结构物表面外贴加固材料的一体化装置及施工方法

摘要

本发明提供了一种结构物表面外贴加固材料的一体化装置及施工方法，包括：加固材料输送机构、表面处理机构、第一刷胶机构和辊压机构；加固材料输送机构设有输送辊轮，用于连续输送加固布料片；表面处理机构和第一刷胶机构依次设于加固布料片输送方向的前方，表面处理机构设有喷头以对结构物表面进行预处理，第一刷胶机构用于对清洗、喷砂后的结构物表面刷涂胶水，第二输送辊轮在加固布料片输送方向上，并位于第一刷胶机构后方，加固布料片经第二输送辊轮黏贴在结构物表面；辊压机构用于对结构物表面的加固布料片进行辊压；剪裁机构用于对贴布结束后的布料进行切割。本发明提供的装置集清洗、喷砂、喷胶、贴布、压实、剪裁于一体，铺设效率较高。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑物的加固，具体涉及结构物表面外贴加固材料的一体化装置及施工方法。

背景技术

调查表明，目前国内外大量结构都正在面临或已经处于老化的阶段。此外，现役结构还面临荷载增加的需求，其增加了厂房建筑的负重；大型集会时的大型消防车及货运车通行，给地库增加了大量车辆荷载。

因此，对建筑结构加固和增强具有较大市场需求。

发明内容

本发明提供了一种用于FRP布料粘贴、压实、剪裁的一体化装置，具备布料传送，自主送料，自动压平，表面预处理，机械剪裁的功能。另外考虑到环氧树脂混合料输送中容易固化，因此采取了环氧树脂与固化剂分离的结构，尽可能地减少了零件更换概率。具体方案如下：

一种结构物表面外贴加固材料的多工序一体化装置，所述多工序一体化装置包括有加固材料输送机构、表面处理机构、第一刷胶机构和辊压机构；

所述加固材料输送机构设有第一输送辊轮和第二输送辊轮，用于连续输送加固布料片；

表面处理机构和第一刷胶机构依次设于加固布料片输送方向的前方，所述表面处理机构设有至少一个喷头以对结构物表面进行表面预处理，所述第一刷胶机构用于对表面预处理后的结构物表面刷涂胶水，第二输送辊轮在加固布料片输送方向上位于所述第一刷胶机构的后方，第一输送辊轮连续输送的加固布料片经第二输送辊轮黏贴在结构物表面；

辊压机构设于加固布料片输送方向上，并位于所述传送辊轮的后方，用于对结构物表面的加固布料片进行辊压。

进一步的，加固布料片为FRP布料，所加固的结构物为钢材。

进一步的，表面处理机构设有前后两组喷头，在前喷头和后喷头之间设置有隔板；

前喷头为至少一个清洗剂喷头，用于喷射清洁剂至结构物表面；

后喷头为至少一个喷砂喷头，用于喷砂至结构物表面。

进一步的，在第二输送辊轮和辊压机构之间还设有第二刷胶机构，加固布料片经第二输送辊轮黏贴在结构物表面后，由该第二刷胶机构再于加固布料片上表面继续刷涂胶水作为保护层，所述保护层将加固布料片上表面完全覆盖。

进一步的，第一、第二刷胶机构均设有刷座，在刷座一端设置有快拆式的刷头，刷座内设有刷涂液输送装置，胶水输送装置将刷涂液输送至刷头；

第一、第二刷胶机构与结构物表面之间的夹角可调。

进一步的，第一刷胶机构刷涂的胶水和/或第二刷胶机构刷涂的保护层为环氧树脂。

进一步的，所述多工序一体化装置还包括切割装置，安装在第二输送辊轮的前侧或者后侧，所述切割装置设有一切割机架，切割机架上设置有通过槽，加固材料输送机构输送的加固布料片穿过该通过槽以传递；

在切割机架上，沿垂直于通过槽的方向上安装可往复滑动的刀片，用于切断加固布料片。

进一步的，辊压机构安装在弹性压紧装置上，由该弹性压紧装置施加向下的压力至辊压机构，将黏贴好的加固布料片压紧在结构物表面。

一种基于上述多工序一体化装置的结构物表面加固方法，包括如下步骤：

S1、对结构物表面依次进行喷射清洗剂和喷砂作业；

S2、对结构物表面刷涂胶水；

S3、将加固布料片黏贴在结构物表面；

S4、在加固布料片的外表面继续涂覆一层保护层；

S5、对结构物表面黏贴的加固布料片进行滚压处理。

本发明提供的装置，集清洗、喷砂、喷胶、贴布、压实、裁剪于一体，功能更加全面且铺设效率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种结构物表面外贴加固材料的多工序一体化装置的立体图；

图2为另一视角下，本发明提供装置的立体图；

图3为本发明提供装置的侧面图；

图4为装置的主体框架侧面图；

图5为表面处理机构在俯视角度下的立体图；

图6为表面处理机构在仰视角度下的立体图；

图7为第一刷胶机构(或者第二刷胶机构)在未安装刷头情况下的立体图；

图8为第一刷胶机构(或者第二刷胶机构)在安装刷头情况下的透视图；

图9为本发明装置的底部局部放大图，示出了在第二输送辊轮前后两侧分别设有第一刷胶机构和第二刷胶机构；

图10为切割装置的立体图；

图11为主框架一侧的搭载平台示意图；

图12为一实施例中，辊压机构的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

参照图1所示，本发明提供了一种结构物表面外贴加固材料的多工序一体化装置，在主体框架10上安装有加固材料输送机构20、表面处理机构30、第一刷胶机构40和辊压机构60。

