一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头的制作方法

本发明涉及装配式地铁车站工程，具体涉及一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头。

背景技术：

1、装配式地铁车站由钢筋混凝土构件拼接而成，接头是整体结构承载性能的薄弱部位。在地铁运营期间，由于外部荷载的影响，埋于地下的装配式地铁车站接头可能发生变形及开裂，严重影响地铁的安全运营。目前，公开的装配式地铁车站接头类型包括：如公告号【cn212612628u】公开的一种装配式地铁车站结构及其构件连接节点内的楔形螺栓型接头、公告号【cn110512647b】公开的一种局部装配式地铁车站结构设计及施工方法内的榫槽单螺栓型接头，公告号【cn112502186a】公开的建筑空间结构一体化的装配式地铁车站结构内的榫槽组合式螺栓接头。这些接头均采用普通金属的螺栓作为连接构件，一旦接头发生较大变形螺栓便会屈服，在后期进行修复及加固的难度均较大。

2、而形状记忆合金在外界温度的刺激下具有较强的变形恢复能力，在其他结构领域中，已有采用形状记忆合金螺栓代替普通螺栓的案例，如公告号【cn109989481a】公开的形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点及其制作方法，其采用形状记忆加固合金螺栓加固木结构梁柱、又如公告号【cn114547805a】公开的一种盾构隧道形状记忆合金柔性环间接头及其设计方法，其采用形状记忆合金环及普通螺栓组合的方式作为盾构隧道的环间螺栓、还如公告号【cn210239290u】公开的一种采用形状记忆合金和扩孔型螺栓连接的自复位耗能段，其采用形状记忆合金和扩孔型螺栓作为框架梁复位的连接件。但以上述内容并未考虑形状记忆合金发生复位的条件，即需要控制螺栓表面的温度来实现螺栓的复位，由于装配式地铁车站埋于地下，接头部位的螺栓通常被混凝土包裹，无法采用常规加热的方法实现螺栓的复位，且螺栓发生变形时也不易被察觉。因此，将形状记忆合金螺栓用于装配式地铁车站需要时，需用合适的驱动方式来实现螺栓的自动复位。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种无需通过人工加热的方式实现装配式地铁车站接头螺栓的自复位，即一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头。

2、为此，本发明采用以下技术方案：

3、一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头，所述螺栓接头包括形状记忆合金螺栓、以及与所述形状记忆合金螺栓配合的螺母；所述形状记忆合金螺栓的两端分别设置复位机构和固定点、以及两端分别连接于所述复位机构与所述固定点上的拉伸丝位移计；所述形状记忆合金螺栓上设置压电陶瓷元件，所述压电陶瓷元件与所述复位机构之间通过导线连接，所述复位机构通过所述压电陶瓷元件呈蓄能状态；所述形状记忆合金螺栓上开设有预制槽位，所述拉伸丝位移计设置于所述预制槽位内，通过所述拉伸丝位移计的状态变化，所述复位机构切换形成对所述形状记忆合金螺栓的加热复位状态。

4、进一步地：所述复位机构包括蓄电池及其蓄电池控制器；所述复位机构还包括接触式加热棒；所述蓄电池及其所述蓄电池控制器设置在所述螺母上，与所述接触式加热棒电性连接；所述形状记忆合金螺栓在其上开设有与所述接触式加热棒连接配合的第一预置孔。

5、进一步地：所述拉伸丝位移计包括拉绳丝与位移监测器；所述位移监测器通过所述导线与所述复位机构连接；所述拉绳丝一端与所述固定点连接，另一端与所述位移监测器配合。

6、进一步地：所述形状记忆合金螺栓上开设有第二预置孔，所述固定点为可拆卸设置于所述第二预置孔内。

7、进一步地：所述螺栓接头设置于相邻混凝土构件之间，且相邻的所述混凝土构件上皆设置与同一所述螺栓接头配合的螺栓手孔。

8、进一步地：所述螺栓手孔倾斜并嵌入式设置于所述混凝土构件内，以此使所述螺栓手孔远离所述混凝土构件贴合处的部分形成放置空间。

9、进一步地：所述形状记忆合金螺栓上设置有位于所述螺母与所述螺栓手孔侧端壁之间的垫片。

10、进一步地：所述压电陶瓷元件设置于相邻所述混凝土构件的接缝处，或设置于所述混凝土构件与所述螺母贴合处；所述压电陶瓷元件的两侧端面呈与贴合面配合的承压部分。

11、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

12、本发明在装配式地铁车站接头处通过形状记忆合金螺栓连接，可以此适应接头处形变变化情况，并且对形状记忆合金螺栓可重复利用率高，通过压电驱动形状记忆合金螺栓复位，根据接头位移变化自动调整形状记忆合金螺栓的形状，从而对螺栓的所需复位情况无需通过人工测量及加热复位工作仍可有效复位。

技术特征：

1.一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头，所述螺栓接头包括形状记忆合金螺栓(1)、以及与所述形状记忆合金螺栓(1)配合的螺母(2)；其特征在于：所述形状记忆合金螺栓(1)的两端分别设置复位机构和固定点(6)、以及两端分别连接于所述复位机构与所述固定点(6)上的拉伸丝位移计；

2.根据权利要求1所述的一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头，其特征在于：所述复位机构包括蓄电池及其蓄电池控制器(8)；

3.根据权利要求1所述的一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头，其特征在于：所述拉伸丝位移计包括拉绳丝(5)与位移监测器(7)；

4.根据权利要求1所述的一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头，其特征在于：所述形状记忆合金螺栓(1)上开设有第二预置孔(12)，所述固定点(6)为可拆卸设置于所述第二预置孔(12)内。

5.根据权利要求1所述的一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头，其特征在于：所述螺栓接头设置于相邻混凝土构件之间，且相邻的所述混凝土构件上皆设置与同一所述螺栓接头配合的螺栓手孔(14)。

6.根据权利要求5所述的一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头，其特征在于：所述螺栓手孔(14)倾斜并嵌入式设置于所述混凝土构件内，以此使所述螺栓手孔(14)远离所述混凝土构件贴合处的部分形成放置空间。

7.根据权利要求5所述的一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头，其特征在于：所述形状记忆合金螺栓(1)上设置有位于所述螺母(2)与所述螺栓手孔(14)侧端壁之间的垫片(3)。

8.根据权利要求5所述的一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头，其特征在于：所述压电陶瓷元件(4)设置于相邻所述混凝土构件的接缝处，或设置于所述混凝土构件与所述螺母(2)贴合处；所述压电陶瓷元件(4)的两侧端面呈与贴合面配合的承压部分。

技术总结
本发明提供了一种用于装配式地铁车站的压电驱动复位螺栓接头，所述螺栓接头包括形状记忆合金螺栓、以及与所述形状记忆合金螺栓配合的螺母；所述形状记忆合金螺栓的两端分别设置复位机构和固定点、以及两端分别连接于所述复位机构与所述固定点上的拉伸丝位移计；所述形状记忆合金螺栓上设置压电陶瓷元件，所述压电陶瓷元件与所述复位机构之间通过导线连接，所述复位机构通过所述压电陶瓷元件呈蓄能状态；所述形状记忆合金螺栓上开设有预制槽位。本发明在装配式地铁车站接头处通过形状记忆合金螺栓连接，可以此适应接头处形变变化情况，并且对形状记忆合金螺栓可重复利用率高。

技术研发人员：余朔,孙华俊,刘长宝,臧延伟
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17