本发明涉及建筑工程，具体涉及基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置。
背景技术：
1、随着国民经济的迅速发展，人们对安全、快速、舒适、和美观的公路交通提出了越来越高的要求，但是我国在20世纪60～70年代修建的桥梁，设计荷载标准较低，而且大部分仍处在营运使用之中，已成为交通运输中的隐患。因此，加固维修旧桥已成为一个十分突出的亟待解决的研究的课题。鉴于当前较为严峻的经济形势，我国正极大地加重对公路建设的投资，以拉动内需，因此交通基础设施建设发展迅猛，但是对旧桥的加固改造事业也势在必行。
2、大跨度桥梁结构是国家建筑科学技术发展水平的重要标志之一，具有显著的使用功能及社会影响力，但在服役期间由于材料性能的退化、自然灾害等因素的影响，结构的性能和安全一直在动态变化中，如果缺乏安全监测和诊断系统，不能及时收集可靠的维护管控信息，可能导致安全事故的发生。
3、因此有必要对大跨桥梁结构进行实时的全寿命周期监测,以掌握结构的实际质量和安全性能。基于此，研究一种基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置是必要的。
技术实现思路
1、鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置，利用sma的形状记忆效应、高回复力和耐疲劳特性，采用铁基形状记忆合金(fe-sma)板带开发了桥梁自恢复加固装置，并将二者有机结合，形成桥梁全寿命周期智能诊治一体化关键技术，即对桥梁结构性态进行监测，又可以对桥梁性态进行控制或加固修复，实现工程结构的全链条自动化维护，及时修复结构损伤，避免结构长期处于亚健康状态。
2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置，自感知恢复装置包括连接单元、预应力施加单元和检测单元；所述连接单元固定在预应力施加单元的下底部，并能够与目标对象建立连接；所述检测单元沿长度方向间隔布置在预应力施加单元的上表面；在预应力施加单元和连接单元的端部区域设置有用于与目标对象固定的高强螺栓。
3、进一步的，所述连接单元为耐高温纳米环氧树脂，所述预应力施加单元为fe-sma板带，所述检测单元为ni-ti sma 超细丝。
4、进一步的，所述检测单元通过耐高温纳米环氧树脂固定安装在预应力施加单元的上表面。
5、进一步的，所述接单元固定与预应力施加单元的大小形状适配，并组合为主体结构；在主体结构的结构两端适配设置有定位座，定位座固定在目标对象的待施工点，以确定主体结构的固定位置。
6、进一步的，所述目标对象为箱梁，预应力施加单元通过连接单元沿箱梁的长度方向分布，且并列设置有多条。
7、进一步的，所述箱梁的底部设置有涂抹层，所述连接单元固定在涂抹层上。
8、进一步的，所述预应力施加单元的两端设置有电加热系统，所述检测单元间隔分布，在每个检测单元上均连接有ni-ti sma 超细丝应变电阻采集系统。
9、进一步的，所述电加热系统采用带电阻丝的陶瓷加热垫，陶瓷加热垫贴附在预应力施加单元的表面，并与电源连接
10、进一步的，所述检测单元分布在预应力施加单元的中部区域。
11、上述技术方案的有益效果是：本发明提出将具有自感知的ni-ti sma 超细丝与fe-sma 自预应力板带相结合，sma 在受到约束时，对预变形的sma进行升温激励时，由于形状记忆效应的存在，sma中将产生较大回复应力，相当于sma施加在约束体上的预应力。与此同时，镍钛sma材料在相态稳定时的电阻随着应变的增大呈现良好的线性关系。所以常温下完全马氏体的镍钛sma超细丝可以作为传感元件，作为位移传感器用于结构健康监测的基于sma的桥梁监测与诊治工程应用与示范。因此将铁基sma板带与镍钛sma超细丝复合应用于大跨度结构中，可以充分发挥两者的优点，实现自感知与自预应力结合，进而实现大跨结构的监测及修复一体化应用。
12、本发明将耐高温的纳米环氧树脂运用到sma与基材的粘结中，很好的解决了ni-tisma 超细丝在运用过程中的绝缘和信号干扰问题，以及与fe-sma 结合时，产生的高温问题，让两者在高温的作用下，仍能很好的结合在一起，以达到预期的效果。
