一种自循环式压电材料预应力混凝土箱梁的制作方法

文档序号:11148724阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种自循环式压电材料预应力混凝土箱梁,其特征在于,包括预应力调节系统、桥梁监控系统及控制中心,且预应力调节系统、桥梁监控系统均与控制中心相连;

其中,所述预应力调节系统包括压电预应力构件(1)、压电发电装置(2)、储能电路(7);压电预应力构件(1)设置于混凝土内,用作原预应力混凝土的预应力钢筋;压电预应力构件(1)由压电材料制成,通过逆压电效应控制压电预应力构件(1)上的预应力大小;压电预应力构件(1)的两端设置有放电装置(3),用于控制压电预应力构件(1)两端的电压;压电发电装置(2)设置于箱梁顶部受压区域,且通过储能电路(7)与放电装置(3)相连;压电发电装置(2)由压电材料制成,通过正压电效应将所受机械能转换为电能储存于储能电路(7)中;

所述桥梁监控系统包括A、B、C三组应力传感器,其中A组应力传感器(4)设置于箱梁顶面,用于检测箱梁顶面的受压应力;B组应力传感器(5)设置于箱梁底面,用于检测箱梁底面的受拉应力;C组应力传感器(6)设置于压电预应力构件(1)上,用于检测压电预应力构件(1)上的预应力大小。

2.根据权利要求1所述的一种自循环式压电材料预应力混凝土箱梁,其特征在于,所述桥梁监控系统包括正压电监控系统、抗裂监控系统及预应力监控系统;

其中,正压电监控系统与A组应力传感器(4)相连,用于计算并监控压电发电装置(2)的发电量;抗裂监控系统与B组应力传感器(5)相连,用于监控箱梁底面的受拉应力,从而保证箱梁底面在荷载作用下不会产生裂缝;预应力监控系统与C组应力传感器(6)相连,用于监控压电预应力构件(1)上的预应力大小。

3.根据权利要求2所述的一种自循环式压电材料预应力混凝土箱梁,其特征在于,所述储能电路(7)包括蓄电池及变压器,压电发电装置(2)通过变压器与蓄电池相连充电,蓄电池通过变压器与放电装置(3)相连放电,且蓄电池与外电网连接充电。

4.根据权利要求3所述的一种自循环式压电材料预应力混凝土箱梁,其特征在于,所述控制中心与正压电监控系统、抗裂监控系统及预应力监控系统相连,用于接收所反馈的箱梁底面拉应力、压电发电装置(2)供电量及压电预应力构件(1)上预应力大小;

控制中心通过放电装置(3)控制压电预应力构件(1)两端的电压来调整压电预应力构件(1)上的预应力大小,从而保证箱梁底面的拉应力始终在允许值内;

当检测出压电发电装置(2)供电量不足以提供压电预应力构件(1)两端所需的电压时,控制中心控制蓄电池从外电网输电,从而保证压电预应力构件(1)上的预应力始终可控。

5.根据权利要求1所述的一种自循环式压电材料预应力混凝土箱梁,其特征在于,所述压电发电装置(2)包括沿箱梁宽度方向并列设置的若干压电杆,且压电杆沿箱梁长度方向延伸,其两端与储能电路(7)相连。

6.根据权利要求1所述的一种自循环式压电材料预应力混凝土箱梁,其特征在于,所述每组应力传感器包括五个应力传感器,且分别设置于箱梁中轴线或压电预应力构件(1)的两端、中点及1/4处。

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