一种纤维布加固混凝土梁的装置及其施工方法

技术领域

本发明属于土木工程结构加固与改造施工技术领域，具体涉及一种纤维布加固混凝土梁的装置及其施工方法。

背景技术

由于结构老化、用途改变等原因，越来越多的混凝土构件需要进行加固，以提高其耐久性或极限承载力，最为普遍的就是纤维布加固法。纤维布具有较高的强重比、良好的抗疲劳性能以及优异的耐腐蚀性能，目前已成为混凝土构件的主要加固材料之一。纤维布加固法需使用粘结强度较高的胶水，把纤维布紧紧的贴在混凝土构件的表面上，使纤维布和混凝土构件能够紧紧的结合在一起，共同参与工作，以便提升混凝土构件的承载能力和受弯刚度。混凝土梁是混凝土构件的代表性结构之一，在用纤维布加固混凝土梁时，主要是将纤维布抹胶后粘贴在方梁的下表面，并逐层粘贴若干层；现有技术中，通常是人工手动在无工具下进行逐层粘贴，不但费事费力，同时粘贴的准确度存疑，导致加固效率及加固质量均不理想，亟待解决。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种纤维布加固混凝土梁的装置，该装置具备操作简单便捷、加固效率高且成品质量好的优点，省时省力，能有效缩短实际施工周期。本发明同时还提供了一种应用上述装置的施工方法，以便具体化的实现纤维布的现场快速施工目的。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种纤维布加固混凝土梁的装置，其特征在于：包括安装有压辊的辊架，所述压辊的轴长垂直混凝土梁的梁长方向，且纤维布穿过所述压辊辊面与混凝土梁的下表面的配合间隙；该装置还包括由辊架的两侧沿混凝土梁两侧面铅垂向上延伸的调节支架，位于辊架两侧的两组调节支架上均铅垂向的导向配合有支撑杆，支撑杆的顶端再向混凝土梁的上表面处水平延伸有纵向调节轮或限位销，从而利用纵向调节轮或限位销与压辊的夹持配合将纤维布压紧在混凝土梁的下表面上；该装置还包括可使支撑杆相对调节支架产生铅垂向调节及定位动作的纵向调整组件。

优选的，所述支撑杆插接在调节支架顶面处预设的铅垂导向孔上；支撑杆杆身处同轴凸设有限位台，纵向压簧套设在支撑杆上，纵向压簧顶端与限位台的下轴肩间形成抵靠配合，纵向压簧底端与铅垂导向孔的上孔端间形成抵靠配合；纵向调整组件还包括沿压辊轴向贯穿辊架且与辊架间形成回转配合的纵向调节杆，纵向调节杆上径向贯穿有穿行孔，拉绳一端固定在支撑杆杆底面处，拉绳另一端向下延伸并穿过所述穿行孔后再固定在支撑杆底端处，从而形成弓弦结构；纵向调节杆通过锁止部实现转动后的定位功能。

优选的，两组纵向调节杆的同杆端通过带传动或链传动形成同步转动配合；辊架上水平开设安装孔从而供纵向调节杆穿过，所述锁止部包括同轴布置在安装孔上的定位盘，所述定位盘的盘口向外且盘口上凹设有定位缺口，各定位缺口沿定位盘周向依序均布；纵向调节杆杆身处在辊架的内侧及外侧分别布置内侧定位销和外侧定位销，所述内侧定位销和安装孔内孔端分别与套设在纵向调节杆上的水平压簧的两端相抵靠，外侧定位销与所述定位缺口间形成用于限制纵向调节杆产生回转动作的卡接配合。

优选的，所述纵向调节轮的轴线平行混凝土梁的梁宽方向，纵向调节轮的轮轴穿过所述支撑杆杆身处调节孔后通过固定螺母加以紧固；调节孔为两组以上且沿支撑杆杆长方向依序均布。

优选的，所述调节支架外形呈“十”字状，调节支架的纵向臂上布置所述铅垂导向孔以及可供拉绳底端固定的侧凸部。

优选的，所述调节支架通过两组横向调节丝杆固定在辊架上；调节支架的水平臂上布置用于抵靠在混凝土梁的侧面处的横向调节轮，所述横向调节轮的回转轴线铅垂布置；各横向调节丝杆均为回转配合在辊架上且贯穿辊架设置的双头丝杆，横向调节丝杆的伸出辊架的两端布置螺纹段且两端处螺纹段旋向彼此反向，横向调节丝杆的两端分别与一组调节支架处螺纹孔间形成螺纹配合。

