專利名稱：加固固定立柱的設備和方法
背景技術：
本發明涉及固定立柱的加固，尤其涉及橋梁立柱和類似柱的防地震的加固。
最近，在加里弗尼亞的地震以及由此引起的破壞證明了需要降低道路對地震干擾的敏感度。這種破壞可能以多種形式發生，但最危險的和最有潛在破壞性的一種形式是橋梁強度的降低和/或倒塌。
大多數橋梁可看作有一個由長且細的立柱支承著的橋面板。加里弗尼亞的地震表明在1971前建造的支承柱沒有足夠的橫向環狀鋼筋，因此在它們的端部載荷作用下可能出現橫向的變形、連接部斷裂或翹曲等現象。這些支承柱通常圍繞一中央的鋼結構澆灌混凝土筑成。混凝土的延展性不夠。如果地震活動的強度足夠大，則會使混凝土破裂而落下，使柱子的殘留部分處在增加的負載下。然后鋼筋結構受壓而破壞，或在立柱的連接點和其它部分出現剪切或脫節的破壞。
多種研究已證實了垂直支承柱的外圍加固能提高它們抗地震破壞的能力。外加固理想地在立柱的周圍提供了一外護套，使得混凝土被約束住，即使在猛烈的負荷下也不會出現橫向破壞。這種加固既可以在立柱開始建造的時候完成，也可以在對現有結構進行改造時進行。
對于垂直支承柱的外側橫向加固已研究了多種手段，但這些都有缺陷。由于各種原因，垂直固定結構的立柱的加固有一個困難的問題。這些立柱一般都是大體積，所以手工或通常可行的簡單的小規模技術是不行的。在進行改造時，加固設備無法在立柱的頂端上滑動。立柱不能轉動，因此，不能使用應用于制造大管結構的航空工業的加固技術。
因此，需要一種加固長的基本上是垂直的、諸如建立在高速公路跨越結構和某些建筑中的立柱的改進方法。這種方法在實踐中是方便可行的，還能形成一覆蓋結構，使得在地震活動中不會出現過早受到破壞的節點。本發明滿足了這種需求，并且還具有相應的優點。
發明概要本發明提供了一種設備，這種設備用來加固建立在高速公路結構、一些大樓結構和橋墩支承中的支承立柱。這種方法能提供一外約束覆蓋層，其結構性能可以通過選擇材料和制造工藝在一大的范圍內有控制地變化。外覆蓋層是由長的、基本上是連續的、埋在一固化基體中的纖維所形成，纖維以一可選擇的角度定向于立柱。
為了達到最大的強度和包容度，纖維的連續性是需要的。控制加固件相對于立柱角度的能力允許在工藝上控制包容度。尤其是，對于許多為適應地震而進行改造的情況，使加固件幾乎環狀定向的一很小的螺旋角是需要的，因為它能使立柱的包容度達到最大，而使其垂直加強達到最小。沒有垂直的或其它方向的長接縫，它們往往它是脆弱破壞的根源。加固件的纏繞厚度可以改變，而且纏繞可以是傾斜的以消除應力集中。最終的加固結構的強度和延展性是高的。
即使是長的、大直徑的立柱，本發明的設備也能以嚴格控制的、可重復的和精確的方式在其上設置這種加固件。用一單軸的預浸處理的材料(a uniaxialprepreg material)而不是用樹脂浸漬濕增強材料(wet layup)來完成加固。加固件具有一致的性能，質量控制簡單，由于樹脂浸漬增強材料(layup)的設備的自動化、自動操縱的性能和預浸處理的材料的制造是在受控制的工廠條件下進行的，所以質量一般是均勻的且是高的。與樹脂浸漬濕增強材料技術有關的對健康的危害、混亂骯臟和工藝可變性是不存在的。復合材料在高溫下固化以達到高強度。由于施工場地污染很小，所以施工過程符合環保要求。
根據本發明，用一加固材料加固固定立柱的外表面的設備包括加固材料供應裝置，把加固材料從供應裝置引導到固定的立柱上的導向裝置，和用于使導向裝置以一螺旋式樣相對于固定立柱運動的纏繞裝置。纏繞裝置包括一多部件結構，該結構組裝在立柱周圍，然后拆開而從立柱上取下。