13、本发明采用新型sma的复合锚固关键技术，使得fe-sma板带与ni-ti sma超细丝能够达到共同变形的效果，能够随着结构的使用产生相同的应变，并且能够得到一个相对准确的数据，以对结构的预应力损失以及对结构预应力的修复有一个很好的掌控。
14、基于形状记忆合金（sma）的电阻-应变线性关系特性，采用镍钛基形状记忆合金(niti-sma)丝材开发了桥梁应变监测传感器装置，利用sma的形状记忆效应、高回复力和耐疲劳特性，采用铁基形状记忆合金(fe-sma)板带开发了桥梁自恢复加固装置，并将二者有机结合，形成桥梁全寿命周期智能诊治一体化关键技术。
15、本发明利用大直径通用型fe-sma板带具有相对经济实惠和快速提供预应力技术特点，可进一步构建以fe-sma为末端修复技术的工程结构智慧运维体系，通过通电激励fe-sma板带，可以快速自行进行预应力补充，结合基于fe-sma板带的预应力快速自补充技术和结构监测技术，实现对桥梁结构性态进行监测，又可以对桥梁性态进行控制或加固修复，实现工程结构的全链条自动化维护，达到工程结构的全链条自动化维护的目的，及时修复结构损伤，避免结构长期处于亚健康状态，减少工程维护费用，提升结构安全性。这种维护模式将工程结构从传统的“大病大治”转变为“小病常治”，全面提升工程结构的使用性能和寿命；进而提升建造运维品质，增强大跨结构的安全性和韧性，促进人与自然和谐共生及资源持续高效利用，实现土木工程的“可持续、高品质、绿色化和智能化。”
1.一种基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置，其特征在于：自感知恢复装置包括连接单元、预应力施加单元和检测单元；所述连接单元固定在预应力施加单元的下部，并能够与目标对象建立连接；所述检测单元沿长度方向间隔布置在预应力施加单元的上表面；在预应力施加单元和连接单元的端部区域设置有用于与目标对象连接固定的高强螺栓。
2.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置，其特征在于：所述连接单元为耐高温纳米环氧树脂，所述预应力施加单元为fe-sma板带，所述检测单元为ni-ti sma 超细丝。
3.根据权利要求1或2所述的基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置，其特征在于：所述检测单元通过耐高温纳米环氧树脂固定安装在预应力施加单元的上表面。
4.根据权利要求1或2所述的基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置，其特征在于：所述接单元与预应力施加单元的大小形状适配，并组合为主体结构；在主体结构的结构两端适配设置有定位座，定位座固定在目标对象的待施工点，以确定主体结构的固定位置。
5.根据权利要求1或2所述的基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置，其特征在于，所述目标对象为箱梁，预应力施加单元通过连接单元沿箱梁的长度方向分布，且并列设置有多条。
6.根据权利要求5所述的基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置，其特征在于，所述箱梁的底部设置有涂抹层，所述连接单元固定在涂抹层上。
7.根据权利要求5所述的基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置，其特征在于，所述预应力施加单元的两端设置有电加热系统，在每个检测单元上均连接有ni-ti sma 超细丝应变电阻采集系统。
8.根据权利要求7所述的基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置，其特征在于，所述电加热系统采用带电阻丝的陶瓷加热垫，陶瓷加热垫贴附在预应力施加单元的表面，并与电源连接。
9.根据权利要求5所述的基于形状记忆合金的大跨桥自感知恢复装置，其特征在于，所述检测单元分布在预应力施加单元的中部区域。
