本发明涉及土木工程监测，特别是指一种基于有机纤维的钢拉索监测装置、制作方法和监测方法。
背景技术：
1、钢拉索是索支桥梁关键受力和传力构件，受到静动荷载和复杂环境的耦合作用，长期处于高应力及盐、湿侵蚀状态，在长期运营后往往会出现钢丝疲劳和腐蚀等病害，导致钢丝强度退化，使用寿命缩短，进而影响钢拉索甚至整体桥梁的长期性能。此外，在日照、风等环境因素作用下，钢拉索处于非均匀变化的温度场中，温度一定程度上会影响钢拉索的力学行为。因此，对钢拉索全长分布式应力、温度、湿度等的监测尤为重要。
2、光纤传感器由无机玻璃纤维制成，具有质量轻、体积小、对结构影响小等优势，只需一根光纤即可读取和传输结构的信息。通过将光纤传感器与解调仪和电脑连接，可以获取物理数据信号、数值等信息。由于光纤传感器的这些特点，它们在道路、桥梁、隧道等领域具有较大的应用前景，特别是在管廊等大型结构监测上具有发展潜力。然而，光纤传感器本身非常纤细，外径通常只有125微米左右，且其脆性高，抗剪性能差，受外力影响很容易断裂。因此，光纤传感器的存活率较低，无法满足某些工程应用场景的需求。
3、授权公告号为cn211522884u的专利记录了一种包括索体和两端的锚固组件,索体内设有多根钢绞线，每根钢绞线由中心丝和多根边丝绞合而成,,在钢绞线的中心丝开设凹槽，在凹槽内嵌入一根光纤光栅传感器，其端部与跳线熔接，以达到评估拉索使用过程中的环境、受力及损失状态。申请公布号为cn110847038a的专利记载了一种自感知平行钢丝拉索，在平行布置的一根或多跟钢丝上设置凹槽，在凹槽处内嵌光纤光栅传感器。申请公布号为cn102146713a的发明专利记载了一种内嵌钢绞线frp光纤智能复合筋，是将钢绞线和光纤或光纤光栅平行地嵌入到纤维增强塑料(frp)筋中，并通过拉挤成型技术将其整合成单一的结构。在这种结构中，钢绞线位于frp筋的中心位置，而光纤或光纤光栅则被放置在frp筋的外层。同时，也可以设计将光纤或光纤光栅置于frp筋的中心，而将钢绞线安排在frp筋的外层。
4、根据上述方法，需在钢丝表面或frp筋中植入光纤传感器，而且需要从钢丝或frp筋的端部引出光纤和跳线，外接到光纤解调仪上才能读取信号。但由于光纤脆性高、抗剪性能差的特性，在实际运输、安装、张拉及后续的监测过程中极易将光纤特别是出线端损坏，造成光纤传感器失效，进而导致整个监测系统失效。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种基于有机纤维的钢拉索监测装置、制作方法和监测方法。所述技术方案如下：
2、一方面，提供了一种基于有机纤维的钢拉索监测装置，包括：包裹在待监测钢丝表面的编织纤维层；其中，所述编织纤维层以液晶聚合物纤维作为基底编织束编织而成；所述基底编织束中嵌入有机复合导电纤维；所述有机复合导电纤维与监测主机连接；所述待监测钢丝为待监测钢拉索中的一根、多根或全部钢丝；所述监测主机通过监测所述有机复合导电纤维的电阻值变化，确定所述待监测钢丝的应力变化和环境参数变化。
3、可选地，所述有机复合导电纤维包括测应力有机复合导电纤维、测温有机复合导电纤维和测湿有机复合导电纤维；其中，所述测应力有机复合导电纤维，用于监测所述待监测钢丝的应力变化；所述测温有机复合导电纤维，用于监测所述待监测钢丝所在环境的温度变化；所述测湿有机复合导电纤维，用于监测所述待监测钢丝所在环境的湿度变化。
4、可选地，在所述编织纤维层中，包含所述测应力有机复合导电纤维的基底编织束的编织方向与所述待监测钢丝的轴向平行；包含所述测温有机复合导电纤维的基底编织束和包含所述测湿有机复合导电纤维的基底编织束的编织方向与所述待监测钢丝的轴向之间的夹角为锐角。
5、可选地，包含所述测温有机复合导电纤维的基底编织束和包含所述测湿有机复合导电纤维的基底编织束的编织方向与所述待监测钢丝的轴向之间的夹角为45°角。
6、另一方面，还提供了一种基于有机纤维的钢拉索监测装置的制作方法，包括：以液晶聚合物纤维作为基底编织束，并在所述基底编织束中嵌入有机复合导电纤维后浸润树脂形成预浸料；以预设编织参数将所述预浸料按照预设路径编织在待监测钢丝上，形成初始纤维层；所述待监测钢丝为待监测钢拉索中的一根、多根或全部钢丝；对所述初始纤维层进行固化，得到所述编织纤维层。
7、另一方面，还提供了一种基于有机纤维的钢拉索监测方法，应用于本发明实施例提供的一种基于有机纤维的钢拉索监测装置；所述方法包括：基于所述测应力有机复合导电纤维，监测所述待监测钢丝的应力变化；基于所述测温有机复合导电纤维，监测所述待监测钢丝所在环境的温度变化；基于所述测湿有机复合导电纤维，监测所述待监测钢丝所在环境的湿度变化；基于所述温度变化和所述湿度变化，对所述应力变化进行修正。
8、本发明实施例提供了一种基于有机纤维的钢拉索监测装置、制作方法和监测方法，利用有机复合导电纤维在钢丝表面编织一层纤维层，通过对有机复合导电纤维的电阻变化对钢拉索进行监测，大大提高了钢拉索监测装置的成活率，在运输和施工过程中不需要特别注意钢拉索的局部挤压以及过度弯曲，降低了运输和施工难度，减少了外贴传感器的复杂工序，节约了人工成本同时消除了传感器的安装误差。
1.一种基于有机纤维的钢拉索监测装置，其特征在于，包括：包裹在待监测钢丝表面的编织纤维层；其中，所述编织纤维层以液晶聚合物纤维作为基底编织束编织而成；所述基底编织束中嵌入有机复合导电纤维；所述有机复合导电纤维与监测主机连接；所述待监测钢丝为待监测钢拉索中的一根、多根或全部钢丝；
2.根据权利要求1所述的基于有机纤维的钢拉索监测装置，其特征在于，所述有机复合导电纤维包括测应力有机复合导电纤维、测温有机复合导电纤维和测湿有机复合导电纤维；其中，
3.根据权利要求2所述的基于有机纤维的钢拉索监测装置，其特征在于，在所述编织纤维层中，包含所述测应力有机复合导电纤维的基底编织束的编织方向与所述待监测钢丝的轴向平行；包含所述测温有机复合导电纤维的基底编织束和包含所述测湿有机复合导电纤维的基底编织束的编织方向与所述待监测钢丝的轴向之间的夹角为锐角。
4.根据权利要求3所述的基于有机纤维的钢拉索监测装置，其特征在于，包含所述测温有机复合导电纤维的基底编织束和包含所述测湿有机复合导电纤维的基底编织束的编织方向与所述待监测钢丝的轴向之间的夹角为45°角。
5.一种基于有机纤维的钢拉索监测装置的制作方法，其特征在于，包括：
6.一种基于有机纤维的钢拉索监测方法，其特征在于，应用于权利要求2所述的基于有机纤维的钢拉索监测装置；所述方法包括：