用一加固材料加固固定立柱外表面的相應方法包括步驟圍繞固定立柱組裝一纏繞設備；在立柱的外表面上纏繞多層加固材料，每一層有螺旋式樣的加固材料；拆開纏繞設備并把它從固定立柱取走。
較佳的加固材料是一種諸如石墨/環氧樹脂但不受此限制的復合材料。設備理想地適用于以一螺旋式樣在立柱上纏繞未固化的石墨-環氧樹脂預浸處理的材料或石墨纖維。在這種情況下，供應加固材料的供應裝置包括多個預浸處理的復合材料或纖維材料帶束的線軸。當纏繞開始時，從線軸拉出材料，并被精確引導到纏繞處。應仔細，以在立柱表面上以并排的方式排列整齊的帶束。
當加固材料是一種可固化的復合材料時，設備還包括加熱纏繞在立柱上的加固材料的加熱裝置。在完成了纏繞工作并立柱上拆下纏繞設備之后，再使用這種加熱裝置。圍繞立柱放置加熱器，使加熱器工作以固化可固化的復合材料的基體部分。加熱層、燈、燃燒器型輻射加熱器或其它適用的加熱裝置都可使用。
本發明對從外部加固大的、固定的立柱的工藝作出了重大貢獻。立柱纏繞設備以散件形式運輸到立柱現場，用少數幾個人一般是三個人把它放在立柱的周圍并裝配起來。通過一可控制的導向件以一確定的式樣，自動化程度極高地、迅速地開始纏繞立柱，形成了一經濟的加工。加固件能適應任何特定的情形。例如，在必要時可控制加固件的螺旋纏繞角和節距，在某些情況下，在立柱的頂部和底部需要不同厚度的加固件，在同一個立柱之中有不同類型的加固件，或在同一個立柱中有不同纏繞式樣的加固件。由于加固件結構習慣上是在各立柱的現場制造的，工程師可以為每個立柱制定加固件結構，而不需要承擔與預定加固件零件和結構的較長預定時間(從訂貨到交貨的周期)有關的相當大的費用。傳感器可埋入加固件中，以監視加固件和其下面的立柱。
下面結合附圖對較佳實施例進行詳細的描述，使本發明的其它特征和優點更清楚，通過例子來舉例說明本發明的原理。
附圖簡要說明
圖1是一橋梁的大的、固定的垂直支承柱的主視圖；圖2是在一立柱周圍纏繞加固件的本發明設備的一實施例的第一方向的視圖；圖3是圖2所示設備的第二方向的視圖；圖4是圖2所示設備的俯視圖；圖5a是用于所述設備的加固件引導機構的俯視圖；圖5b是一典型滾輪引導機構的側視圖；圖6是一用于本發明方法的控制件的示意圖；圖7是一立柱纏繞有復合材料部分的主視圖；圖8是一立柱的主視圖，示出纏繞在立柱上的、用以固化復合材料加固件的加熱包覆層和絕緣層；圖9是一具有輻射加熱器以固化復合材料加固件的被纏繞的立柱的俯視圖；圖10是本發明方法的方塊流程圖；圖11是用于本發明第二實施例的一基礎的俯視圖，圖中所示的實施例處在打開位置以裝配到立柱上；圖12是圖11所示的基礎的俯視圖，所示的是裝配到立柱之后的情況；圖13是圖12所示的基礎的俯視圖，所示的是纏繞立柱時工作的情況；圖14是一種垂直驅動系統的主視圖；圖15是第二種垂直驅動系統的主視圖；圖16是第三種垂直驅動系統的主視圖；以及圖17是一俯視示意圖，它示出一纏繞有干加固纖維并在纏繞時加上聚合物材料的立柱。
較佳實施例的詳細描述圖1示出一建立在埋入地面22的底座上的固定立柱20。立柱20的上端支承著一橋面板24。本發明被用來增強立柱20，使之具有多層螺旋纏繞的加固材料。立柱20是由混凝土澆注在一中心鋼結構(看不見)上而形成的。立柱20可具有不同的尺寸，具體視應用而定。在一般情況下，立柱20的直徑約為1-1/2至8英尺，高為8至80英尺。
圖2、3和4分別是用來在立柱20上螺旋地纏繞加固材料的包封層的一纏繞設備30的三個視圖。設備30包括一基礎32，它是由兩個能組合成圓環形基礎32的半圓件34組成的。兩半圓件通常是以分開的狀態運輸的，然后在施工現場圍繞立柱20組裝起來。每個半圓件34在其圓周的相對端有一凸緣36，用螺栓穿過凸緣36把兩半圓件34連接起來。基礎32支承在腿37上，腿37的長度可通過千斤頂來調整，以便調節基礎的水平。
