一种SMA丝材或筋材电阻率智能控制混凝土梁的挠度阈值方法技术

本发明专利技术公开了一种SMA丝材或筋材电阻率智能控制混凝土梁的挠度阈值方法；通过以下途径实现：（1）测定SMA丝材或筋材的电阻R1和R2。（2）获得SMA丝材或筋材的电阻率。（3）计算得SMA丝材或筋材电阻率和SMA长度变化量的正比例系数K1。（4）将SMA丝材或筋材嵌入到混凝土梁底面，两端采用锚具进行锚固。（5）对混凝土梁施加竖向荷载P，获得SMA丝材或筋材的应变和混凝土梁跨中位置处底面的应变。（6）建立混凝土梁跨中位置处竖向挠度与混凝土梁跨中位置处底面的应变的关系。（7）确定阈值C1。（8）判定并激发SMA丝材或筋材。本发明专利技术通过判定SMA丝材或筋材的电阻率与阈值的关系，达到智能控制的目的，提高了混凝土梁的使用寿命。提高了混凝土梁的使用寿命。提高了混凝土梁的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种SMA丝材或筋材电阻率智能控制混凝土梁的挠度阈值方法


[0001]本专利技术涉及道路桥梁
，一种SMA丝材或筋材电阻率智能控制混凝土梁的挠度阈值方法。

技术介绍

[0002]混凝土梁的加固与修复通常采用压力灌浆、表面封闭、外贴碳纤维布或钢板，增大截面法等，均属于被动加固与修复方法，对混凝土梁的挠度回复有限，修复效果一般，效率低，操作危险性大。
[0003]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，其中的弹簧容易锈蚀，并且其桥梁的挠度难以控制。
[0004]专利CN109632219A的文本中，公开了步骤包括：检测钢筋混凝土梁的弯矩，以及钢筋混凝土梁的实配钢筋；根据弯矩和实配钢筋得到各跨梁的长期刚度；检测空间受力结构的竖向位移；计算钢筋混凝土梁的弹性挠度值，得到弹性刚度与长期刚度比；将弹性刚度与长期刚度比与弹性挠度值的乘积作为钢筋混凝土梁的挠度值。可以适用于所有梁的挠度计算，且计算结果较为准确。可以有效地控制梁的挠度值满足规范限值，修复的效率不高且没办法做到智能化。
[0005]综上所述，现有公开的相关专利中，混凝土梁的挠度控制修复方法多为粘贴修补、压力灌浆和表面封闭等方法，不能很好地控制混凝土梁的挠度且适用性有限，效率不高，存在一定危险性。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术公开了本专利技术设计了一种SMA丝材或筋材电阻率智能控制混凝土梁的挠度阈值方法，通过判定SMA丝材或筋材的电阻率与阈值的关系，达到智能控制的目的，大大降低了人工修复的危险性，提高了混凝土梁的使用寿命。
[0007]一种SMA丝材或筋材电阻率智能控制混凝土梁的挠度阈值方法，首先测得SMA丝材或筋材的电阻率大于对应的电阻率阈值C1，
[0008]其次：判定SMA丝材或筋材的通电加热装置工作，激发通电加热装置对SMA丝材或筋材进行通电加热，产生回复应力，使混凝土梁的挠度减少。
[0009]本专利技术进一步优选是：所述SMA丝材或筋材的电阻率大于对应的电阻率阈值C1，包括以下步骤：
[0010]步骤(1)：获得SMA丝材或筋材的电阻R1和R2。通过预实验，用通电加热装置对初始长度为L1的SMA丝材或筋材施加电压U，测得电流I1；
[0011]根据得出初始长度为的L1的SMA丝材或筋材的电阻R1；用通电加热装置对长度为L2的SMA丝材或筋材施加相同电压U，测得电流I2；根据得出长度为的L2的SMA丝材或筋材的电阻R2；
[0012]步骤(2)：获得SMA丝材或筋材的电阻率ΔR1；根据步骤(1)，获得为初始长为L1的SMA丝材或筋材的电阻R1和长度L2的SMA丝材或筋材的电阻R2，根据得到SMA丝材或筋材的电阻率ΔR1；
[0013]步骤(3)获得正比例系数K1；根据SMA丝材或筋材的长度变化量
△
L1＝L1‑
L2与所对应SMA丝材或筋材电阻率ΔR1的关系，即
△
L1＝K1ΔR1，测得正比例系数为
[0014]步骤(4)将SMA丝材或筋材嵌入到混凝土梁底面，粘结牢固，两端采用锚具进行锚固；
[0015]步骤(5)对混凝土梁施加竖向荷载P，使混凝土梁底面伸长，带动混凝土梁底面的SMA丝材或筋材伸长，得到混凝土梁跨中位置处SMA丝材或筋材的伸长量L3，测得SMA丝材或筋材的电阻R3，得到电阻率
[0016]步骤(6)根据步骤(3)的
△
L1＝K1ΔR1和SMA丝材或筋材在伸长量L3下的长度变化量
△
L2＝L1‑
L3，获得电阻率ΔR2对应的
△
L2＝K1ΔR2；
[0017]步骤(7)获得SMA丝材或筋材的应变ε
S
