CN113047656A - 一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，包括包括壳体，所述壳体右端固定连接有修补装置，所属壳体下端均布设有四个升降块，所述壳体顶端转动设有涂胶轮，所述壳体顶端固定设有上料机构，所述上料机构通过碳纤维布连接有拉紧轮,所述拉紧轮与所述涂胶轮处于同一水平面，通过设置拉紧轮解决了背景技术中提出的采用碳纤维布加固时如不对加固用的碳纤维布施加预应力，只有当被修复构件发生二次受力，结构进一步变形时，碳纤维布才可参与工作，材料的强度利用率极低、刚度提升有限，对结构构件的承载力和变形效果的改善效果非常有限的技术问题。

Description

一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机

技术领域

本发明涉及加固修复技术领域，具体为一种用于建筑结构加固修复的顶式预应力加固机。

背景技术

目前，建筑行业用于结构加固补强的主要技术之一为粘贴钢板或碳纤维布的加固补强方式，采用粘贴钢板的方式存在施工工期长、增加结构物自重、维护成本高等缺陷，故近几年来采用碳纤维布对进行修复加固，粘贴碳纤维布的施工方法为：先对被修复构件表面进行修补，并打磨平整，然后涂上碳纤维专用胶水，将碳纤维布直接粘贴在被修复构件上，采用碳纤维布加固时如不对加固用的碳纤维布施加预应力，只有当被修复构件发生二次受力，结构进一步变形时，碳纤维布才可参与工作，材料的强度利用率极低、刚度提升有限，对结构构件的承载力和变形效果的改善效果非常有限。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的采用碳纤维布加固时如不对加固用的碳纤维布施加预应力，只有当被修复构件发生二次受力，结构进一步变形时，碳纤维布才可参与工作，材料的强度利用率极低、刚度提升有限，对结构构件的承载力和变形效果的改善效果非常有限的技术问题。

本发明公开了一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，包括壳体，所述壳体右端固定连接有修补装置，所属壳体下端均布设有四个升降块，所述壳体顶端转动设有涂胶轮，所述壳体顶端固定设有上料机构，所述上料机构连接有拉紧轮,所述拉紧轮与所述涂胶轮处于同一水平面。

优选的，所述修补装置包括安装壳与两个修复组件，所述安装壳内部设有第一空腔，所述安装壳右端前后两侧对称设有滑槽，所述滑槽与所述第一空腔连通，所述两个修复组件分别与所述滑槽滑动连接。

优选的，所述安装壳左端外侧固定连接有电机一，所述电机一固定连接有转动轴一，所述转动轴一贯穿所述第一空腔与所述安装壳转动连接，所述转动轴一上固定连接有锥齿轮一，所述锥齿轮一前后两侧对称啮合有锥齿轮二，所述锥齿轮二固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆分别与所述第一空腔的上下两端转动连接，所述螺纹杆螺纹连接有升降板。

优选的，所述修复组件包括加固板和滑动板一，所述滑动板一与所述滑槽滑动连接，所述加固板与所述升降板固定连接，所述加固板上均布设有若干凹槽一，所述凹槽一内部设有限位块一，所述限位块一凹块滑动连接，所述凹块的凹槽一内部固定设有弹簧一，所述弹簧一与所述限位块一连接，所述凹块与夹持板固定连接。

优选的，所述修复组件还包括若干修补块，所述若干修补块均布设置在所述限位块一、加固板和夹持板上，所述修补块包括接头，所述接头贯穿所述夹持板固定连接有连接套，所述连接套内部设有弹簧二，所述弹簧二固定连接有固定块，所述固定块贯穿所述限位块一和加固板与所述连接套套接，所述连接套设置在所述夹持板和加固板之间。

优选的，所述上料机构外部设有碳纤维布，所述碳纤维布依次连接有传送轮、辅助支撑轮、拉紧轮和滚筒，所述传送轮固定连接有电机输送轴，所述电机输送轴设置在所述壳体的内部，所述辅助支撑轮和滚筒转动设置在所述壳体的上端，所述拉紧轮滑动设置在所述壳体的上端，所述壳体的上端后侧设有出料口，所述出料口的左侧固定设有截断设备。

优选的，所述拉紧轮通过输送轴连接有电机三，所述电机三设置在设有所述电机壳内部，所述电机壳与所述壳体的上端内壁滑动连接，所述电机壳右侧连接有滑动块二，所述滑动块二右侧为倾斜端，所述滑动块二的倾斜端滑动连接有滑动块三的倾斜端，所述滑动块三的竖直端贯穿所述壳体的上端与所述壳体滑动连接。

优选的，所述升降块下端固定连接有缓冲装置，所述缓冲装置包括：

支撑壳，所述支撑壳上端与所述壳体的下端固定连接，所述支撑壳内部设有第三空腔，所述支撑壳的下端左右两侧对称设有凹槽二，所述支撑壳的下端中部设有伸缩口，所述伸缩口与所述第三空腔连通，所述伸缩口的侧壁滑动连接有伸缩套；

挤压块，所述第三空腔内部设有挤压块，所述挤压块与压缩壳的上端沿竖直方向滑动连接，所述压缩壳内部设有第四空腔，所述第四空腔下端连通有贯通口，所述贯通口设置在所述压缩壳和伸缩套的连接处，所述伸缩套内部设有第五空腔，所述第四空腔、贯通口和第五空腔连通；

挤压板，所述挤压板滑动设置在所述伸缩套的侧壁，所述挤压板固定连接有弹簧四，所述弹簧四与压杆固定连接，所述压杆贯穿所述伸缩套的下端与安装板转动连接，所述安装板连接有轮座，所述轮座与车轮转动连接；

