一种用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备及使用方法与流程

1.本发明属于风电塔技术领域，特别涉及一种用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备及使用方法。


背景技术：

2.现有技术在对风电钢管进行加固时，其中一种手段是在风电钢管表面铺设施加有预应力的碳纤维布，通过碳纤维布的作用力对风电钢管起到加固作用，抑制风电钢管上裂缝的产生和发展，提高风电钢管的承载能力和使用寿命。在前述的加固处治方案中，需要用到碳纤维布张拉装置，现有的碳纤维布张拉装置在使用时存在诸多问题：为了满足加固要求，需要对碳纤维布施加较大的预应力。
3.现有的碳纤维布张拉装置一般都采用直接拉扯的方式来对碳纤维布进行张拉，因此需要借助动力设备来牵引碳纤维布，动力设备的采用又进而导致碳纤维布张拉装置结构的复杂化和重型化，前期搭设和后期拆除碳纤维布张拉装置的工作量几乎相当于一个小型工程了，特别是对于一些小型的加固项目，大大的提高了施工成本，并且由于碳纤维布张拉装置的自重较大，为了保证碳纤维布张拉装置安装时的稳定性，需要在待加固的结构体上设置许多锚固点，导致结构体损伤较大，这本身就与加固处治的目的相悖。
4.现有技术在对圆柱形风电钢管的外周面进行加固时，还存在设备安装困难，缺乏专门的铺装设备的问题。


技术实现要素：

5.为了解决以上问题，本发明决定研发一种用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备及使用方法。
6.一种用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备，包括两块弧形压板、两块弧形框架梁、两组连接装置、花篮调节螺栓、垫铁，所述弧形压板和弧形框架梁上端为直板，所述弧形压板和弧形框架梁的下端为与风电钢管匹配的弧形板，所述弧形压板、弧形框架梁上设置有对应的螺栓孔，所述压板螺栓贯穿弧形压板和弧形框架梁上的螺栓孔板将弧形压板固定于弧形框架梁；所述每组连接装置包括两块框架边框及连接这两块框架边框的框架边框连接板，所述每组连接装置的一块框架边框的一端焊接于一侧弧形框架梁的内壁，所述每组连接装置的另一块框架边框的一端焊接于另一侧弧形框架梁的内壁，所述框架边框未连接的一端为自由端且设置有螺栓孔，所述框架边框连接板上设置有u形孔，每组连接装置的两块框架边框的自由端不接触，所述连接板螺栓贯穿框架边框上的螺栓孔、框架边框连接板上的u形孔将弧形框架梁之间的两组框架边框固定，所述花篮调节螺栓两端分别安装于两侧的弧形框架梁内壁，所述弧形框架梁顶端设置有垫铁凹槽，所述垫铁安装于弧形框架梁顶端的垫铁凹槽。
7.进一步地，所述弧形压板、弧形框架梁之间还设置有内衬橡胶块。
8.进一步地，所述花篮调节螺栓包括左旋丝花兰丝杠、右旋丝花兰丝杠、花篮螺母，
所述花篮螺母包括左旋丝花篮螺母、右旋丝花篮螺母、花篮螺母本体，所述花篮螺母本体两端分别设置有左旋丝花篮螺母、右旋丝花篮螺母，所述左旋丝花兰丝杠的一端固定于一块弧形框架梁的内壁，所述右旋丝花兰丝杠的一端固定于另一块弧形框架梁的内壁，所述左旋丝花篮螺母活动安装于左旋丝花兰丝杠，所述右旋丝花篮螺母活动安装于右旋丝花兰丝杠。
9.进一步地，所述花篮调节螺栓包括左旋丝花兰丝套、右旋丝花兰丝套、丝杠，所述左旋丝花兰丝套的一端固定于一块弧形框架梁的内壁，所述右旋丝花兰丝套的一端固定于另一块弧形框架梁的内壁；所述丝杠包括左旋丝、丝杠本体、右旋丝，所述丝杠本体两端分别设置有左旋丝、右旋丝，所述左旋丝活动安装于左旋丝花兰丝套，所述右旋丝活动安装于右旋丝花兰丝套。
