[发明专利]一种自循环式压电材料预应力混凝土箱梁

摘要

本发明公开了一种自循环式压电材料预应力混凝土箱梁，包括采用压电材料作为替代预应力钢筋的实体材料，通过对于压电预应力构件两端电压的控制，根据逆压电效应实现压电材料预应力混凝土箱梁的预应力大小的改变；将压电材料应用于桥梁的受压区，并辅助以外电供给，从而实现结构体系内电能的自循环供给；通过桥梁监控系统实时监控压电发电装置的供电量、混凝土箱梁受拉区域的拉应力及压电预应力构件上预应力，从而实现桥梁结构体系的宏观调控。本发明具有安全可靠、节能环保、自动化程度高等特点，能够实现桥梁使用过程中对于结构体系的健康监控和预应力调整，从而增强了箱梁结构的耐久性和安全性。

主权项

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。