两支铰杆一，所述两支铰杆一的上端分别与所述凹槽二滑动连接，所述支铰杆靠近所述压杆的一侧设有凹槽三，所述凹槽三侧端固定设有滑杆，所述滑杆上套设有弹簧五，所述弹簧五固定连接有滑动套，所述滑动套一端与所述滑杆滑动连接，所述滑动套远离所述滑杆的一端转动连接有支铰杆二，所述支铰杆二与支铰座一转动连接，所述支铰座一固定设置在所述伸缩套的侧端，所述支铰杆一的下端转动连接有支铰座二，所述支铰座二对称设置在所述安装板的左右两侧。

优选的，所述涂胶轮固定连接有涂胶装置，所述涂胶装置还包括：

转动轴二，所述转动轴二上侧贯穿所述壳体的上端与所述涂胶轮固定连接，所述转动轴二下表面设有限位槽，所述转动轴二上下两侧固定连接有轴承的内圈，所述轴承的外圈固定设置在固定壳的上下两端，所述固定壳固定设置在所述壳体内部的下壁面；

电机二，所述电机二的输出轴固定连接有转轮，所述转轮与齿轮啮合，所述齿轮内圈通过限位块二与限位槽滑动连接，所述齿轮的上下表面设有环形槽，所述环形槽与滑动块一滑动连接，所述滑动块一贯穿所述固定壳的左侧壁与所述固定壳滑动连接，所述滑动块一左端螺纹连接有螺栓；

锥齿轮三，所述锥齿轮三与所述转动轴二的下端固定连接，所述锥齿轮三与锥齿轮四啮合，所述锥齿轮四与转动杆固定连接，所述转动杆贯穿所述固定壳的与储液仓转动连接，所述储液仓与所述壳体内部的下壁面固定连接，所述转动杆上均布设有若干叶片，所述叶片设置在所述储液仓的内部；

进胶管，所述进胶管固定连接有阀门一，所述阀门一固定设置在所述储液仓与挤压仓的连接处，所述挤压仓设置在所述储液仓的上端，所述挤压仓上端与所述壳体内部的上壁面固定连接，所述挤压仓内部设有第二空腔，所述挤压仓上端贯穿所述壳体的上端设有出胶管，所述挤压仓和出胶管的连接处设有阀门二，所述出胶管的出口与所述涂胶轮的涂胶面对应，所述出胶管23内部设有喷嘴；

滑动板二，所述滑动板二与所述第二空腔的上下壁面滑动连接，所述滑动板二的右侧固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆贯穿所述挤压仓的右端与缓冲板固定连接，所述缓冲板和挤压仓之间固定连接有弹簧三，所述弹簧三套设在所述伸缩杆上，所述缓冲板与凸轮滑动连接，所述凸轮与所述转动轴二固定连接；

液压缸，所述液压缸固定设置在所述固定壳的左端外侧，所述液压缸的伸缩端与所述储液仓的右端外侧固定连接，所述储液仓的右端滑道设置在所述储液仓的上下前后端面之间。

优选的，还包括：

起始锚固点，所述起始锚固点设置在被修复构件的起始被加固截面处，用于安装锚固使得碳纤维布的布头与被加固截面固定；

末端锚固点，所述末端锚固点设置在被修复构件的末端被加固截面处，用于安装锚固使得碳纤维布的布尾与被加固截面固定；

若干力传感器，所述若干力传感器分别设置在被修复构件的各个被加固截面，用于检测粘贴碳纤维布后被加固截面与碳纤维布之间的挤压力；

报警器，所述报警器设置在顶式预应力加固机上；

控制器，所述控制器与所述若干力传感器和报警器电性连接；

控制器基于所述若干力传感器控制所述报警器工作，包括以下步骤：

步骤1：控制器根据若干力传感器的检测值和公式(1)计算出被修复构件的被加固截面施加预应力后的外弯矩；

其中，K为被修复构件的被加固截面施加预应力后的外弯矩，n为被加固截面的数量，F_i为第i个力传感器的检测值，S_i第i个被加固截面的横截面积，h_i1为第i个被加固截面的起始锚固点到其截面重心轴的距离，h_i2为第i个被加固截面的末端锚固点到其截面重心轴的距离，A_i为第i个被加固截面上粘贴碳纤维布的表面积，M_i为第i个被加固截面的抵抗矩，a_i1为第i个被加固截面上粘贴碳纤维布的高度，a_i2为第i个被加固截面的横截面高度，a_i3为第i个碳纤维布的重心到第i个加固截面下端的距离；

步骤2：控制器根据步骤1中计算出的被加固截面施加预应力后的外弯矩和公式(2)计算出被修复构件的危险值，控制器比较计算出的被修复构件的危险值和预设危险值，若计算出的被修复构件的危险值大于被修复构件的预设危险值，控制器控制报警器报警，提醒操作者需增大对被修复构件的预应力值；

其中，X为被修复构件的危险值，C为被修复构件的弹性模量，η为被加固截面的预应系数，J为被加固截面的惯性矩，ε为各个被加固截面的平均应变综合系数，L_i为第i个被加固截面的截面长度A_i为第i个被加固截面的横截面面积。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的俯视结构示意图；