10.一种用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备的使用方法，具体步骤如下：（1）安装框架，初步固定：将每组连接装置的一块框架边框的一端固定在一侧的弧形框架梁内壁上，将另一块框架边框的一端固定在另一侧的弧形框架梁内壁上，将连接板螺栓贯穿框架边框上的螺栓孔、框架边框连接板上的u形孔将两块弧形框架梁之间的两组框架边框分别初步固定，所述弧形框架梁之间的每组连接装置的两块框架边框的自由端不要接触，所述连接板螺栓不要拧紧；（2）在两块弧形框架梁之间安装两个花篮调节螺栓：将花篮调节螺栓的两端分别固定于两侧的弧形框架梁内壁上；（3）将碳纤维布两端分别固定于两侧的弧形压板、弧形框架梁的弧形板端：用压板螺栓贯穿弧形压板、弧形框架梁上的螺栓孔将碳纤维布固定于弧形压板、弧形框架梁之间，弧形压板、弧形框架梁之间安装有内衬橡胶块；（4）调节花篮调节螺栓，将碳纤维布张紧；（5）将连接框架边框、框架边框连接板的连接板螺栓拧紧；（6）在风塔主柱上需要铺设碳纤维布的地方和碳纤维布上分别刷胶，将张紧的碳纤维布压在刚才刷胶的钢管主柱需要铺设碳纤维布的地方，用橡胶锤压实碳纤维布；（7）将垫铁安装于弧形框架梁顶端的垫铁凹槽，用不锈钢扎带将用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备固定在风电钢管的外壁上需要铺设碳纤维布的地方；（8）养护固化，固化结束后，拆掉不锈钢轧带和用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备，将碳纤维布未粘贴的边缘部分，涂胶与风电钢管板材粘结。
11.进一步地，在第（6）步中钢管主柱刷胶之前，先根据设备尺寸，在钢管主柱需要铺设碳纤维布的地方用记号笔标注出边缘，打磨清理板材表面油漆层，漏出原材料基面，用铁刷子清理干净，用酒精布擦拭干净。
12.本发明取得的有益效果如下：本装置对碳纤维布进行弧形张拉，弧形张拉装置自重小，尤其适用于风电钢管的碳纤维布的弧形张拉，一般应用于风电钢管裂纹的预防，安装架设时对结构体的损伤小，不需要动力设备，可由人工借助该设备轻松完成碳纤维布的张拉作业，便于拆除，施工效率高。
附图说明
13.图1为一种用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备应用于风塔主柱的结构示意
图；图2为实施例1中一种用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备应用于风塔主柱的立体图；图3为实施例1中的花篮调节螺栓的结构示意图；图4为实施例2中的花篮调节螺栓的结构示意图；图中附图标记为：1弧形压板、2弧形框架梁、3框架边框、4框架边框连接板、5花篮调节螺栓、6垫铁、7碳纤维布、8u形孔、9不锈钢扎带、10风塔主柱、11压板螺栓、12连接板螺栓、13垫铁凹槽、14左旋丝花兰丝杠、15左旋丝花篮螺母、16右旋丝花篮螺母、17右旋丝花兰丝杠、18花篮螺母本体、19左旋丝花兰丝套、20左旋丝、21丝杠本体、22右旋丝、23右旋丝花兰丝套。
具体实施方式
14.实施例1如图1-3，一种用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备，包括两块弧形压板1、两块弧形框架梁2、两组连接装置、两个花篮调节螺栓5、两块垫铁6，所述弧形压板1和弧形框架梁2上端为直板，所述弧形压板1和弧形框架梁2的下端为与风电钢管匹配的弧形板，所述弧形压板1、弧形框架梁2上设置有对应的螺栓孔，所述压板螺栓11贯穿弧形压板1和弧形框架梁2上的螺栓孔板将弧形压板1固定于弧形框架梁2；所述每组连接装置包括两块框架边框3及连接这两块框架边框3的框架边框连接板4，所述每组连接装置的一块框