CN217078473U - 一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置 - Google Patents
一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置；包括纵梁，SMA丝材、预应力钢筋、锚定装置、电流导线、挠度传感器、信号接收装置、通电加热电机装置以及终端控制设备。所述纵梁的底面嵌有预应力的钢筋和SMA丝材，并分别用锚定装置锚定在梁的底部。三个挠度传感器贴在梁侧面的两端以及跨中靠近底部的位置。形状记忆合金的两端通过电流导线连接通电加热电机装置的正负极，通电加热电机装置的顶部装有信号接收装置，外围有终端控制设备接收挠度传感器发出的信号并可以传送信号给通电加热电机装置，对其进行控制。本实用新型可用于梁的修复以及预应力的施加等，可以大大减少人为检修梁的工作量，提高纵梁监控的效率，降低人为检修的安全风险。
Description
技术领域
本发明涉及道路桥梁技术领域，一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置。
背景技术
桥梁的修复，在现阶段，基本都会采用特殊材料（如碳纤维布、钢板等材料）粘贴修补、压力灌浆和表面封闭等方法。传统的修复方法存在修复效果一般，而且效率低，操作危险性大等弊端。
在公开号为CN208151874U的专利文件中，公开了一种道路桥梁裂缝修复的加固装置，包括防水盖板、裂缝槽盖板和减震弹簧，裂缝槽盖板的底端设有若干固定头，裂缝槽盖板的顶端通过若干减震弹簧与防水盖板的底端接触连接，防水盖板底端的两边侧均设有脚板，防水盖板顶端的两个边侧均通过若干固定螺钉与异形槽的底部固定连接。该项专利的修复方式不具备多次修复的能力并且其中的弹簧容易锈蚀。
在公开号为CN204139044U的专利中，公开了一种可修复的预应力混凝土T梁桥，包括T梁梁体、中横隔板和端横隔板；其中，所述的中横隔板、端横隔板分别采用带有体外预应力筋的转向块、锚固块：转向块为肋板式钢筋混凝土块或块式钢筋混凝土块，并且块内埋置导向管，导向管与T梁梁体的钢筋紧密连接；锚固块为在块内预留波纹管孔道的块式钢筋混凝土块，并且在锚固块与T梁梁体连接的位置设有角钢。该项专利中的修复主要靠体外预应力的转向块，修复的效率不高且没办法做到智能化。
综上所述，现有公开的相关专利中，桥梁修复方法多为粘贴修补、压力灌浆和表面封闭等方法，且存在适用性有限，效率不高，存在一定危险性
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置，大大降低了人工修复的危险性以及提高了桥梁的寿命，操作方便。
一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置，包括纵梁，SMA丝材、预应力钢筋、锚定装置、电流导线、挠度传感器、信号接收装置、通电加热电机装置以及终端控制设备；
其中SMA（shape memory alloys）丝材是形状记忆合金；
所述纵梁的底面嵌有预应力钢筋和在马氏体状态下有预应变的SMA丝材；其中所述有预应力钢筋和SMA丝材均并分别通过锚定装置锚定在纵梁的底部；挠度传感器分别贴在纵梁侧面的两端以及跨中靠近底部的位置；SMA丝材的两端通过电流导线连接通电加热电机装置的正、负极，通电加热电机装置的顶部装有信号接收装置，外围有终端控制设备通过网络接收挠度传感器发出的信号并可以传送信号给通电加热电机装置，对其进行控制。
优选的，SMA丝材利用形状记忆合金SMA的形状记忆功能，此时将其拉长，使其发生形变，其不会复原；而高温下，SMA丝材呈奥氏体相，会恢复到之前马氏体形变之前的状态，那么则可以用锚定装置锚定常温下已经预应变的马氏体，随后通过导线连接加热通电装置对其通电，使其产生回复力，从而给桥梁纵梁施加预应力或者修复力。
优选的，所述预应力钢筋嵌入在纵梁底部且相对SMA丝材上方的位置。
优选的，用于固定SMA丝材的锚定装置采用绝缘材料或者做绝缘处理；否则利用电机装置加热的时候会对锚定装置有影响。
优选的，所述的挠度传感器分别贴于纵梁侧面的跨中靠近底部的位置以及纵梁两端靠近底部的位置，全面监测纵梁的状态。
优选的，所述挠度传感器和信号接收装置均与所述终端控制设备电性连接。
终端控制设备可通过网络下信号的接收与传输，全面控制整个装置，当纵梁的挠度超过某一限定值，挠度传感器则会传输信号给终端控制设备，控制中心接收到信号后，可以通过程序自动传输信号给通电加热电机装置控制其对形状记忆合金进行通电，对纵梁施加预应力进行修复，通电加热电机装置通过安装在其顶部的信号接收装置接收终端控制设备传过来的信号。除此之外，终端控制设备还可以通过手动传输信号以及调节电流的大小来调节施加的预应力的大小，
本实用新型三个挠度传感器贴在纵梁侧面的两端以及跨中靠近底部的位置。SMA丝材的两端通过电流导线连接通电加热电机装置的正、负极，通电加热电机装置的顶部装有信号接收装置，外围有终端控制设备通过网络接收挠度传感器发出的信号并可以传送信号给通电加热电机装置，对其进行控制。
与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：
1）智能化。本实用新型的SAM丝材是一种智能材料，可以实现无需人工操作即可修复桥梁的工作，大大提供了提高了桥梁修复的效率。
2）安全性高。本发明可提供终端远程操控的方式利用形状记忆合金对桥梁施加预应力，减少了人工现场操作的风险，提高了桥梁修复的安全性。
3）适用面广泛。以适用于几乎所有的预应力梁的修复以及提升一些桥梁墩柱的抗震性能。
附图说明
图1是本发明所述结构的三维示意图；
图2是本发明所述结构的连接工作正视图；
图中：纵梁1，SMA丝材2、预应力钢筋3、锚定装置4、电流导线5、挠度传感器6、信号接收装置7、通电加热电机装置8，终端控制设备9，通电加热电机装置的正、负极10、11。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。本专利具体实施终端控制设备9采用计算机和服务器，通电加热电机装置8采用国电亚光的线性直流稳压稳流电源DC32V。