一旋轉架38支承在基礎32上。設有一第一驅動裝置以在圍繞基礎32的圓周方向驅動旋轉架38。可使用任何實用的驅動裝置。在一實施例中，第一驅動裝置包括一圍繞基礎32的下表面延伸的第一導軌40。旋轉架38朝外的徑向表面包括一齒輪42，在圖2中用部分剖視圖表示。齒輪42與第一導軌40嚙合。一第一電動機44可控制地轉動齒輪42，使旋轉架38在圓周方向46形成或順時針或逆時針的旋轉運動，可通過第一電動機44的速度來選擇旋轉架38的旋轉速度。
一垂直桿48垂直地安裝于旋轉架38上。垂直桿48最好安裝成位于圓形基礎32內徑的內側。垂直桿48既可按需要延伸到靠近地面，又能延伸到所必須的高度，以便讓加固件纏繞立柱20的全部或選定的一部分上。通過旋轉架38前述方式的相應運動，垂直桿48可繞基礎32的整個圓周運動。
一垂直架50支承在垂直桿48上。通過一第二驅動裝置使垂直架50沿垂直桿48或上或下移動。可用任何一種實用的驅動裝置。在圖中所示的實施例中，第二驅動裝置包括一沿垂直桿48朝內面對立柱20的一側延伸的第二導軌52。垂直架50與第二導軌52嚙合。一鏈條或皮帶54在兩個支承輪56之間延伸，支承輪中的一個在垂直桿48的頂部，另一個在垂直桿48的底部。一第二電動機58可控制地轉動支承輪56中的一個，圖中所示的是上支承輪，以在垂直方向可控制地驅動垂直架50或上或下地移動，通過第二電動機58的速度來選擇垂直架50移動的速度。在一方便形式的運行中，第一電動機44和第二電動機58以一固定的速比運行，從而當加固材料纏繞在立柱上時可保持一個選定的纏繞節距。
在設備30中設置加固材料61的支承件60。最好是，支承件60包括至少一個由垂直桿48支承在一固定的垂直位置上的加固材料的旋轉卷筒62。在一由發明人制造的樣機30中，垂直桿48支承著六個加固材料的卷筒，垂直桿48的每一側有三個卷筒。
加固材料61最好是預浸可固化的復合材料的帶束。這種帶束可從不同的制造商處購得。簡單地講，帶束是用可固化的聚合基體材料浸漬過的加固纖維束。最佳材料是浸漬有可熱固化的環氧樹脂基體材料的碳纖維帶束。也可使用例如諸如玻璃或芳族聚酰胺纖維的其它纖維類。也可使用例如諸如酚醛塑料、乙烯基脂和聚酯等的其它熱固化基體材料。本方法的一個優點是選擇加固材料時具有很大的靈活性。
一導向結構64支承在垂直架50上。導向結構64的功能是把加固材料從支承件60以基本上是切向的方向引導到立柱20上，如圖4所示。導向結構64的垂直運動取決于垂直架50的運動，圓周運動取決于旋轉架38的運動。
圖5a和5b示出一較佳形式的導向結構64。如圖5a所示，該導向結構64包括多個滾輪式導向件66和一個導向管68，它們給加固材料帶束定向，把移動的帶束從支承件60引導到立柱20。各滾輪式導向件66包括數量足夠的滾輪以在所要求的方向引導加固材料帶束61。滾輪式導向件66的一般形式如圖5b所述。滾輪式導向件66至少包括一個被定向的滾輪66’，以使加固材料61能通過它。在圖5b所示的滾輪式導向件66的一般形狀中有四滾輪66’，以便為任何方位和位置的加固材料61提供引導。
導向管68的一端部69靠近立柱20的表面，最好在立柱20的約2英寸之內。滾輪式導向件66的組合及其它們的排列和導向管68端部69靠近立柱20的程度相互配合起來，使多條加固材料帶束61以緊密的形式被纏繞在立柱20的表面。即，在圖示的實施例中，六條經過些許平整的帶束并排地被同時放置在立柱20的表面上。些許平整過的較佳的碳纖維/環氧樹脂帶束，其每條的寬度約為0.11英寸，使六條帶束同時放置形成的寬帶的總寬度約為0.68英寸。