图2为本发明的正视结构示意图；

图3为本发明的上料机构结构示意图；

图4为本发明的拉紧轮的连接结构示意图；

图5为本发明的修补装置俯视结构示意图；

图6为本发明的修补块结构示意图；

图7为本发明的缓震装置结构示意图；

图8为本发明的支铰杆一结构示意图；

图9为本发明的涂胶装置结构示意图；

图10为本发明的被修复构件结构示意图。

图中：1、壳体；101、出料口；2、修补装置；3、上料机构；4、涂胶装置；5、安装壳；501、第一空腔；502、滑槽；6、转动轴一；601、电机一；602、锥齿轮一；603、锥齿轮二；604、螺纹杆；7、滑动板一；8、修补块；801、接头；802、弹簧二；803、连接套；804、固定块；9、加固板；10、升降板；11、限位块一；12、凹块；1201、弹簧一；13、夹持板；14、电机输送轴；15、涂胶轮；16、碳纤维布；17、传送轮；18、滚筒；19、截断设备；20、辅助支撑轮；21、拉紧轮；22、液压缸；23、出胶管；2301、喷嘴；24、挤压仓；2401、第二空腔；25、储液仓；26、叶片；27、固定壳；28、电机二；；29、齿轮；30、转轮；31、转动轴二；3101、限位槽；32、轴承；33、锥齿轮三；34、锥齿轮四；35、滑动块一；36、螺栓；37、转动杆；38、进胶管；39、阀门一；40、滑动板二；41、阀门二；42、伸缩杆；43、弹簧三；44、凸轮；45、限位块二；46、缓冲板；47、电机壳；4701、电机三；48、滑动块二；49、滑动块三；50、支撑壳；5001、第三空腔；5002、伸缩口；5003、凹槽二；51、挤压块；52、压缩壳；5201、第四空腔；53、伸缩套；54、支铰杆一；5401、凹槽三；55、压杆；56、支铰座二；57、车轮；58、轮座；59、安装板；60、支铰座一；61、弹簧四；62、挤压板；63、贯通口；64、滑动套；65、滑杆；66、弹簧五；67、支铰杆二；68、被修复构件；69、被加固截面；70、升降块；71、起始锚固点；72、末端锚固点。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供如下实施例

实施例1

本发明实施例提供了一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，如图1-图3所示，包括壳体1，所述壳体1左侧固定连接有修补装置2，所属壳体1下端均布设有四个升降块70，所述壳体1右端转动设有涂胶轮15，所述壳体1顶端固定设有上料机构3，所述上料机构3连接有拉紧轮21,所述拉紧轮21与所述涂胶轮15处于同一水平面。

上述技术方案的工作原理为：

先利用修补装置2对被修复构件68表面进行修补，并打磨平整，然后涂上碳纤维专用胶水，对加固用的碳纤维布16施加预应力后将碳纤维布16粘贴在被修复构件68上。

上述技术方案的有益效果为：

通过设置升降块70，可以控制壳体1的高度，方便对不同高度的被修复构件68进行修复，通过设置涂胶轮15，使得涂胶过程中的涂胶量保持均匀，上料机构3为滚筒结构，通过滚筒的转动将缠绕在其上的碳纤维布16传送到目标位置，实现碳纤维布16的自动出料过程，且出料过程较平稳，移动拉紧轮21可以控制碳纤维布16的张紧度，通过控制碳纤维布16的张紧度达到对被修复构件68施加预应力的目的，解决了背景技术提出的采用碳纤维布16加固时如不对加固用的碳纤维布16施加预应力，只有当被修复构件68发生二次受力，结构进一步变形时，碳纤维布16才可参与工作，材料的强度利用率极低、刚度提升有限，对结构构件的承载力和变形效果的改善效果非常有限的技术问题。

实施例2

在上述实施例1的基础上，如图5-图6所示，所述修补装置2包括安装壳5与两个修复组件，所述安装壳5内部设有第一空腔501，所述安装壳5右端前后两侧对称设有滑槽502，所述滑槽502与所述第一空腔501连通，所述两个修复组件分别与所述滑槽502滑动连接；

所述安装壳5左端外侧固定连接有电机一601，所述电机一601固定连接有转动轴一6，所述转动轴一6贯穿所述第一空腔501与所述安装壳5转动连接，所述转动轴一6上固定连接有锥齿轮一602，所述锥齿轮一602前后两侧对称啮合有锥齿轮二603，所述锥齿轮二603固定连接有螺纹杆604，所述螺纹杆604分别与所述第一空腔501的前后两端转动连接，所述螺纹杆604螺纹连接有升降板10；

所述修复组件包括加固板9和滑动板一7，所述滑动板一7与所述滑槽502滑动连接，所述加固板9与所述升降板10固定连接，所述加固板9上均布设有若干凹槽一901，所述凹槽一901内部设有限位块一11，所述限位块一11与凹块12滑动连接，所述凹块12的凹槽一内部固定设有弹簧一1201，所述弹簧一1201与所述限位块一11连接，所述凹块12与夹持板13固定连接；

所述修复组件还包括若干修补块8，所述若干修补块8均布设置在所述限位块一11、加固板9和夹持板13上，所述修补块8包括接头801，所述接头801贯穿所述夹持板13固定连接有连接套803，所述连接套803内部设有弹簧二802，所述弹簧二802固定连接有固定块804，所述固定块804贯穿所述限位块一11和加固板9与所述连接套803套接，所述连接套803设置在所述夹持板13和加固板9之间。

上述技术方案的工作原理为：

在对被修复构件68进行修复加固工作时，首先对被修复构件68进行修复，将前后两侧的夹持板13与被修复构件68对应，然后启动电机一601、带动转动轴一6转动，转动轴一6带动锥齿轮一602转动，与锥齿轮一602前后对称啮合的锥齿轮二603开始转动，且两锥齿轮二603转动方向相反，带动与其固定的螺纹杆604转动方向相反，使与螺纹杆604固定的升降板10向被修复构件68方向移动，带动加固板9和滑动板一7沿着滑槽502移动，同时夹持板13也向被修复构件68方向移动，带动修补块8移动到被修复构件68表面，被修复构件68对修补块8造成挤压，停止电机一601的工作，观察修补块8的位置状态，若一侧的某一修补块8相较于其他修补块8位置凸出，则代表此修补块8对应的被修复构件68的位置不平，则需使用工具对固定块804进行施加一定的冲击力，使此修补块8与其他修补块8对其，则代表修复完成。