如图1-2所示，本实施例的一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置，包括纵梁1，SMA丝材2、预应力钢筋3、锚定装置4、电流导线5、挠度传感器6、信号接收装置7、通电加热电机装置8以及终端控制设备9；所述纵梁1的底面嵌有预应力钢筋3和在马氏体状态下有预应变的SMA丝材2；其中所述有预应力钢筋3和SMA丝材2均并分别通过锚定装置4锚定在纵梁1的底部；挠度传感器6分别贴于纵梁1侧面的跨中靠近底部的位置以及纵梁1两端靠近底部的位置，全面监测纵梁1的状态；所述挠度传感器6和信号接收装置7均与所述终端控制设备9电性连接。
SMA丝材2的两端通过电流导线5连接通电加热电机装置8的正、负极10、11，通电加热电机装置8的顶部装有信号接收装置7，外围有终端控制设备9通过网络接收挠度传感器6发出的信号并可以传送信号给通电加热电机装置8，对其进行控制。
SMA丝材2在常温下为马氏体，此时将其拉长，使其发生形变，其不会复原；而高温下，SMA丝材呈奥氏体相，会恢复到之前马氏体形变之前的状态，那么则可以用锚定装置4锚定常温下已经预应变的马氏体，随后通过导线5连接加热通电装置8对其通电，使其产生回复力，从而给纵梁1施加预应力或者修复力。
所述预应力钢筋3嵌入在纵梁1底部且相对SMA丝材2上方的位置。
用于固定SMA丝材2的锚定装置4采用绝缘材料或者做绝缘处理。
所述终端控制设备9可通过网络下信号的接收与传输，全面控制整个装置，当纵梁1的挠度超过某一限定值，挠度传感器6则会传输信号给终端控制设备9，控制中心9接收到信号后，可以通过程序自动传输信号给通电加热电机装置8控制其对形状记忆合金进行通电，对纵梁施加预应力进行修复，通电加热电机装置8通过安装在其顶部的信号接收装置7接收终端控制设备9传过来的信号。除此之外，终端控制设备9还可以通过手动传输信号以及调节电流的大小来调节施加的预应力的大小，
实施时：包括如下实施步骤：
（1）工厂先将常温下马氏体相的SMA丝材2进行相应的预应变；
（2）将预应力钢筋3和SMA丝材2放入纵梁1的模具中浇制纵梁并用绝缘锚定装置4进行锚定，或对锚定装置4进行绝缘处理；
（3）纵梁1浇制完成后将挠度传感器6紧贴于纵梁1侧面底部的跨中和两端位置；
（4）将电流导线5分别连接于纵梁1两端的形状记忆合金2以及通电加热电机装置8的正极、负极10、11；
（5）通电加热电机装置8通过安装在其顶部的信号接收装置7接收终端控制设备9传过来的信号；可通电加热电机装置8控制其对SAM丝材2，对纵梁施加预应力进行修复。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
Claims (6)
1.一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置，其特征在于：包括纵梁（1），SMA丝材（2）、预应力钢筋（3）、锚定装置（4）、电流导线（5）、挠度传感器（6）、信号接收装置（7）、通电加热电机装置（8）以及终端控制设备（9）；所述纵梁（1）的底面嵌有预应力钢筋（3）和在马氏体状态下有预应变的SMA丝材（2）；其中所述有预应力钢筋（3）和SMA丝材（2）均并分别通过锚定装置（4）锚定在纵梁（1）的底部；挠度传感器（6）分别贴在纵梁（1）侧面的两端以及跨中靠近底部的位置；SMA丝材（2）的两端通过电流导线（5）连接通电加热电机装置（8）的正、负极（10、11），通电加热电机装置（8）的顶部装有信号接收装置（7），外围有终端控制设备（9）通过网络接收挠度传感器（6）发出的信号并可以传送信号给通电加热电机装置（8），对其进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置，其特征在于：SMA丝材（2）在常温下为马氏体而高温下为奥氏体相。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置，其特征在于：所述预应力钢筋（3）嵌入在纵梁（1）底部且相对SMA丝材（2）上方的位置。
4.根据权利要求1所述的一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置，其特征在于：用于固定SMA丝材（2）的锚定装置（4）采用绝缘材料或者做绝缘处理。
5.根据权利要求3所述的一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置，其特征在于：所述的挠度传感器（6）分别贴于纵梁（1）侧面的跨中靠近底部的位置以及纵梁（1）两端靠近底部的位置，全面监测纵梁（1）的状态。
6.根据权利要求1所述的一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置，其特征在于：所述挠度传感器（6）和信号接收装置（7）均与所述终端控制设备（9）电性连接。
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| CN202123420295.2U CN217078473U (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置 |
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| CN202123420295.2U Active CN217078473U (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种桥梁用智能施加及修复预应力的装置 |
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2021
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