优选的，压辊包括前辊体和后辊体，所述辊架内还与压辊轴线平行的布置有纤维布辊、张紧辊以及胶辊，胶辊下方布置用于容纳胶水的胶盒，胶辊下辊面没入胶盒内胶水液面以下处，纤维布由纤维布辊处开始，分别经由张紧辊、胶辊、前辊体及后辊体从而被贴附在混凝土梁的下表面处。

优选的，所述纤维布辊与胶辊的同辊端处均同轴布置带轮，从而形成带传动配合。

优选的，所述辊架包括左侧板、右侧板以及连接左侧板和右侧板的底板，从而形成槽口朝上且槽长方向平行混凝土梁长方向的直角槽状结构；底板的下板面处布置有便于手握的把手。

优选的，一种应用所述的纤维布加固混凝土梁的装置的施工方法，其特征在于：

1)、工作前，通过纵向调整组件使纵向调节轮或限位销与压辊间的夹持间隙减小，从而使压辊上行直至与被加固的混凝土梁的下表面贴合；手动沿混凝土梁长度方向拖动辊架，纤维布不断被压辊压到混凝土梁的下表面，达到单层贴附及预应力压固效果；

2)、一轮贴附完成后，操作纵向调整组件使纵向调节轮或限位销与压辊的夹持间隙增大，从而使辊架处压辊向下脱离被加固的混凝土梁的下表面，手动拖动辊架，即可在不影响原有的已贴附纤维布的前提下将辊架沿混凝土梁长度方向复位至混凝土梁的首端，重复1)步骤；

3)、将1)步骤和2)步骤依序循环，即可实现指定层的纤维布的贴附及预应力压固目的。

本发明的有益效果在于：

1)、抛弃了传统的手动加固所导致的诸如贴布质量差及效率低下等诸多缺陷。本发明通过采用辊架、调节支架、支撑杆及纵向调节轮或限位销来形成半包围混凝土梁的环绕式加固结构，从而具备以下效果：一方面，利用支撑杆相对调节支架产生的铅垂调节及定位动作，可使压辊能由下而上的紧紧将纤维布压附在混凝土梁的下表面处，并实现预应力贴布功能，确保了贴布质量。另一方面，支撑杆相对调节支架产生的铅垂调节及定位动作，也使得每当贴附一层纤维布后，无需取下本发明，只需重新通过纵向调整组件将压辊与纵向调节轮或限位销之间的夹持间隙增大，此时在重力作用下，压辊会主动离开混凝土梁的下表面，随后直接将本发明拖回贴布的首端，实现了在不影响已贴附纤维布前提下的多层连续贴布目的，不仅贴布效率可得到显著保证，同时本发明相对混凝土梁的往复拖动动作也完全依托纵向调节轮或限位销的提拉作用进行，因此操作强度极低，极为省时省力，成效显著。

2)、对于纵向调整组件而言，可选用如齿轮齿条结构，又或选用类似卷扬机的卷筒和牵引绳的搭配构造，甚至采用螺纹调节或定位孔调节方式等均可，只需能实现支撑杆相对调节支架的铅垂往复动作即可。本发明优选采用了纵向压簧搭配纵向调节杆的配合构造，一方面，拉绳在纵向调节杆处形成了弓弦结构，并将支撑杆拉紧在调节支架上。另一方面，每当需要调节支撑杆的往复动作距离时，只需旋动纵向调节杆，纵向调节杆会不断的卷绕拉绳，拉绳克服纵向压簧的弹性回复力并将支撑杆不断下拉，以实现压辊与纵向调节轮或限位销之间的夹持间隙调大功能；反之即缩小该夹持间隙。

通过本发明的上述优选结构，整个纵向调节调节组件被集成在了小小的辊架内，不仅保证了整体构造的紧凑性，同时在操作时，也照顾到了本就位于悬吊状态下的混凝土梁下方的操作人员的正常操作角度，使用更为灵活便捷，人性化程度更高。