上述技术方案的有益效果为：

通过设置若干修补块8，可以较准确的判断被修复构件68的各个位置齐平状态，提高了修补效率，通过设置电机一601，可以自动控制修补块8与被修复构件68的接触，防止人为操作导致失误出现，导致位置判断错误，影响修复效果，通过设置弹簧一1201、使得加固板9与夹持板13之间具有缓冲效果，在修补块8对被修复构件68接触挤压时保持各个位置的平衡，防止夹持板13发生倾斜带动各个修补件8发生偏移，无法判断修复位置，通过设置弹簧二802，在对被修复构件68进行修复时需对固定块804施加冲击力，通过弹簧二802的弹性作用起到缓冲效果，使得被修复构件68表面受到的作用力较均匀，提高了修复效果，使得被修复构件68表面更容易齐平。

实施例3

在实施例2的基础上，如图3-图4所示，所述上料机构3外部设有碳纤维布16，所述碳纤维布16依次连接有传送轮17、辅助支撑轮20、拉紧轮21和滚筒18，所述传送轮17固定连接有电机输送轴14，所述电机输送轴14设置在所述壳体1的内部，所述辅助支撑轮20和滚筒18转动设置在所述壳体1的上端，所述拉紧轮21滑动设置在所述壳体1的上端，所述壳体1的上端后侧设有出料口101，所述出料口101的左侧固定设有截断设备19；

所述拉紧轮21通过输送轴连接有电机三4701，所述电机三4701设置在设有所述电机壳47内部，所述电机壳47与所述壳体1的上端内壁滑动连接，所述电机壳47右侧连接有滑动块二48，所述滑动块二48右侧为倾斜端，所述滑动块二48的倾斜端滑动连接有滑动块三49的倾斜端，所述滑动块三49的竖直端贯穿所述壳体1的上端与所述壳体1滑动连接。

上述技术方案的工作原理为：

在对被修复构件68完成修复后，开始进行加固工作，将顶式预应力加固机移动到被修复构件68的侧端，与被加固截面69对应，传送轮17连接电机输送轴14，将传送轮17作为主动轮通过电机驱动，带动缠绕有碳纤维布16的上料机构3转动，拉紧轮21带动碳纤维布16经过辅助支撑轮20，拉紧轮21将碳纤维布16经过出料口101传送到被修复构件68的粘贴位置，在粘贴过程中首先将碳纤维布16的布头通过锚固与被修复构件68固定，同时启动电机三4701和电机输送轴14连接的电机，使得碳纤维布16从出料口101出料，控制预应力加固机移动，使碳纤维布16与被粘贴位置留有少许距离，到达被加固截面69的末端后，向下按压滑动块三49，使得滑动块三49挤压滑动块二48向左移动，带动电机壳47向左移动，带动拉紧轮21向左移动，开始将碳纤维布16通过滚筒18粘贴在目标位置，碳纤维布16尾端也需要锚固固定，固定完毕后使用截断设备19将碳纤维布16截断。

上述技术方案的有益效果为：

通过设置滚筒18可以在粘贴碳纤维布16的过程中使得碳纤维布16保持平整，有利于碳纤维布16粘贴紧密平整，设置出料口101对碳纤维布16起到导向作用，提高设置拉紧轮21，拉紧轮21向左移动使得碳纤维布16产生张紧效果，达到设置预应力目的，保证修复加固效果和施工效率。

实施例4

在上述实施例1的基础上，如图7-图8所示，所述升降块70下端固定连接有缓冲装置，所述缓冲装置包括：

支撑壳50，所述支撑壳50上端与所述壳体1的下端固定连接，所述支撑壳50内部设有第三空腔5001，所述支撑壳50的下端左右两侧对称设有凹槽二5003，所述支撑壳50的下端中部设有伸缩口5002，所述伸缩口5002与所述第三空腔5001连通，所述伸缩口5002的侧壁滑动连接有伸缩套53；

挤压块51，所述第三空腔5001内部设有挤压块51，所述挤压块51与压缩壳52的上端沿竖直方向滑动连接，所述压缩壳52内部设有第四空腔5201，所述第四空腔5201下端连通有贯通口63，所述贯通口63设置在所述压缩壳52和伸缩套53的连接处，所述伸缩套53内部设有第五空腔5301，所述第四空腔5201、贯通口63和第五空腔5301连通；

挤压板62，所述挤压板62滑动设置在所述伸缩套53的侧壁，所述挤压板62固定连接有弹簧四61，所述弹簧四61与压杆55固定连接，所述压杆55贯穿所述伸缩套53的下端与安装板59转动连接，所述安装板59连接有轮座58，所述轮座58与车轮57转动连接；

两支铰杆一54，所述两支铰杆一54的上端分别与所述凹槽二5003滑动连接，所述支铰杆54靠近所述压杆55的一侧设有凹槽三5401，所述凹槽三5401侧端固定设有滑杆65，所述滑杆65上套设有弹簧五66，所述弹簧五66固定连接有滑动套64，所述滑动套64一端与所述滑杆65滑动连接，所述滑动套64远离所述滑杆65的一端转动连接有支铰杆二67，所述支铰杆二67与支铰座一60转动连接，所述支铰座一60固定设置在所述伸缩套53的侧端，所述支铰杆一54的下端转动连接有支铰座二56，所述支铰座二56对称设置在所述安装板59的左右两侧。