在設備30中，基礎32的兩半圓件34、垂直桿48和電動機44是以單獨的構件提供的，它們能方便地圍繞立柱20組合在一起。這種積木化設計的目的是為了使任何一件構件的最大重量達到最小，使得少數幾個人使用一輕型起重機就能完成運輸和裝配的工作。適用于纏繞直徑達4英尺、高達25英尺的立柱的一樣機設備30中，單件構件的重量沒有一件超過350磅的。因此，三個人用一輕型起重機就能完成運輸和裝配的工作。
圖6示出了設備30的控制系統，該控制系統不復雜。設備30提供如圖2和7所示的螺旋纏繞的加固件。重要的基本控制參數是螺旋前進的向上或向下的方向、如圖7所示的螺旋每一圈相對于水平面的上升角A和各圈之間的節距P，。節距P是各圈之間的中心到中心的距離。如前所述，一控制方法是維持電動機44和58的固定速比，使纏繞節距與纏繞速度無關而保持不變。
選擇了垂直架50的移動方向(向上或向下)就確定了螺旋前進的方向(例如A相對于水平面是正的還是負的)。圖2示出了通過垂直架50向上的移動而螺旋纏繞的第一層加固件的情形。垂直架到達其行程的頂部，再反過來向下移動。第二層螺旋纏繞的加固件在第一層的外面，前進的方向是朝下的(負角A)。旋轉架38的旋轉方向還可在順時針與逆時針之間的改變，但一般情況下不這樣做。旋轉架38的轉動方向在一立柱的整個纏繞過程中一般保持不變。
角A的大小直接由垂直架50的垂直移動的相對速度和旋轉架38的轉動速度控制。垂直架50的垂直移動速度相對于旋轉架38的速度較快，則角A比較大。節距P取決于垂直架50的垂直移動的絕對速度和立柱20的直徑。
因此，螺旋方向、角A和節距P都可通過改變垂直架50和旋轉架38的運動速度來控制。這些運動速度直接由電動機58的運動方向和電動機44和58的速度控制。因此控制件70不會比電動機58的反轉控制裝置和電動機44、58的變阻器更為復雜。然而，如果控制件70包括一控制電動機58的方向和電動機44、58的速度的微處理機，則在纏繞復雜的式樣時，就可實現比較精確的控制。例如，圖7示出了一立柱的例子，在該立柱20的底部采用一大的角A，然后逐漸變化，到立柱的頂部變為一小的角A。如果節距P保持不變，這種變化是通過改變電動機44的速度來實現的。一微處理機在它的存儲器中可儲存速度的各種組合，或根據幾何關系計算它們，以達到所要的結果。
在這個方法中，上升角A的大小大約不大于1°，最好是不大于0.5°，上升角A相對于水平面可正可負(圖7中的角A為圖示清晰而被放大)。即，加固材料最好被定向成接近一具有小上升率的環狀加固件。較大的角A導致立柱變硬，對于大多數情形是無益的。節距P等于加固材料寬帶的寬度，較佳為約0.90英寸，使得相鄰圈以并排的排列方式鋪設。
本方法的另一個特征如圖2所示。一傳感器72埋在螺旋纏繞的加固材料的層與層之間，或埋在立柱的混凝土與第一層之間。把傳感器72的引線74穿設在加固材料的相鄰圈之間時要小心。可以這種方式埋入諸如光纖維和磁致伸縮傳感器之類的傳感器。此外，諸如應變儀或聲發射換能器之類的傳感器可放置在加固材料頂層的外表面上。
纏繞過程完成之后，拆開設備30并從立柱20上取下。如果加固材料含有諸如可固化的環氧樹脂基體的可固化的成分，則把在立柱上的加固材料加熱，以進行固化。可采用任何實用的能達到所需的溫度的加熱裝置。但是，由于被加熱的范圍較大，最好采用一盡可能經濟的加熱器。圖8示出一包覆在立柱20上帶絕熱層的加熱包層76。圖9示出另一個方法。這里，外面纏繞加固材料61的立柱20被一氣體加熱器78包圍。加熱器78包括一傳導壁80、一外絕緣壁82和具有氣體噴嘴84的空隙。一絕緣層86外覆在外壁82上。氣體噴嘴84加熱內壁80，從而加熱加固件61。在圖8和9的任何一個方法中，分別用熱電偶88和90測量加固纖維表面的溫度和立柱表面的溫度。如果需要還可增加熱電偶。熱電偶反饋溫度信息，這樣能調整加熱器的加熱溫度和時間以獲得一適當的加固材料的固化周期。