架边框3的一端焊接于一侧弧形框架梁2的内壁，所述每组连接装置的另一块框架边框3的一端焊接于另一侧弧形框架梁2的内壁，所述框架边框3未连接的一端为自由端且设置有螺栓孔，所述框架边框连接板4上设置有u形孔8，每组连接装置的两块框架边框3的自由端不接触，所述连接板螺栓12贯穿框架边框3上的螺栓孔、框架边框连接板4上的u形孔8将弧形框架梁2之间的两组框架边框3固定，所述花篮调节螺栓5两端分别安装于两侧的弧形框架梁2内壁，所述弧形框架梁2顶端设置有垫铁凹槽13，所述垫铁6安装于弧形框架梁2顶端的垫铁凹槽13。所述弧形压板1、弧形框架梁2之间还设置有内衬橡胶块。
15.所述花篮调节螺栓包括左旋丝花兰丝杠14、右旋丝花兰丝杠17、花篮螺母，所述花篮螺母包括左旋丝花篮螺母15、右旋丝花篮螺母16、花篮螺母本体18，所述花篮螺母本体18两端分别设置有左旋丝花篮螺母15、右旋丝花篮螺母16，所述左旋丝花兰丝杠14的一端固定于一块弧形框架梁的内壁，所述右旋丝花兰丝杠17的一端固定于另一块弧形框架梁的内壁，所述左旋丝花兰丝杠14、右旋丝花兰丝杠17的外壁设置有螺纹；所述左旋丝花篮螺母15通过螺纹连接活动安装于左旋丝花兰丝杠14外壁，所述右旋丝花篮螺母16通过螺纹连接活动安装于右旋丝花兰丝杠17外壁。
16.一种用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备的使用方法，具体步骤如下：（1）安装框架，初步固定：将每组连接装置的一块框架边框3的一端焊接固定在一侧的弧形框架梁2内壁上，将另一块框架边框3的一端焊接固定在另一侧的弧形框架梁2内壁上，将连接板螺栓12贯穿框架边框3上的螺栓孔、框架边框连接板4上的u形孔8将两块弧形框架梁2之间的两组框架边框3分别初步固定，所述弧形框架梁2之间的每组连接装置的两块框架边框3的自由端不要接触，所述连接板螺栓12不要拧紧；
（2）在两块弧形框架梁2之间安装两个花篮调节螺栓5：将左旋丝花兰丝杠14的一端焊接固定于左侧的弧形框架梁2内壁上，将右旋丝花兰丝杠17的一端焊接固定于右侧的弧形框架梁2的内壁上；（3）将碳纤维布7两端分别固定于两侧的弧形压板1、弧形框架梁2的弧形板端：用压板螺栓11贯穿弧形压板1、弧形框架梁2上的螺栓孔将碳纤维布7固定于弧形压板1、弧形框架梁2之间，弧形压板1、弧形框架梁2之间安装有内衬橡胶块；（4）调节花篮调节螺栓5：转动花篮螺母本体18，调整左旋丝花兰丝杠14、右旋丝花兰丝杠17在左旋丝花篮螺母15、右旋丝花篮螺母16中的位置，将碳纤维布7张紧；（5）将连接框架边框3、框架边框连接板4的连接板螺栓12拧紧；（6）钢管主柱刷胶之前，先根据设备尺寸，在钢管主柱需要铺设碳纤维布的地方用记号笔标注出边缘，打磨清理板材表面油漆层，漏出原材料基面，用铁刷子清理干净，用酒精布擦拭干净；在风塔主柱上需要铺设碳纤维布的地方和碳纤维布7上分别刷胶，将张紧的碳纤维布7压在刚才刷胶的钢管主柱需要铺设碳纤维布的地方，用橡胶锤压实碳纤维布7；（7）将垫铁6安装于弧形框架梁2顶端的垫铁凹槽13，用不锈钢扎带9将用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备固定在风电钢管10的外壁上需要铺设碳纤维布的地方；（8）养护固化，固化结束后，拆掉不锈钢轧带9和用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备，将碳纤维布7未粘贴的边缘部分，涂胶与风电钢管板材粘结。
