[发明专利]基于FBG系统的斜PHC方桩轴向-弯曲变形的联合监测方法

权利要求书

1.一种基于FBG系统的斜PHC方桩轴向-弯曲变形的联合监测方法，用于实现桩身同一监测点处轴向变形和弯曲变形的联合监测；其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、根据斜PHC方桩安装时的倾斜方向分析斜PHC方桩的受力特点，并确定斜PHC方桩受到水平载荷和竖向载荷的方向；

S2、根据步骤S1中获得的斜PHC方桩的受力特点确定监测点的位置和数量，监测点沿PHC方桩轴向布置；

S3、在斜PHC方桩受到水平载荷的两个相对侧面上监测点对应的位置，以斜PHC方桩的轴线为对称轴对称设置两个FBG传感器；在斜PHC方桩剩余两个侧面的任意一个侧面上监测点对应的位置设置一个FBG传感器，同一监测点横截面上的三个FBG传感器的几何中心共面，FBG传感器采集FBG传感器所在位置的反射光波长，并将采集的数据传输至FBG系统的数据解调仪；数据解调仪根据公式(1)和(2)计算得到斜PHC方桩在FBG传感器所在位置的应变ε；

Δλ＝λ₁-λ₀ (1)

式中，Δλ表示反应光的波长偏移量；λ₀表示斜PHC方桩未受到载荷时，FBG传感器所在位置的反射光的初始波长；λ₁表示斜PHC方桩受到载荷后，FBG传感器所在位置的反射光的波长；ξ表示FBG传感器的反应光栅的光学参数；

设定在同一监测点处斜PHC方桩受到水平载荷的两个侧面的应变分别为ε_a和ε_b，并根据公式(3)计算得到斜PHC方桩在该监测点处的弯曲应变Δε，即斜PHC方桩在此监测点处的弯曲变形；

斜PHC方桩剩余两个侧面的任意一个侧面上的FBG传感器所在位置的应变即为斜PHC方桩在相应监测点处的轴向变形。

2.根据权利要求1所述的基于FBG系统的斜PHC方桩轴向-弯曲变形的联合监测方法，其特征在于，步骤S3中布置FBG传感器的具体步骤为：

S31、切槽：在斜PHC方桩需要布置FBG传感器的侧面进行测量放线并切槽，切槽的几何中心位于相应侧面的中线上；

S32、清理：清理切槽内的杂物，然后在槽底涂覆一层环氧树脂层并静置24小时；待环氧树脂层完全固化后，用砂纸对环氧树脂层进行打磨，使其产生粗糙表面；

S33、连线：在打磨好的切槽内再次进行测量放线，确定FBG传感器的布设位置；然后用速干胶将FBG传感器固定在相应位置上，同时将FBG传感器的连接线沿斜PHC方桩侧面的中线位置进行同步铺设，并用速干胶将其固定在切槽内；

S34、封装：待FBG传感器及连接线均固定完毕后，从切槽的边缘处向切槽内注入环氧树脂，完成FBG传感器的封装；

S35、打磨：待注入切槽内的环氧树脂完全固化后，对切槽处已经固结的环氧树脂进行打磨，使其外层形成粗糙接触面，完成FBG传感器的布置。

3.根据权利要求2所述的基于FBG系统的斜PHC方桩轴向-弯曲变形的联合监测方法，其特征在于，切槽深度为6mm，宽度为30mm；环氧树脂层的厚度为1mm；注入环氧树脂的高度大于切槽深度1-2mm。