上述技术方案的有益效果为：

在支撑壳50受到壳体1的重力作用下，车轮57向上运动，推动轮座58向上运动，带动安装板59向上运动，安装板59推动压杆55向上运动，使得弹簧四61压缩，在弹簧四61的弹性作用下，挤压板62向上运动，由于第四空腔5201、贯通口63和第五空腔5301连通，且压缩壳52和伸缩套53保持密封，在内部气压作用下挤压板62移动推动挤压块51向上移动，从而带动压缩壳52向上移动，伸缩套53沿着支撑壳50的伸缩口5002向上滑动，伸缩口5002起到导向作用，保证伸缩套53在向上滑动过程中保持稳定，在挤压块51与第三块钱5001的上壁接触，对挤压块51起到限位功能，且随着压缩壳52继续向上移动，挤压块51相对压缩壳52沿着其侧壁向下滑动，使得挤压板62下端的弹簧四61与其上端的大气压强保持平衡，此时压缩壳52停止移动，压杆55也停止移动，通过利用压缩壳52和伸缩套53内部的大气压既延缓了弹簧四61的使用寿命且提高了缓冲效果，在安装板59向上移动过程中支铰杆一54沿着凹槽二5003的水平方向向外侧滑动，在车轮57移动过程中因路面不平整等外界因素发生颠簸时，安装板59会随着车轮57的状态发生倾斜，使得与安装板59转动连接的支铰杆一54发生转动，使得支铰杆二57发生转动，推动滑动套64移动，对弹簧五66造成压缩，在弹簧五66的弹性作用下减少轮胎的颠簸状态，尽可能保持预应力加固机在涂胶粘布过程中保持平稳，防止因轮胎57颠簸导致壳体1不平衡，使得涂胶不均匀，粘布位置发生偏移，影响修复加固效果。

实施例5

在上述实施例1的基础上，如图9所示，所述涂胶轮15固定连接有涂胶装置4，所述涂胶装置4还包括：

转动轴二31，所述转动轴二31上侧贯穿所述壳体1的上端与所述涂胶轮15固定连接，所述转动轴二31下表面设有限位槽3101，所述转动轴二31上下两侧固定连接有轴承32的内圈，所述轴承32的外圈固定设置在固定壳27的上下两端，所述固定壳27固定设置在所述壳体1内部的下壁面；

电机二28，所述电机二28的输出轴固定连接有转轮30，所述转轮30与齿轮29啮合，所述齿轮29内圈通过限位块二45与限位槽3101滑动连接，所述齿轮39的上下表面设有环形槽3901，所述环形槽3901与滑动块一35滑动连接，所述滑动块一35贯穿所述固定壳27的左侧壁与所述固定壳27滑动连接，所述滑动块一35左端螺纹连接有螺栓36；

锥齿轮三33，所述锥齿轮三33与所述转动轴二31的下端固定连接，所述锥齿轮三33与锥齿轮四34啮合，所述锥齿轮四34与转动杆37固定连接，所述转动杆37贯穿所述固定壳27的与储液仓25转动连接，所述储液仓25与所述壳体1内部的下壁面固定连接，所述转动杆37上均布设有若干叶片26，所述叶片26设置在所述储液仓25的内部；

进胶管38，所述进胶管38固定连接有阀门一39，所述阀门一39固定设置在所述储液仓25与挤压仓24的连接处，所述挤压仓24设置在所述储液仓25的上端，所述挤压仓24上端与所述壳体1内部的上壁面固定连接，所述挤压仓24内部设有第二空腔2401，所述挤压仓24上端贯穿所述壳体1的上端设有出胶管23，所述挤压仓24和出胶管23的连接处设有阀门二41，所述出胶管23的出口与所述涂胶轮15的涂胶面对应，所述出胶管23内部设有喷嘴2301；

滑动板二40，所述滑动板二40与所述第二空腔2401的上下壁面滑动连接，所述滑动板二40的右侧固定连接有伸缩杆42，所述伸缩杆42贯穿所述挤压仓24的右端与缓冲板46固定连接，所述缓冲板46和挤压仓24之间固定连接有弹簧三43，所述弹簧三43套设在所述伸缩杆42上，所述缓冲板46与凸轮44滑动连接，所述凸轮44与所述转动轴二31固定连接；

液压缸22，所述液压缸22固定设置在所述固定壳27的左端外侧，所述液压缸22的伸缩端与所述储液仓25的右端外侧固定连接，所述储液仓25的右端滑道设置在所述储液仓25的上下前后端面之间。

上述技术方案的工作原理为：

储液仓25内部用于存放碳纤维专用胶水，在对被修复构件68涂抹碳纤维专用胶水时，启动电机二28，带动转轮30转动，与转轮30啮合的齿轮29开始转动，齿轮29带动转动轴二31转动，转动轴31带动锥齿轮三33转动，锥齿轮三33带动锥齿轮四34、凸轮44和涂胶轮15转动，锥齿轮34带动转动杆37转动，转动杆37上的叶片开始转动，启动液压缸22，推动储液仓25的右端面向左侧滑动，对储液仓25内部的碳纤维专用胶水造成挤压，使其进入进胶管38经过阀门一39进入挤压仓24内部，凸轮44转动时，与其滑动连接的缓冲板46随着凸轮44的旋转周期性的伸缩，带动伸缩杆42伸缩，从而推动滑动板二40左右滑动，滑动板二40向左滑动时，对进入挤压仓24的碳纤维专用胶水进行挤压，使其经过阀门二41进入出胶管23内部，弹簧三43随着缓冲板46的移动而压缩，出胶管23将碳纤维专用胶水喷到涂胶轮15的弧端面上，涂胶轮15的弧端面为涂胶面，控制预应力加固机移动，使得涂胶装置4移动，使其移动速度与涂胶轮15的转动速度保持一致，进行涂胶过程。