17.实施例2如图1和图4，一种用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备，包括两块弧形压板1、两块弧形框架梁2、两组连接装置、两个花篮调节螺栓5、两块垫铁6，所述弧形压板1和弧形框架梁2上端为直板，所述弧形压板1和弧形框架梁2的下端为与风电钢管匹配的弧形板，所述弧形压板1、弧形框架梁2上设置有对应的螺栓孔，所述压板螺栓11贯穿弧形压板1和弧形框架梁2上的螺栓孔板将弧形压板1固定于弧形框架梁2；所述每组连接装置包括两块框架边框3及连接这两块框架边框3的框架边框连接板4，所述每组连接装置的一块框架边框3的一端焊接于一侧弧形框架梁2的内壁，所述每组连接装置的另一块框架边框3的一端焊接于另一侧弧形框架梁2的内壁，所述框架边框3未连接的一端为自由端且设置有螺栓孔，所述框架边框连接板4上设置有u形孔8，每组连接装置的两块框架边框3的自由端不接触，所述连接板螺栓12贯穿框架边框3上的螺栓孔、框架边框连接板4上的u形孔8将弧形框架梁2之间的两组框架边框3固定，所述花篮调节螺栓5两端分别安装于两侧的弧形框架梁2内壁，所述弧形框架梁2顶端设置有垫铁凹槽13，所述垫铁6安装于弧形框架梁2顶端的垫铁凹槽13。所述弧形压板1、弧形框架梁2之间还设置有内衬橡胶块。
18.所述花篮调节螺栓包括左旋丝花兰丝套19、右旋丝花兰丝套23、丝杠，所述左旋丝花兰丝套19、右旋丝花兰丝套23的内壁设置有螺纹，所述左旋丝花兰丝套19的一端固定于一块弧形框架梁2的内壁，所述右旋丝花兰丝套23的一端固定于另一块弧形框架梁2的内壁；所述丝杠包括左旋丝20、丝杠本体21、右旋丝22，所述丝杠本体21两端分别设置有左旋丝20、右旋丝22，所述左旋丝20、右旋丝22外壁设置有螺纹；所述左旋丝20通过螺纹活动安装于左旋丝花兰丝套19的内壁，所述右旋丝22通过螺纹活动安装于右旋丝花兰丝套23的内壁。
19.一种用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备的使用方法，具体步骤如下：
（1）安装框架，初步固定：将每组连接装置的一块框架边框3的一端固定在一侧的弧形框架梁2内壁上，将另一块框架边框3的一端固定在另一侧的弧形框架梁2内壁上，将连接板螺栓12贯穿框架边框3上的螺栓孔、框架边框连接板4上的u形孔8将两块弧形框架梁2之间的两组框架边框3分别初步固定，所述弧形框架梁2之间的每组连接装置的两块框架边框3的自由端不要接触，所述连接板螺栓12不要拧紧；（2）在两块弧形框架梁2之间安装两个花篮调节螺栓5：将左旋丝花兰丝套19的一端固定于左侧的弧形框架梁2内壁上，将右旋丝花兰丝套23的一端固定于右侧的弧形框架梁2内壁上；（3）将碳纤维布7两端分别固定于两侧的弧形压板1、弧形框架梁2的弧形板端：用压板螺栓11贯穿弧形压板1、弧形框架梁2上的螺栓孔将碳纤维布7固定于弧形压板1、弧形框架梁2之间，弧形压板1、弧形框架梁2之间安装有内衬橡胶块；（4）调节花篮调节螺栓5：转动丝杠本体21，调整左旋丝20、右旋丝22在左旋丝花兰丝套19、右旋丝花兰丝套23中的位置，将碳纤维布7张紧；（5）将连接框架边框3、框架边框连接板4的连接板螺栓12拧紧；（6）钢管主柱刷胶之前，先根据设备尺寸，在钢管主柱需要铺设碳纤维布的地方用记号笔标注出边缘，打磨清理板材表面油漆层，漏出原材料基面，用铁刷子清理干净，用酒精布擦拭干净；在风塔主柱上需要铺设碳纤维布的地方和碳纤维布7上分别刷胶，将张紧的碳纤维布7压在刚才刷胶的钢管主柱需要铺设碳纤维布的地方，用橡胶锤压实碳纤维布7；（7）将垫铁6安装于弧形框架梁2顶端的垫铁凹槽13，用不锈钢扎带9将用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备固定在风电钢管10的外壁上需要铺设碳纤维布的地方；（8）养护固化，固化结束后，拆掉不锈钢轧带9和用于风电钢管的碳纤维布弧形张拉设备，将碳纤维布7未粘贴的边缘部分，涂胶与风电钢管板材粘结。