[发明专利]碳纤维布加固桩柱式构件全自动施工机

说明书

技术领域

本发明涉及一种可对土建工程中桩基及立柱式构件进行全自动碳纤维加固的施工机械，具体涉及一种可自动在桩柱式构件表面进行刷胶、粘贴碳纤维布及自动沿桩柱式构件轴线爬升的施工设备。

背景技术

在役的建筑物由于外界环境的侵蚀以及荷载作用，常常在未到设计使用年限时即出现早期裂缝，变形超限等一系列强度失效的问题，此时需对结构物进行加固补强以满足承载力及正常使用的要求，目前土建工程领域对这些出现问题的结构进行加固补强时主要采用加大截面法、外包钢板法、植筋法等传统方法。显然，这些方法所使用的增强材料仍然是钢材或混凝土，维修、加固后结构依然会受到腐蚀问题的困扰，所以有必要寻找和研究一种既能够耐腐蚀、又便于施工的防腐材料及修补手段。碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber-Reinforced Polymer，简称CFRP)是60年代以来随航天工业等尖端技术对复合材料的苛刻要求而发展起来的新材料，70、80年代期间，主要用于航空航天、汽车等高技术领域，近年来由于其具有轻质高强良好的耐腐蚀性的特点，克服了其他加固方法所遇到的材料腐蚀问题，具有传统的加固方法无法比拟的技术优势，目前CFRP已经在土木工程中广泛应用，成为工程界研究的一个热点。

混凝土表面粘贴CFRP材料，可使其受力性能和变形得到明显的改善，提高承载力，在改善构件力学性能的同时，能够有效阻隔空气、氯离子和其它腐蚀性介质的侵入，约束限制裂缝的萌生与发展，覆盖桩基表面作为腐蚀介质通道的裂纹，延缓钢筋锈蚀提高桩基抗腐蚀能力。

CFRP粘贴加固工序主要由待加固构件表面找平、粘贴碳纤维布及浸润碳纤维布三个步骤组成。构件表面找平即是在混凝土表面粘贴碳纤维布之前，先用环氧树脂与固化剂的混合浆体在构件表面涂匀使构件表面形成平整表面，随后迅速将碳纤维布粘贴于构件表面，在粘贴完成后，再在碳纤维布表面均匀涂上一层环氧树脂与固化剂的混合物，此时，加固工作即告完成。

在目前的碳纤维加固补强施工中，上述施工步骤中的找平、粘贴碳纤维布及随后的浸润操作都是依靠人工完成，在人工费用持续上涨的今天，这将造成工程成本的大幅度增加，并且由于工人操作熟练水平的不同，施工质量难以保证，因此建成一种可以自动完成碳纤维布加固补强施工的机械设备是非常必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对目前对桩柱式构件进行粘贴碳纤维片材进行结构加固补强施工中自动化程度低，耗费人力大的缺点，提供一种能对桩柱式构件自动粘贴碳纤维片材进行补强加固施工的碳纤维布加固桩柱式构件全自动施工机。

为了实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案为：碳纤维布加固桩柱式构件全自动施工机，包括施工部模块和施工部爬升模块，施工部爬升模块用于施工部模块的升降，其特征在于，所述的施工部模块包括沿桩柱式构件表面的圆周外侧移动的环向行走车及搭载于环向行走车的涂胶系统及贴布系统；所述的涂胶系统采用涂胶滚筒对桩柱式构件表面进行涂胶；所述的贴布系统包括供布机构、压布机构以及裁断机构。

进一步地，所述的供布机构包括顺序设置的碳纤维布卷材架、转向滚筒、导向槽、碾压滚筒，碳纤维布进入导向槽后被碾压滚筒表面的斜向碾压筒直针穿过，随着环向行走车的移动碾压滚筒的碾压筒直针将碳纤维布不断拉出直至覆盖桩柱式构件表面；所述的压布机构包括伸缩式供布头、连接伸缩式供布头的往复式电机，伸缩式供布头与碾压滚筒连接，往复式电机使伸缩式供布头前进并使碾压滚筒压在桩柱式构件表面，随着环向行走车移动伸缩式供布头通过碾压滚筒将碳纤维布压在桩柱式构件表面，往复式电机使伸缩式供布头后退并使碾压滚筒离开碳纤维布和桩柱式构件表面；所述的裁断机构为碳纤维布截断铡刀。

进一步地，所述的涂胶系统还包括顺序设置的环氧树脂胶结剂存储罐、离心泵、供胶伸缩软管、供胶头，供胶头与涂胶滚筒连接，涂胶滚筒的外侧抵靠反力弹簧，反力弹簧套在供胶头外侧，反力弹簧使涂胶滚筒抵紧不同直径的桩柱式构件表面。

所述的施工部模块还包括由两片对称的槽型钢板通过铰链及锁紧搭扣组成的施工部承载框架，施工部承载框架内设有导向承重轨道、驱动轮轨道，环向行走车的驱动轮位于驱动轮轨道内，环向行走车的导向承重轮位于导向承重轨道内；所述的导向承重轨道位于施工部承载框的顶部和底部，所述的驱动轮轨道位于施工部承载框的中间位置，驱动轮通过皮带轮与电机连接。

位于施工部承载框的顶部和底部的两个导向承重轮通过竖直轮轴连接，环向行走车的平台面垂直于竖直轮轴。环向行走车的平台面为图1中的环形行走车的展示面。