3)、对于纵向调节杆而言，一旦旋转并卷绕拉绳指定圈后，需通过锁止部固定纵向调节杆。当然，实际操作时，可以额外布置如紧定螺钉或者紧固螺栓，甚至采用抱死机构等常规锁止机构来实现其锁止效果。本发明采用带有定位缺口的定位盘，配合外侧定位销，从而实现更为便捷化的锁止目的，以更利于位于混凝土梁下方的操作人员所使用。为保证外侧定位销具备向定位缺口处的复位功能，需通过水平压簧来提供纵向调节杆的轴向位移动作和自动复位效果。

4)、带有拉绳的纵向调整组件，形成了在线的精细化的夹持间隙调整构造；而根据混凝土梁的厚度不同，又可通过调节孔与纵向调节轮之间的配合，来实现预先的粗略化的夹持间隙调整目的。此外，本发明还可搭配横向调节轮，从而通过横向调节轮的彼此夹持来水平夹紧混凝土梁的两侧面，再通过压辊及纵向调节滚的彼此夹持来铅垂夹紧混凝土梁的上表面及下表面，以实现半包围式定位夹紧目的，最终确保后续操作的稳定性及可靠性。

5)、纵向调整组件，实现了本发明相对混凝土梁的适应性的纵向调整目的，以适配不同型号梁体所使用。相应的，本发明还提供了横向调整组件，也即通过横向调整丝杆相对调节支架的螺纹调节，来实现两组调节支架相对辊架的横向间距调整功能，使用极为便捷。

6)、实际操作时，纤维布可以在本发明工作时，通过额外机构或人力进行递料；也可以如本发明所述的，采用纤维布辊、张紧辊以及胶辊等，这使得一旦手动拖动本发明，纤维布会不断的通过胶辊表面涂胶后被压辊压到混凝土梁的下表面，达到便捷化的贴布效果，可极为方便的实现供布、打胶、压布加固等一系列连续动作，省时省力。

附图说明

图1和图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明的工作状态立体图；

图4为图3所示结构的侧视图；

图5为图3所示结构的剖视图；

图6为一组纵向调节杆及两组横向调节丝杆的安装位置图；

图7为纵向调节杆的立体结构示意图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

a-纤维布 b-混凝土梁

10-压辊 11-前辊体 12-后辊体

20-辊架 21-左侧板 22-右侧板 23-底板 24-把手

30-调节支架 31-侧凸部

40-支撑杆 41-限位台 42-调节孔

50-纵向调节轮

61-纵向压簧 62-拉绳 63-纵向调节杆 63a-穿行孔

63b-内侧定位销 63c-外侧定位销 64-定位盘 64a-定位缺口

65-水平压簧

71-横向调节丝杆 72-横向调节轮

81-纤维布辊 82-张紧辊 83-胶辊 84-胶盒

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-7，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本发明的具体结构如图1-7所示，其主要结构包括辊架20、调节支架30、支撑杆40、纵向调整组件及横向调整组件等，辊架20内布置压辊10等一系列的贴布执行件。其中：

以混凝土方梁为例：辊架20外形参照图6所示，其由左侧板21、右侧板22及底板23彼此首尾衔接形成槽口朝上的直角槽状结构。辊架20的槽长方向如图3所示的平行混凝土梁b的梁长方向，以便压辊10等贴布执行件的安装及工作。如图5所示的，辊架20内简支梁状的回转配合有纤维布辊81、张紧辊82、胶辊83、前辊体11及后辊体12；同时，还穿设有两组双头丝杆结构的横向调节丝杆71及一组纵向调节杆63。为保证胶辊83的连续工作能力，如图5中还布置有胶盒84，胶盒84位于胶辊83正下方，从而实现对纤维布a的持续性的胶水涂覆目的。

