[发明专利]一种用于建筑结构修复加固领域的顶式预应力加固机

说明书

本发明公开了一种用于建筑结构加固修复的顶式预应力加固机，包括加固机主体、与加固机主体可以上下相对移动的顶盘和锁扣：加固机主体内设有：单片机或PLC，控制系统核心元件，比较束紧带的设计预紧力值和实际预紧力值大小，输出相应指令至伺服控制器；伺服控制器，接受单片机或PLC输出的指令，控制伺服电动机运动或停止运动；伺服电动机，在伺服控制器的控制下恒转矩输出，通过传动齿轮驱动带凹槽束紧带移动；顶盘上设有：带凹槽束紧带，一端与传动齿轮啮合，另一端与锁扣上的束紧带可拆卸连接，在传动齿轮的驱动下带动束紧带移动，提供束紧力；力传感器，用于获取实际预紧力值。该顶式预应力加固机能准确控制预紧力大小、便于施工和加固效果好。

技术领域

本发明属于加固修复技术领域，特别涉及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板的加固补强方式，如图1所示，采用该方式加固时结构的变形已经发生，如不对加固用的钢板和碳纤维板等施加预应力，则材料的强度利用率极低、刚度提升有限，加固效果很差。

要解决上述加固方式的不足，一个行之有效的方式是对加固板材施加预应力。同未施加预应力的加固材料相比，施加预应力能有效控制建筑结构的变形，节约加固材料，提高加固效果。目前，施加预紧力的方式通常采用张拉机，张拉机设备昂贵且对工作环境要求高。同时在某些工况上，张拉后的钢板或碳纤维板通过粘接剂直接粘在加固表面，随着粘接剂老化，预紧力下降十分迅速，加固效果大大降低。某些工况采用张拉后先锚固后粘贴的方式进行施工，需要提前打孔并安装锚固板，工序复杂，施工周期长。如公开号为CN208023423U的中国专利文献公开了一种空心板桥横向粘贴预应力碳纤维板加固结构，包括空心板桥、梁间隙缝塞填钢板和梁底刻槽区域，其特征在于：还包括锚固牛腿、底面、侧面、锚固锚栓、T型锚具、拉杆、千斤顶、张拉横梁、碳纤维板和卡板，所述空心板桥底部左右两侧设置有锚固牛腿，所述锚固牛腿由底面和侧面组成，所述底面位于空心板桥底部两侧，所述侧面位于空心板桥侧面两端，所述底面上设置有锚固锚栓，所述T型锚具插接于拉杆上，所述拉杆安装于锚固牛腿底部，所述拉杆设置有两个，分别位于空心板桥两端，所述拉杆内部安装有千斤顶，所述千斤顶底部的拉杆上插接有张拉横梁，所述拉杆之间插接有碳纤维板，所述碳纤维板上设置有卡板，所述空心板桥上设置有梁间隙缝塞填钢板，所述锚固牛腿设置在梁底刻槽区域上。如公开号为CN109403655A的中国专利文献公开了一种混凝土梁跨的加固方法：在待加固梁上固定安装两块止推锚板，在两块止推锚板之间设置两块中部设有长条孔的预应力钢板，两块预应力钢板之间留有顶推接口，在顶推接口处设有顶推机构；在长条孔对应位置的待加固梁上植入防鼓螺柱；在预应力钢板上涂抹结构胶，将预应力钢板的长条孔穿过待加固梁上的防鼓螺柱，并使起推边与止推边顶住配合安装，在防鼓螺柱上加螺母拧紧；在结构胶完全固化前，通过顶推机构对预应力钢板施加预应力并达到设定值时，将顶推接口焊接为一体，拧紧防鼓螺柱上的螺母，待结构胶完全固化，拆除顶推机构。

现有预应力加固方法中存在加固成本高、施工不便捷、加固耐久性差、工序复杂等问题。要在工程中推广应用，亟需寻找一种更为便捷有效的预应力加固方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于建筑结构加固修复的顶式预应力加固机，它能准确控制预紧力大小、便于施工和加固效果好。

本发明提供如下技术方案：

所述顶式预应力加固机包括加固机主体、与加固机主体可以上下相对移动的顶盘和固定有加固用预应力束紧带的锁扣；

所述加固机主体内设有：

单片机或PLC，控制系统核心元件，比较束紧带的设计预紧力值和实际预紧力值大小关系，输出相应指令；若实际预紧力值小于设计预紧力值，单片机或PLC输出增大输出力矩指令；若实际预紧力值等于设计预紧力值，单片机或PLC输出停止指令；

伺服控制器，接受单片机或PLC输出的指令、翻译为具体的电压信号，控制伺服电动机工作，增加输出转矩或者停止转动；