上述技术方案的有益效果为：

齿轮29在转轮30的上端时转速较快，在转轮30的中部时转速较慢，通过设置滑动块一35，控制齿轮29沿着转动轴二31上下滑动，使用螺栓36，当滑动滑动块一35到目标位置，拧紧螺栓36，使其与固定壳27固定，保证齿轮29不在滑动，通过设置限位块二45使其与限位槽3101的配合，保证齿轮29与转动轴二31旋转过程中保持稳定，通过设置转动杆37与叶片26，使其形成搅拌机构，保持碳纤维专用胶水的流动性，方便其流入进胶管38中，通过设置阀门一39和阀门二41可以控制出胶量，避免了资源浪费，且有利于粘贴过程的进行，通过设置凸轮44，利用凸轮44在转动过程中直径范围变化来达到滑动板二40的伸缩过程，从而达到对进入挤压仓24内部的碳纤维专用胶水挤压的目的，设置弹簧三43，保证了挤压过程的平稳性，防止进入出胶管23的胶水量不均匀，从而使碳纤维专用胶水进入出胶管23，在出胶管23内部设一喷嘴2301，保证其喷洒到涂胶轮15上的胶水的均匀，在涂胶轮15转动过程中不断有胶水喷洒到涂胶轮15的涂胶面上，使其涂胶过程保持平稳，且涂胶量保持均匀，节省了人工操作的繁琐，且提高了涂抹的效果，有利于进行后续粘贴碳纤维布的过程。

实施例6

在上述实施例1的基础上，如图10所示，还包括：

起始锚固点71，所述起始锚固点71设置在被修复构件68的起始被加固截面69处，用于安装锚固使得碳纤维布16的布头与被加固截面69固定；

末端锚固点72，所述末端锚固点72设置在被修复构件68的末端被加固截面69处，用于安装锚固使得碳纤维布16的布尾与被加固截面69固定；

若干力传感器，所述若干力传感器分别设置在被修复构件68的各个被加固截面69，用于检测粘贴碳纤维布16后被加固截面69与碳纤维布16之间的挤压力；

报警器，所述报警器设置在顶式预应力加固机上；

控制器，所述控制器与所述若干力传感器和报警器电性连接；

控制器基于所述若干力传感器控制所述报警器工作，包括以下步骤：

步骤1：控制器根据若干力传感器的检测值和公式(1)计算出被修复构件68的被加固截面69施加预应力后的外弯矩；

其中，K为被修复构件68的被加固截面69施加预应力后的外弯矩，n为被加固截面69的数量，F_i为第i个力传感器的检测值，S_i第i个被加固截面69的横截面积，h_i1为第i个被加固截面69的起始锚固点71到其截面重心轴的距离，h_i2为第i个被加固截面69的末端锚固点72到其截面重心轴的距离，A_i为第i个被加固截面69上粘贴碳纤维布16的表面积，M_i为第i个被加固截面69的抵抗矩，a_i1为第i个被加固截面69上粘贴的碳纤维布16的高度，a_i2为第i个被加固截面69的横截面高度，a_i3为第i个碳纤维布16的重心到第i个加固截面下端的距离；

步骤2：控制器根据步骤1中计算出的被修复构件68的被加固截面69施加预应力后的外弯矩和公式(2)计算出被修复构件68的危险值，控制器比较计算出的被加固截面69的危险值和预设危险值，若计算出的被修复构件68的危险值大于被修复构件68的预设危险值，控制器控制报警器报警，提醒操作者需增大对被修复构件68的预应力值；

其中，X为被修复构件68的危险值，C为被修复构件68的弹性模量，η为被加固截面69的预应系数，J为被加固截面69的惯性矩，ε为各个被加固截面69的平均应变综合系数，L_i为第i个被加固截面69的截面长度，A_i为第i个被加固截面69的横截面面积。

上述技术方案的有益效果为：

在粘贴过程中首先将碳纤维布16的布头通过锚固与被修复构件68固定，拉动碳纤维布16使得碳纤维布16产生张紧效果，将碳纤维布16粘贴到被加固截面69上，在碳纤维布16尾端也使用锚固固定，完成修复加固的过程，在此过程中被修复构件68的各个被加固截面69设置力传感器，使用力传感器检测粘贴碳纤维布16后被加固截面69与碳纤维布16之间的挤压力，控制器根据若干力传感器的检测值和公式(1)计算出被修复构件68的被加固截面69施加预应力后的外弯矩，然后利用计算出的被加固截面69施加预应力后的外弯矩和公式(2)计算出被加固截面69的危险值(公式(2)中考虑η和ε，η为被加固截面69的预应系数，取值范围为0-1，ε为各个被加固截面69的平均应变综合系数，取值范围为0.0001-0.0033)使得计算结果更加可靠，危险值为加固后在预应力作用下被修复构件68可出现的裂缝值或变形值，预设危险值为加固后被修复构件68允许出现的最大裂缝值或变形值，控制器比较计算出的被加固截面69的危险值和预设危险值，若计算出的被加固截面69的危险值大于被加固截面69的预设危险值，控制器控制报警器报警，提醒操作者需增大对被加固截面69的预应力值，防止由于预应力不足影响加固效果，导致被修复构件68在后续时间内发生损坏需要继续修复加固，增大了工作量，造成了人力物力的增加，若计算出的被加固截面69的危险值小于被加固截面69的预设危险值，则报警器不报警。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)右端固定连接有修补装置(2)，所属壳体(1)下端均布设有四个升降块(70)，所述壳体(1)顶端转动设有涂胶轮(15)，所述壳体(1)顶端固定设有上料机构(3)，所述上料机构(3)通过碳纤维布(16)连接有拉紧轮(21),所述拉紧轮(21)与所述涂胶轮(15)处于同一水平面。