加固材料输送机构20设有第一输送辊轮21和第二输送辊轮22，用于连续输送加固布料片；表面处理机构30和第一刷胶机构40依次设于加固布料片输送方向的前方，表面处理机构30设有至少一个喷头以对结构物表面进行表面预处理，第一刷胶机构40用于对表面预处理后的结构物表面刷涂胶水，第二输送辊轮22在加固布料片输送方向上位于第一刷胶机构40的后方，由加固材料输送机构20连续输送的加固布料片经第二输送辊轮22黏贴在结构物表面；辊压机构60设于加固布料片输送方向上位于第二输送辊轮22的后方，对结构物表面的加固布料片进行辊压。

在一可选的实施例中，加固布料片为FRP(纤维增强复合材料，Fiber ReinforcedPolymer/Plastic，简称FRP)布料，FRP是由纤维材料与基体材料 (树脂)按一定的比例混合后形成的高性能材料，其优点在于质轻，材料强度高，耐腐蚀，十分适用于贴在钢结构表面以提升承载力和延长寿命。

在一可选的实施例中，如图5-6所示，表面处理机构30设有前后两组喷头，在前喷头31和后喷头32之间设置有隔板33，前喷头31为至少一个清洗剂喷头，用于喷射清洁剂至结构物表面，后喷头32为至少一个喷砂喷头，用于喷砂至结构物表面。表面处理机构30分为两个处理区，前面是有机溶剂清洗区，后面是喷砂区(增加黏贴布片与结构物表面的摩擦)。每个区域都有隔板分离尽可能减少对其他部分的影响，另外采用上部镂空设计为满足不同的喷洒结构提供了诸多可能性。另外喷砂区域需要均匀喷涂因此设置了五个镂空口，使喷砂更加均匀。

在一可选的实施例中，在第二输送辊轮22和辊压机构60之间还设有第二刷胶机构50，加固布料片经第二输送辊轮22黏贴在结构物表面后，由该第二刷胶机构50再于加固布料片上表面继续刷涂胶水作为保护层，保护层将加固布料片上表面完全覆盖。

在一可选的实施例中，第一刷胶机构40和第二刷胶机构50的结构相同，如图7-8所示，以第一刷胶机构40为例进行说明：第一刷胶机构40设有刷座 41，在刷座41一端设置有快插接口43，用于快拆安装刷头44，刷座内设有刷涂液输送装置42，胶水输送装置42将刷涂液(即胶水或者保护层)输送至刷头44；第一刷胶机构40、第二刷胶机构50与结构物表面之间的夹角可调 (优选为60°的夹角)，保证行进过程中出胶的均匀和涂抹的均匀。优选的，刷座41前端快插接口43的内壁附着有磁性材料，用于吸附固定刷头44，从而简化了刷头44的繁琐的拆卸。优选的，通过气泵来泵送胶水至刷头44。

在一可选的实施例中，第一刷胶机构40刷涂的胶水和/或第二刷胶机构 50刷涂的保护层为环氧树脂，当然也可以采用其他具有良好粘附效果的胶水及保护层，在此不予赘述。

在一可选的实施例中，多工序一体化装置还包括切割装置70，安装在第二输送辊轮22的前侧或者后侧，如图10所示，切割装置70设有一切割机架 71，切割机架71上设置有通过槽72，加固材料输送机构20输送的加固布料片穿过该通过槽72以传递；在切割机架71上安装有刀片73，刀片73可沿垂直于通过槽72的方向往复滑动以切断加固布料片。切割机架71内设有直线驱动机构(例如电机推杆、丝杠副、气缸等直线驱动机构)带动刀片73往复滑动，图示虚线箭头方向为刀片73的滑动方向。

在一可选的实施例中，辊压机构60安装在弹性压紧装置61上，由该弹性压紧装置61(例如弹簧、扭簧、气缸等机构)施加向下的压力至辊压机构60，将黏贴好的加固布料片压紧在结构物表面。优选的，辊压机构60的辊压轮为无动力轮，或者为带动力的辊压轮，辊压轮在滚动过程中压紧布片，保证有效的加固效果。

图11示出了在主框架10一侧设有搭载平台80，用于搭载气泵和附属配件，电机和传动配件。搭载平台80采用框架设计，尽可能地拓宽了使用空间，为零件的安装留下了足够的空间。

本发明的施工步骤如下：

准备工作：将本装置调离地面，使本装置底部紧贴建筑表面。

随着本装置的行进，第二输送辊轮22将FRP布料铺设并在结构物表面。

在行进方向的前方，表面处理机构30进行清洗、喷砂，其程序为：利用前喷头31喷射有机溶剂对结构物表面进行高压清洗，并利用后喷头32对清洗过的结构物表面进行喷砂以提高其表面的粗糙度，增加FRP黏贴布片与结构物表面的摩擦。

在表面处理机构30和第二输送辊轮22之间由第一刷胶机构40进行涂胶作业，随着本装置的向前行进，第二输送辊轮22将FRP布料铺设并黏贴在结构物表面。在第二输送辊轮22后侧还设置有第二刷胶机构50，该第二刷胶机构50再于加固布料片上表面继续刷涂一层环氧树脂以将FRP布料完全覆盖，起到保护作用，有效避免FRP布料翘边、破损的现象，延长其使用寿命。

最后由辊压机构60对FRP布料进行压实。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。