阻的相对变化呈线性对应关 系， 因此利用惠斯通电桥测定吊索桥桥路输出电压的变化值即可推算出相应的应变增量， 进而实现了对吊索桥应力结构一个全方位的监测， 通过实时监测吊索桥整个应力结构的危 险系数进而实现了评判吊索桥的安全状态。 0022 在一种基于光纤光栅的吊索桥的监测结构上安设桥体的信息采集器30、 LORA节点 通信模块40、 LORA网关50以及数据服务器60； 信息采集器30用于采集及存储光纤光栅应变 传感器。

16、20所感知的数据信息， 信息采集器30连接LORA节点通信模块40， LORA节点通信模块 说明书 2/3 页 4 CN 212254018 U 4 40连接所述LORA网关50， LORA网关50连接数据服务器60， 数据服务器60无线传输数据至后 台云端， 信息采集器30与光纤光栅应传感器20呈信号传输布置， 后台云端设有一个报警器， 这样可以建立一个的传输装置， 能够使监测者第一时间监测到数据信息并提前做出反应， 实现了防御的功效。 传感信息采集器30使用呈信号传输布置的方式可以有效的使光纤光栅 应变传感器20及时将感知的信息传输至信息采集器30， 信息采集器30将采集到的数据信息 存储。

17、， 而LORA节点通信模块40通过外部信号接收到采集到的数据信息立即通过LORA网关50 传输至数据服务器60， 数据服务器60无线传输数据至后台云端， 后台云端监测到危险信息， 报警器将启动报警。 0023 吊杆13的底部与主梁14呈固定布置， 吊杆13的顶部与吊索11呈固定布置， 吊杆13 与主梁14分别设置加速度传感器70， 加速度传感器70用于检测吊杆13或主梁14的振动数 据， 进一步增强了光纤光栅应变传感器20的监测应力结构的功效。 0024 将全球定位器80安设桥体上， 可以准确的找到桥体上处于危险系数的应力的所在 位置。 0025 在吊索11上布置多个应变应测点111， 将应变。

18、应测点111设置于沿吊索11的长度方 向并使各个应变应测点111之间呈等距布置， 使其光纤光栅应变传感器20实现全面监测。 0026 在光纤光栅应变传感器20为温度补光光纤光栅应变传感器20， 可以使光纤光栅应 变传感器20具有监测吊索桥温度以及湿度的功效。 0027 在基于光纤光栅的吊索桥的监测结构上设置固定座90， 吊索11和光纤光栅应变传 感器20分别贯穿安在设固定座90上， 用于加强吊索11以及光纤光栅应变传感器20安设的稳 定性。 0028 在上座体91具有上固定孔911,下座体92上具有固定孔924， 当上座体91与下座体 92呈扣合固定布置时， 上固定孔911与下固定孔921呈连。

19、通布置， 吊索11贯穿下固定孔921且 固定于下座体92， 光纤光栅应变传感器20贯穿上固定孔911且固定于上座体91， 光纤光栅应 变传感器20与吊索11呈上下抵压贴合布置， 可以让吊索11以及光纤光栅应变传感器20切合 的更加紧密， 使其监测效果更好。 0029 固定座包括连接杆93， 上座体91设有连接块912， 下座体92上设有连接槽922， 连接 块912与连接槽922呈上下对应布置,对固定布置或相对活动布置， 可以让上座体91与下座 体92实现拆卸与扣合进而实现光纤光栅应变传感器20拆卸与更换。 0030 在上固定孔911拱起呈弧形布置； 沿背离所述上座体91方向， 下固定孔921凹陷呈 弧形布置， 可以降低对吊锁11的磨损。 0031 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已， 并不用以限制本实用新型， 凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本实用新型 的保护范围之内。 说明书 3/3 页 5 CN 212254018 U 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 212254018 U 6 图3 说明书附图 2/2 页 7 CN 212254018 U 7 。