2.根据权利要求1所述的一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，其特征在于：所述修补装置(2)包括安装壳(5)与两个修复组件，所述安装壳(5)内部设有第一空腔(501)，所述安装壳(5)右端前后两侧对称设有滑槽(502)，所述滑槽(502)与所述第一空腔(501)连通，所述两个修复组件分别与所述滑槽(502)滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，其特征在于：所述安装壳(5)左端外侧固定连接有电机一(601)，所述电机一(601)固定连接有转动轴一(6)，所述转动轴一(6)贯穿所述第一空腔(501)与所述安装壳(5)转动连接，所述转动轴一(6)上固定连接有锥齿轮一(602)，所述锥齿轮一(602)前后两侧对称啮合有锥齿轮二(603)，所述锥齿轮二(603)固定连接有螺纹杆(604)，所述螺纹杆(604)分别与所述第一空腔(501)的前后两端转动连接，所述螺纹杆(604)螺纹连接有升降板(10)。

4.根据权利要求2所述的一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，其特征在于：所述修复组件包括加固板(9)和滑动板一(7)，所述滑动板一(7)与所述滑槽(502)滑动连接，所述加固板(9)与所述升降板(10)固定连接，所述加固板(9)上均布设有若干凹槽一(901)，所述凹槽一(901)内部设有限位块一(11)，所述限位块一(11)与凹块(12)滑动连接，所述凹块(12)的凹槽一内部固定设有弹簧一(1201)，所述弹簧一(1201)与所述限位块一(11)连接，所述凹块(12)与夹持板(13)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，其特征在于：所述修复组件还包括若干修补块(8)，所述若干修补块(8)均布设置在所述限位块一(11)、加固板(9)和夹持板(13)上，所述修补块(8)包括接头(801)，所述接头(801)贯穿所述夹持板(13)固定连接有连接套(803)，所述连接套(803)内部设有弹簧二(802)，所述弹簧二(802)固定连接有固定块(804)，所述固定块(804)贯穿所述限位块一(11)和加固板(9)与所述连接套(803)套接，所述连接套(803)设置在所述夹持板(13)和加固板(9)之间。

6.根据权利要求1所述的一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，其特征在于：所述上料机构(3)外部设有碳纤维布(16)，所述碳纤维布(16)依次连接有传送轮(17)、辅助支撑轮(20)、拉紧轮(21)和滚筒(18)，所述传送轮(17)固定连接有电机输送轴(14)，所述电机输送轴(14)设置在所述壳体(1)的内部，所述辅助支撑轮(20)和滚筒(18)转动设置在所述壳体(1)的上端，所述拉紧轮(21)滑动设置在所述壳体(1)的上端，所述壳体(1)的上端后侧设有出料口(101)，所述出料口(101)的左侧固定设有截断设备(19)。

7.根据权利要求6所述的一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，其特征在于：所述拉紧轮(21)通过输送轴连接有电机三(4701)，所述电机三(4701)设置在设有所述电机壳(47)内部，所述电机壳(47)与所述壳体(1)的上端内壁滑动连接，所述电机壳(47)右侧连接有滑动块二(48)，所述滑动块二(48)右侧为倾斜端，所述滑动块二(48)的倾斜端滑动连接有滑动块三(49)的倾斜端，所述滑动块三(49)的竖直端贯穿所述壳体(1)的上端与所述壳体(1)滑动连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，其特征在于所述升降块(70)下端固定连接有缓冲装置，所述缓冲装置包括：

支撑壳(50)，所述支撑壳(50)上端与所述壳体(1)的下端固定连接，所述支撑壳(50)内部设有第三空腔(5001)，所述支撑壳(50)的下端左右两侧对称设有凹槽二(5003)，所述支撑壳(50)的下端中部设有伸缩口(5002)，所述伸缩口(5002)与所述第三空腔(5001)连通，所述伸缩口(5002)的侧壁滑动连接有伸缩套(53)；

挤压块(51)，所述第三空腔(5001)内部设有挤压块(51)，所述挤压块(51)与压缩壳(52)的上端沿竖直方向滑动连接，所述压缩壳(52)内部设有第四空腔(5201)，所述第四空腔(5201)下端连通有贯通口(63)，所述贯通口(63)设置在所述压缩壳(52)和伸缩套(53)的连接处，所述伸缩套(53)内部设有第五空腔(5301)，所述第四空腔(5201)、贯通口(63)和第五空腔(5301)连通；

挤压板(62)，所述挤压板(62)滑动设置在所述伸缩套(53)的侧壁，所述挤压板(62)固定连接有弹簧四(61)，所述弹簧四(61)与压杆(55)固定连接，所述压杆(55)贯穿所述伸缩套(53)的下端与安装板(59)转动连接，所述安装板(59)连接有轮座(58)，所述轮座(58)与车轮(57)转动连接；

两支铰杆一(54)，所述两支铰杆一(54)的上端分别与所述凹槽二(5003)滑动连接，所述支铰杆(54)靠近所述压杆(55)的一侧设有凹槽三(5401)，所述凹槽三(5401)侧端固定设有滑杆(65)，所述滑杆(65)上套设有弹簧五(66)，所述弹簧五(66)固定连接有滑动套(64)，所述滑动套(64)一端与所述滑杆(65)滑动连接，所述滑动套(64)远离所述滑杆(65)的一端转动连接有支铰杆二(67)，所述支铰杆二(67)与支铰座一(60)转动连接，所述支铰座一(60)固定设置在所述伸缩套(53)的侧端，所述支铰杆一(54)的下端转动连接有支铰座二(56)，所述支铰座二(56)对称设置在所述安装板(59)的左右两侧。

