一、基本情况 

　　获奖项目名称:拉索高性能锚固和智能感知关键技术研究与工程应用

　　主要完成单位:柳州欧维姆机械股份有限公司、桂林理工大学、广东坚朗五金股份有限公司、巨力索具股份有限公司、湖南省交通规划勘察设计院有限公司、智性纤维复合加固南通有限公司、广西汉西鸣科技有限责任公司、桂林光明实业有限公司 

　　主要完成人:朱万旭、雷欢、陈昱鹏、刘榕、覃荷瑛、韦耀淋、陈荣华、杨超、白石、刘丰荣、谢正元、宁艳池、陈广宁、秦文忠、黄家柱 

　　二、项目背景 

　　拉索体系是桥梁等大型工程的生命线，国内产品虽质量比肩国外，但面临国内外市场竞争激烈、国际标准话语权缺失、CFRP等新特索材锚固需求及拉索长期监测难等问题。

图1 工程背景 

图2 基本技术路线

　　项目依托国家自然科学基金、广西科技重大专项等课题，针对2100MPa级钢丝拉索、2400MPa级CFRP拉索等新特索材锚固难题，以及拉索传感元件寿命短、监测误差大等痛点开展研究。授权专利和软著26项（发明专利9项）、中文核心及SCI论文18篇（SCI 10篇）、学会标准1部。 

　　三、创新成果 

　　（1）创新成果一：提出等极限应力的锚固结构设计方法，发明组合挤压工艺的复合高性能锚固技术，研发高性能拉索体系，解决了超高强钢索和FRP筋束锚固难题。

图3 等极限应力锚固结构设计代表性结果

　　研发了2000MPa级应力幅高达280MPa的钢绞线拉索体系、2100MPa级的钢丝拉索以及2400MPa级非粘结型CFRP拉索体系。 

　　（2）创新成果二：发明承力与传感一体式的结构和拉索内智能筋更换方法，提高了存活率和测力准确性，并解决了长期监测中传感元件寿命不足的难题。

图4 承力与传感一体式拉索代表性成果

　　拉索铣槽耦合光纤不会降低其力学性能指标，最大力总伸长率、极限荷载、抗拉强度、0.2%屈服力、应力松弛率和疲劳性能均满足既有标准要求；应变量程达到12000με，疲劳试验验证长期监测误差≤1.5%；通过传感元件可更换设计可更换智能筋实现延续监测。 

　　（3）创新成果三：发明组合式压力环传感器、大量程FBG应变计和超高波长分辨率解调仪，解决了索端测力不准、索体应变监测和索微弱振动换算索力的难题。

图5 拉索用FBG传感器及设备代表性成果

  基于FBG传感技术，分区承压的组合式压力环实现了测力精度抗偏载影响，且将不同规格的传感器高度均降低至80mm；量程可调的应变传感器通过光纤和基体安装的间距减敏，实现较小的光栅波长变化监测较大的索体应变；研发的光纤光栅解调仪分辨率可达0.01pm，实现微小环境振动信号换算索力。 

　　四、推广应用情况 

　　项目成果已经成功应用于世界最宽梁面（67.3m）斜拉桥——埃及尼罗河桥、世界最长跨度（420m）网状系杆拱桥——齐鲁黄河大桥、世界最大装机容量（16.6MW）全漂浮式海洋风电平台——明阳天成号等 100 余项国内外重大工程项目。

图6 代表性工程应用

　　项目成果显著提升了我国拉索产品在国际市场上的核心竞争力，助力国产拉索国际化推广，服务于全球重大索结构工程的智能化升级与高质量发展。