；根据混凝土梁底面的SMA丝材或筋材伸长量L3和SMA丝材或筋材的初始长度L1，得到SMA丝材或筋材的应变
[0018]步骤(8)获得混凝土梁跨中位置处底面的应变ε
c
。认为SMA丝材或筋材的应变ε
S
等于混凝土梁跨中位置处底面的应变ε
c
，即
[0019]步骤(9)建立混凝土梁跨中位置处竖向挠度δc与混凝土梁跨中位置处底面的应变ε
c
的关系；根据δ
c
＝K2ε
c
，得到混凝土梁跨中位置处竖向挠度δc；其中，K2与混凝土梁所受的荷载形式以及混凝土梁的抗弯刚度EI有关，以实际情况为准；
[0020]步骤(10)确定阈值C1；根据步骤(6)和步骤(9)，得到
[0021]假设混凝土梁在破坏时对应的跨中位置处最大挠度为δmax，由δ
c
≤δ
max
，可推得因此，阈值
[0022]本专利技术进一步优选：激发通电加热装置对SMA丝材或筋材进行通电加热，产生回复应力，使混凝土梁的挠度减少，包括以下步骤：
[0023]步骤2.1：
[0024]判定并激发SMA丝材或筋材；当所测的SMA丝材或筋材的R3≥C1，即
时，激发SMA通电加热装置对SMA进行通电加热，产生回复应力，使混凝土梁的挠度减少，控制混凝土梁的挠度，恢复混凝土梁的正常使用；
[0025]步骤2.2：
[0026]判定并不激发SMA丝材或筋材；当所测的SMA丝材或筋材的R3<C1，即时，则不激发SMA丝材或筋材通电加热装置对SMA丝材或筋材进行通电加热
[0027]本专利技术的有益效果：
[0028]与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029]1)智能化。本专利技术中的形状记忆合金SMA丝材或筋材是一种智能材料，通过其与网络终端、通电加热装置等结合可以实现无需人工操作即可修复混凝土梁的工作，大大提供了提高了混凝土梁修复的效率，使桥梁的挠度维持在可控范围之内。
[0030]2)安全性高。本专利技术通过终端远程操控的方式，利用形状记忆合金SMA对混凝土梁施加回复力，减少了人工现场操作的风险，提高了混凝土梁修复的安全性。
[0031]3)适用面广泛。本专利技术可以适用于混凝土梁、钢梁及其他类型构件的挠度控制、修复。
附图说明
[0032]图1是本专利技术所述的方法流程结构图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。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。
[0034本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SMA丝材或筋材电阻率智能控制混凝土梁的挠度阈值方法，其特征在于：首先测得SMA丝材或筋材的电阻率大于对应的电阻率阈值C1，其次：判定SMA丝材或筋材的通电加热装置工作，激发通电加热装置对SMA丝材或筋材进行通电加热，产生回复应力，使混凝土梁的挠度减少。2.根据权利要求1所述的一种SMA丝材或筋材电阻率智能控制混凝土梁的挠度阈值方法，其特征在于，所述SMA丝材或筋材的电阻率大于对应的电阻率阈值C1，包括以下步骤：步骤(1)：获得SMA丝材或筋材的电阻R1和R2；通过预实验，用通电加热装置对初始长度为L1的SMA丝材或筋材施加电压U，测得电流I1；根据得出初始长度为的L1的SMA丝材或筋材的电阻R1；用通电加热装置对长度为L2的SMA丝材或筋材施加相同电压U，测得电流I2；根据得出长度为的L2的SMA丝材或筋材的电阻R2；步骤(2)：获得SMA丝材或筋材的电阻率ΔR1；根据步骤(1)，获得为初始长为L1的SMA丝材或筋材的电阻R1和长度L2的SMA丝材或筋材的电阻R2，根据得到SMA丝材或筋材的电阻率ΔR1；步骤(3)获得正比例系数K1；根据SMA丝材或筋材的长度变化量
△
L1＝L1‑
L2与所对应SMA丝材或筋材电阻率ΔR1的关系，即
△
L1＝K1ΔR1，测得正比例系数为步骤(4)将SMA丝材或筋材嵌入到混凝土梁底面，粘结牢固，两端采用锚具进行锚固；步骤(5)对混凝土梁施加竖向荷载P，使混凝土梁底面伸长，带动混凝土梁底面的SMA丝材或筋材伸长，得到混凝土梁跨中位置处SMA丝材或筋材的伸长量L3，测得SMA丝材或筋材的电阻R3，得到电阻率步骤(6)根据步骤(3)的
△
L1＝K1ΔR1和SMA丝材或筋材在伸长量L3下的长度变化量
△
L2...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚伟，丁凯运，赵海涛，王文炜，姜进科，薛彦杰，周畅，
申请(专利权)人：山东省路桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：