圖10以方塊示意圖的形式示出加固立柱20外表面的較佳方法。如果必須的話先處理立柱的外表面，圖中標號100。在一種方法中，外表面覆蓋一層其作用很象底漆的聚合物膜，用標號100表示。聚合物膜是較好的，因為它密封住加固件，當混凝土加熱時，它能防由立柱混凝土散發出的水蒸氣，還可防灰塵和污物。在裝配設備30之前先把聚合物膜涂在立柱20的表面上，并該按產品的說明令其干燥。在最佳的情況下，把足夠量的雙成分可固化的液體尿脘聚合物涂在外表面上，在干燥時形成約0.10英寸厚度的聚合物膜。干燥需要約一小時的時間。但同時，在進行任何表面處理之前，應對立柱的可能影響纏繞施工的任何有疵點或有問題的表面進行清潔、修補或修復。
圍繞立柱20裝配設備30，用標號102表示。以前述方法纏繞加固材料螺旋纏繞層，用標號104表示。如果需要，把傳感器纏繞進去。當層數達到所需數量時，拆開設備30并把它取下，用標號106表示。在未固化的加固件材料的外面裝上加熱裝置，并根據制造商的固化說明加熱所述層，以固化可固化的成分，用標號108表示。在一典型的情況中，通過約1小時的時間加熱到約180-400°F的溫度，再保溫約3小時，然后保持加熱裝置在原位使加固材料冷卻，由此完成固化。熱電偶用來估計加固材料的加熱情況。加熱和固化完成之后，需要對加固材料的頂層涂覆一保護涂層，以密封和保護加固材料。較佳的保護涂層是雙成分尿脘聚合物，可用Ultracoat 2000的保護聚合物，使用時先涂上一層，然后在環境溫度中使它干燥，由此形成保護涂層。
已造出一臺樣機30，并用來纏繞許多立柱。每根高8-12英尺、由鋼筋混凝土制成的七根0.4比例的立柱纏繞有碳預浸處理的帶束。每根高25-30英尺、直徑4英尺的五根實際尺寸的立柱纏繞有碳預浸處理的帶束。在現場，碳混合物外殼被固化在立柱上。測試在模擬的地震載荷下一些經過改造的立柱的損壞情況。伴隨著可預期的結構性能，測試表面合適設計和安裝的碳外殼能夠達到與傳統鋼外殼一樣的或程度較高的防震效果，同時，由于安裝過程完全自動化，所以在施工速度和質量控制方面有了顯著的提高。
由于立柱20原本是很大的，所以要盡可能的提高纏繞的速度。圖11-14示出一能提高纏繞速度的設備200。設備200具有許多與設備30相同的特征和部件，在應用方面采用設備30的描述。下面討論的重點在設備200的不同方面。
設備200包括一基礎202。該基礎最好由兩個半圓部分形成，它們鉸接在一起因而能容易地定位在立柱20周圍(見圖11)，使它們圍繞立柱20閉合而組裝在一起(圖12)，然后在完成纏繞之后把它們拆開。基礎202支承一能在其上沿圓周轉動的旋轉架204，如圖13所示。一加固材料的支承件206支承在旋轉架204上。支承件206最好包括多個從旋轉架204垂直向上延伸的筒子架(creel)208和多個支承在筒子架上的加固材料的線軸(bobbin)210，每一個筒子架上有一個線軸。所設置的筒子架和線軸最好是至少有12個，如果需要還可更多，使得每一線軸上的加固件以并排的排列方式鋪設。對于一寬度選定的加固件材料來講，線軸越多，加固件就能更快地纏繞在立柱上。根據一個采用仿真工藝分析法和結構數據所進行的分析，用設備200完成大立柱的纏繞所需的時間約是設備30所需時間的1/25。