在图1-3中可看出，辊架20的两侧均布置一组调节支架30及支撑杆40。支撑杆40通过铅垂导向孔以便导轨配合在“十”字状调节支架30的纵向臂的顶端处。实际操作时，铅垂导向孔与支撑杆40间应当形成止转配合，如铅垂导向孔布置为方孔状等，以便于支撑杆40仅能相对铅垂导向孔产生铅垂升降动作。支撑杆40的复位性可通过位于支撑杆40上的限位台41及纵向压簧61来保证，参照图1-2所示。当然，除了纵向压簧61，纵向调整组件还包括拉绳62，拉绳62一端固定在支撑杆40底端，另一端铅垂向下延伸并固定在“十”字状调节支架30的纵向臂的底端处的侧凸部31上，从而形成弓弦结构。此外的，纵向调节杆63处布置带有定位缺口64a的定位盘64，配合外侧定位销63c，从而实现锁止目的。为保证外侧定位销63c具备向定位缺口64a处的位复位功能，需通过如图1-2及图7所示的水平压簧65和内侧定位销63b的配合，来提供纵向调节杆63的轴向位移动作和自动复位效果。这样，每当拧动纵向调节杆63，穿设在纵向调节杆63处穿行孔63a上的拉绳62会被卷绕，从而拉动支撑杆40产生下行动作；支撑杆40的上行动作通过放松拉绳62后的纵向压簧61自动复位动作来实现。

对于横向调整组件而言，其包括两组横向调节丝杆71。两组横向调节丝杆71如图6所示的形成带传递或链传动配合，以便于在拧动其中一组横向调节丝杆71时，另一组也会相对辊架20产生回转动作。两组横向调节丝杆71的两端处螺纹段分别是正螺纹和反螺纹，其中一组横向调节丝杆71的一端固定手柄，转动该横向调节丝杆71，即可实现两组调节支架30相对中间处辊架20的水平相近及相离动作。

为便于理解本发明，此处结合附图，给出本发明的具体施工流程如下：

1)、在施工前，向胶盒84中加入适量的胶水，将纤维布a在纤维布辊81上缠好，再分别经过张紧辊82、胶辊83后由上而下的搭在前辊体11及后辊体12的辊面上。之后，将本发明通过纵向调节轮50挂在混凝土梁b的一端。

2)、横向宽度调节：根据混凝土梁b的厚度，适当调节纵向调节轮50在调节支架30上的位置，也即：旋动其中一组横向调节丝杠上的手柄，通过皮带带动另一组横向调节丝杆71同时转动，横向调节丝杠两端的正反螺纹分别带动左右两组调节支架30相向靠拢，直至两组调节支架30上各横向调节轮72贴合在混凝土梁b的侧面上。

3)、纵向上下调节：沿纵向调节杆63杆长方向推动纵向调节杆63，纵向调节杆63克服水平压簧65的弹性力，使外侧定位销63c脱离定位盘64处定位缺口64a。旋动纵向调节杆63，纵向调节杆63转动的同时，贯穿在纵向调节杆63的穿行孔63a也即如图7所示的腰孔中的拉绳62缠绕在纵向调节杆63。由于拉绳62一端固定，另一端会拉动调节支架30向下运动，纵向压簧61逐渐压紧，同时由于纵向调节轮50压在混凝土梁b的上侧面，从而会带动整个辊架20向上运动，直至两组压辊10将纤维布a压紧在混凝土梁b的下表面上。松开纵向调节杆63，纵向调节杆63在水平压簧65的弹性回复力下复位，带动纵向调节杆63横向窜动，使外侧定位销63c重新卡在定位盘64处相应的定位缺口64a中，完成调节。

4)、待上述调节动作全部完成后，开始贴布过程：

握住把手24，拉动本发明从混凝土梁b首端向尾端移动。在移动过程中，纤维布a不断的从纤维布辊81上拉出，纤维布辊81不断的转动，通过带传动带动胶辊83转动，胶辊83将胶盒84中的胶水带出后涂抹在纤维布a上。纤维布a经过张紧辊82，再经过胶辊83的涂胶后经过前辊体11被粘贴在混凝土梁b的下表面上，后辊体12再通过二次辊压将纤维布a贴紧。纤维布a在扯动过程中，具有一定的预应力，同时，这种预应力也可以通过调节纤维布辊81的转动阻力，甚至纵向调节轮50与压辊10间的夹持力来设定，预应力的存在对加固施工有显著的好处。

当本发明到达混凝土梁b尾端后，剪断纤维布a，一层布的粘贴就施工完成了。然后再进行纵向调节，使压辊10脱离混凝土梁b下表面，将装置拉回首端，再重复上述调节及贴布步骤，就可以很方便的进行更多层的贴布施工。

当然，实际操作时，混凝土梁也可以为除图中方梁外的其他外形的梁体，只需通过本发明能适应性的使用即可。同时，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。