[发明专利]一种基于切割磁感线发电的桥梁支座隔振层发电系统及其施工方法

说明书

本发明涉及一种基于切割磁感线发电的桥梁隔震层发电系统及其施工方法，属于桥梁支座发电领域，隔震层安装于支座与墩台之间；隔震层由填充有高弹橡胶的超高韧性水泥基复合材料椭圆蜂窝结构构成，蜂窝结构包括若干连接为一体的胞元，胞元内部设椭圆开孔，其内填充高弹橡胶；隔震层两侧各放置一强磁铁，每一椭圆开孔内的高弹橡胶表面均外包有金属线圈，每一金属线圈均采用导线连接形成回路，多个带有金属线圈的回路并联并通过电路保护系统连接储电电源。本发明在原有桥梁支座下方设置隔震层，提高了桥梁的竖向减震和吸能特性；同时，隔震层中设置有金属线圈，在桥梁振动过程中可以切割磁感线运动，进而发电，提高了资源利用率，节能环保绿色低碳。

技术领域

本发明涉及一种基于切割磁感线发电的桥梁支座隔振层发电系统及其施工方法，属于桥梁支座发电技术领域。

背景技术

现今，随着我国社会的发展进步，为了满足日益繁重的交通运输的需要，桥梁建设量的需求也在不断增大，中国交通运输部的统计资料表明，目前我国现有各类型桥梁共约50万座，毎年开工建设的桥梁数量多达1万座。

随着人们生活水平的日益提高，我国汽车保有量越来越多，桥梁上的车流量不断增大。行驶于桥梁上的机动车使桥梁频繁振动，“隐藏”着大量被忽视的能量。随着近年来人们对环保意识的日益重视和国际大力倡导可持续发展的要求，以及我国提出的“碳中和”和“碳达峰”的双碳目标，发展新的清洁环保能源，是全人类共同追求的目标。因此发明一种清洁环保，安全可控，使用方便的新能源技术，具有重要的意义。目前已有的是利用桥梁振动发电的技术是压电发电技术。

目前应用较多的桥梁隔震支座主要是叠层钢板橡胶类支座，常见的有铅芯橡胶支座、高弹橡胶支座等。铅芯橡胶隔震支座的竖向刚度很大，常常是水平刚度的几百倍甚至上千倍。因此，只能降低水平震动对上部结构的反应，而对于竖向震动没有多大的隔震效果，甚至有放大的可能。

因此，如何向桥梁提供竖向隔震减震的功能，解决现有桥梁隔震装置使用时难以将水平减震和竖直减震同时兼顾的问题，同时利用车辆荷载振动进行发电，将该“振动”转换为切割磁感线运动，将该技术应用于发电领域，是本发明需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于切割磁感线发电的桥梁支座隔振层发电系统及其施工方法，在原有桥梁支座下方设置隔震层，提高了桥梁的竖向减震和吸能特性；同时，隔震层中设置有金属线圈，在桥梁振动过程中可以切割磁感线运动，进而发电，提高了资源利用率，节能环保绿色低碳。

本发明采用以下技术方案：

一种基于切割磁感线发电的桥梁支座隔振层发电系统，包括隔震层，所述隔震层安装于支座与桥梁墩台顶面之间；

所述隔震层由填充有高弹橡胶的超高韧性水泥基复合材料椭圆蜂窝结构构成，蜂窝结构包括若干连接为一体的胞元，胞元内部设置椭圆开孔，椭圆开孔内填充高弹橡胶，椭圆开孔的长轴：短轴为5:3；

所述隔震层两侧各放置一强磁铁(两强磁铁之间产生磁场)，每一椭圆开孔内的高弹橡胶表面均外包有金属线圈，每一金属线圈均采用导线连接形成回路，多个带有金属线圈的回路并联并通过电路保护系统连接储电电源。

上述的椭圆蜂窝结构中，采用超高韧性水泥基复合材料作为基体材料，当超高韧性水泥基复合材料受到外部荷载时，因纤维的存在使得胞元具有裂纹桥接效应，使得单个胞元在受压时具有超强的承载能力、位移延性、变形能力和能量吸收能力；

相比于圆形开孔和六边形等性质，椭圆开孔能量吸收能力强，抗震吸能效果较好；