第一驅動系統212在基礎202的圓周方向上驅動旋轉架204。該第一驅動系統212總的類似于設備30的驅動系統，它包括一變速電動機214和一至旋轉架204的諸如鏈條216或皮帶(或齒輪)的聯動裝置。
如圖13所示，加固件218由滾輪式導向件220從線軸引導至立柱20，圖13只示出其中的一組。筒子架208和線軸210布置成如圖所示的設備200中的每一個筒子架和線軸只需要兩個滾輪式導向件220，而設備30中的每一個線軸需要較多數量的滾輪式導向件。減少滾輪式導向件的數量就能減少對加固件的潛在破壞，還能降低設備200保養費用。
一第二驅動裝置222驅動基礎202沿立柱20垂直移動。其上支承有線軸210的基礎202的整體運動在線軸210與立柱20之間形成一較短的不變的距離。圖14-16示出了第二驅動系統222的三種形式，也可使用任何其它可行的第二驅動系統。
在圖14中，圍繞立柱20豎立一四柱腳手架224。增加升降機形式的組合式部件，就能很容易地改變這些可從市場上買到的腳手架系統的總高度。一鏈條或皮帶式驅動件226在腳手架224的各柱子的頂部滑輪228與底部滑輪230之間延伸，在柱子上增加組合式部件就能增加滑輪228與230之間的距離。基礎202安裝在四條鏈條驅動件226上，通過一垂直驅動電動機(未示出)的作用而上升或下降。
圖15示出一支承在立柱20上的自主爬行機構232，從而不需要與地面連接。對于地面不平整的、或打樁時立柱的底基在水下的地方，以及諸如大樓和停車建筑中的有限區域，這種機構232尤其有用。機構232包括兩組獨立的氣動、電動或液壓的活塞234。一組包括四個面朝內對著立柱20的活塞234a。另一組包括四個面朝內對著立柱20的活塞234b和四個連接在活塞234a的支承結構與基礎202之間的活塞236。迫使活塞234中的一組活塞假定是活塞234a靠在立柱20上，然后縮回活塞234b，垂直活塞236以協調方式一起縮回以上升基礎202。當活塞236達到了完全縮回，活塞234b被夾在立柱上，活塞234a縮回，而活塞236延伸使活塞234a向上移動。迫使活塞234a靠在立柱20上，重復上述過程，由此進行移動。
圖16的第二驅動系統222的實施例中使用一車式升降機238。基礎202被一安裝在車式升降機238的回轉臺242上的懸臂240支承著。懸臂240和回轉臺242的協調運動允許基礎202上下運動，同時保持其處于水平方位，如圖16中用幾個疊加的圖示所表示的。這種方法的優點是在車輛能接近立柱20底部的地方能很快豎起設備200。
由一類似于針對圖6所討論的計算機控制系統來協調和控制第一驅動系統212和第二驅動系統222的運動。計算機能控制在此所討論的任何類型的電動機和驅動件，并提供如前所討論的多種纏繞角和纏繞密度。
至此，一直把加固件218描述為一纏繞后被固化的預浸處理的復合材料。該方法可用于設備30和設備200。另外，纏繞在立柱20上的加固件可以是沒有埋進可固化的聚合物材料中的“干”纖維。干纖維一般被布置成束或纖維帶束。用設備30或設備200把干纖維纏繞在立柱上。纏繞完成后，在干纖維包覆層的外表面加上一可固化的聚合樹脂或一無機涂層，然后在原處固化或干燥。在圖17所示的干纖維的另一種應用中，在加固件218接觸立柱20的地方提供可固化的聚合物材料。用靠近加固件接觸立柱處的噴嘴244提供其粘度通常類似于膏漿的可固化的聚合物材料。在圖17中，噴嘴244a把液體聚合物送進加固件與立柱之間的銳角縫中，噴嘴244b把液體聚合物送到剛纏好的加固件纖維的外表面。此后，聚合物以前述的方式固化。