9.根据权利要求1所述的一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，其特征在于：所述涂胶轮(15)固定连接有涂胶装置(4)，所述涂胶装置(4)还包括：

转动轴二(31)，所述转动轴二(31)上侧贯穿所述壳体(1)的上端与所述涂胶轮(15)固定连接，所述转动轴二(31)下表面设有限位槽(3101)，所述转动轴二(31)上下两侧固定连接有轴承(32)的内圈，所述轴承(32)的外圈固定设置在固定壳(27)的上下两端，所述固定壳(27)固定设置在所述壳体(1)内部的下壁面；

电机二(28)，所述电机二(28)的输出轴固定连接有转轮(30)，所述转轮(30)与齿轮(29)啮合，所述齿轮(29)内圈通过限位块二(45)与限位槽(3101)滑动连接，所述齿轮(39)的上下表面设有环形槽(3901)，所述环形槽(3901)与滑动块一(35)滑动连接，所述滑动块一(35)贯穿所述固定壳(27)的左侧壁与所述固定壳(27)滑动连接，所述滑动块一(35)左端螺纹连接有螺栓(36)；

锥齿轮三(33)，所述锥齿轮三(33)与所述转动轴二(31)的下端固定连接，所述锥齿轮三(33)与锥齿轮四(34)啮合，所述锥齿轮四(34)与转动杆(37)固定连接，所述转动杆(37)贯穿所述固定壳(27)的与储液仓(25)转动连接，所述储液仓(25)与所述壳体(1)内部的下壁面固定连接，所述转动杆(37)上均布设有若干叶片(26)，所述叶片(26)设置在所述储液仓(25)的内部；

进胶管(38)，所述进胶管(38)固定连接有阀门一(39)，所述阀门一(39)固定设置在所述储液仓(25)与挤压仓(24)的连接处，所述挤压仓(24)设置在所述储液仓(25)的上端，所述挤压仓(24)上端与所述壳体(1)内部的上壁面固定连接，所述挤压仓(24)内部设有第二空腔(2401)，所述挤压仓(24)上端贯穿所述壳体(1)的上端设有出胶管(23)，所述挤压仓(24)和出胶管(23)的连接处设有阀门二(41)，所述出胶管(23)的出口与所述涂胶轮(15)的涂胶面对应，所述出胶管(23)内部设有喷嘴(2301)；

滑动板二(40)，所述滑动板二(40)与所述第二空腔(2401)的上下壁面滑动连接，所述滑动板二(40)的右侧固定连接有伸缩杆(42)，所述伸缩杆(42)贯穿所述挤压仓(24)的右端与缓冲板(46)固定连接，所述缓冲板(46)和挤压仓(24)之间固定连接有弹簧三(43)，所述弹簧三(43)套设在所述伸缩杆(42)上，所述缓冲板(46)与凸轮(44)滑动连接，所述凸轮(44)与所述转动轴二(31)固定连接；

液压缸(22)，所述液压缸(22)固定设置在所述固定壳(27)的左端外侧，所述液压缸(22)的伸缩端与所述储液仓(25)的右端外侧固定连接，所述储液仓(25)的右端滑道设置在所述储液仓(25)的上下前后端面之间。

10.根据权利要求1所述的一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机，其特征在于：还包括：

起始锚固点(71)，所述起始锚固点(71)设置在被修复构件(68)的起始被加固截面(69)处，用于安装锚固使得碳纤维布(16)的布头与被加固截面(69)固定；

末端锚固点(72)，所述末端锚固点(72)设置在被修复构件(68)的末端被加固截面(69)处，用于安装锚固使得碳纤维布(16)的布尾与被加固截面(69)固定；

若干力传感器，所述若干力传感器分别设置在被修复构件(68)的各个被加固截面(69)，用于检测粘贴碳纤维布(16)后被加固截面(69)与碳纤维布(16)之间的挤压力；

报警器，所述报警器设置在顶式预应力加固机上；

控制器，所述控制器与所述若干力传感器和报警器电性连接；

控制器基于所述若干力传感器控制所述报警器工作，包括以下步骤：

步骤1：控制器根据若干力传感器的检测值和公式(1)计算出被修复构件(68)的被加固截面(69)施加预应力后的外弯矩；

其中，K为被修复构件(68)的被加固截面(69)施加预应力后的外弯矩，n为被加固截面(69)的数量，F_i为第i个力传感器的检测值，S_i第i个被加固截面(69)的横截面积，h_i1为第i个被加固截面(69)的起始锚固点(71)到其截面重心轴的距离，h_i2为第i个被加固截面(69)的末端锚固点(72)到其截面重心轴的距离，A_i为第i个被加固截面(69)上粘贴碳纤维布(16)的表面积，M_i为第i个被加固截面(69)的抵抗矩，a_i1为第i个被加固截面(69)上粘贴的碳纤维布(16)的高度，a_i2为第i个被加固截面(69)的横截面高度，a_i3为第i个碳纤维布(16)的重心到第i个被加固截面(69)下端的距离；

步骤2：控制器根据步骤1中计算出的被加固截面(69)施加预应力后的外弯矩和公式(2)计算出被修复构件(68)的危险值，控制器比较计算出的被修复构件(68)的危险值和预设危险值，若计算出的被修复构件(68)的危险值大于被修复构件(68)的预设危险值，控制器控制报警器报警，提醒操作者需增大对被加固截面(69)的预应力值；

其中，X为被修复构件(68)的危险值，C为被修复构件(68)的弹性模量，η为被加固截面(69)的预应系数，J为被加固截面(69)的惯性矩，ε为各个被加固截面(69)的平均应变综合系数，L_i为第i个被加固截面(69)的截面长度。

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