前面已對現有立柱的改造方面描述了本發明的較佳實施例。但它對立柱的最初制造也同樣適用。
雖然，為了舉例說明的目的詳細描述了本發明的特殊的實施例，但在不脫離本發明的基本精神和范圍的情況下，還可以對本發明進行各種各樣的改變和擴大。因此，除所附權利要求之外，本發明不受限制。
權利要求
1.一種用加固材料加固固定立柱外表面的設備，包括一基礎，所述基礎至少包括兩個可連接的、在一立柱的周圍組裝成一圍繞該立柱的圓環的零件；一支承在所述基礎上的旋轉架；以圍繞所述基礎的圓周方向驅動旋轉架的第一驅動裝置；一支承在所述旋轉架上的供應加固材料的供應裝置；使所述基礎垂直移動的第二驅動裝置；和把加固材料從供應裝置引導到立柱上、然后把所述加固材料纏繞在所述立柱上的導向裝置。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述基礎包括兩個半圓部件。
3.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述第一驅動裝置包括一固定在所述基礎上的第一導軌，一在所述旋轉架上的第一導軌接合件，和一可轉動導軌接合件的第一驅動電動機。
4.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述加固材料的供應裝置至少包括兩個獨立的加固材料供應源。
5.如權利要求1所述的設備，還包括加固件纏繞在所述立柱之后固化所述加固件的裝置。
6.如權利要求1所述的設備，還包括一控制第一驅動裝置和第二驅動裝置的計算器。
7.如權利要求1所述的設備，其特征在于，加固材料的供應裝置包括多個支承在旋轉架上的筒子架，和多個加固材料的供應裝置，每個筒子架上支承一個供應裝置。
8.如權利要求1所述的設備，其特征在于，供應加固材料的供應裝置包括一預浸處理的復合材料的供應裝置。
9.如權利要求1所述的設備，其特征在于，第二驅動裝置包括一車式升降機。
10.如權利要求1所述的設備，其特征在于，第二驅動裝置包括一支承在立柱上的自主爬行機構。
11.如權利要求1所述的設備，其特征在于，第二驅動裝置包括一豎在立柱周圍的腳手架。
12.如權利要求1所述的設備，其特征在于，第二驅動裝置包括一從旋轉架平行于立柱延伸的垂直桿；一支承在垂直桿上的垂直架；和使垂直架沿垂直桿以垂直方向驅動的裝置。
13.一種用加固材料加固固定立柱外表面的方法，包括步驟在固定立柱的周圍組裝一纏繞設備；在立柱的外表面纏繞多層加固材料，每一層有螺旋式樣的加固材料；和拆開纏繞設備并把它從固定立柱上取下。
14.如權利要求13所述的方法，在拆開步驟之后還包括另一個步驟加熱多層加固材料。
15.如權利要求13所述的方法，其特征在于，纏繞步驟包括步驟提供多個連續纖維的加固材料。
16.如權利要求13所述的方法，其特征在于，纏繞步驟包括步驟用一約小于1°的前進角形成一螺旋式樣。
全文摘要
一種用加固材料(61)加固固定立柱(20)外表面的設備(30)，包括一加固材料的供應裝置(60)和一把加固材料從供應裝置引導到立柱上的導向件(62)。一纏繞裝置使導向件以一螺旋式樣相對于固定立柱運動，以在立柱上纏繞螺旋加固材料層。纏繞設備以多部件結構提供，把它在立柱的周圍組裝起來，以后拆開并取下。在一方法中，加固材料是一可固化復合材料，它被纏繞在立柱上，在取下設備后，在原處固化該加固材料。
文檔編號F27D99/00GK1164846SQ95194911
公開日1997年11月12日 申請日期1995年8月1日 優先權日1994年8月1日
發明者拉里·塞爾康, 賈斯廷·特倫特·沙克爾福德 申請人:Xxsys技術股份有限公司