[发明专利]一种拱脚维修装置及实现拱脚多自由度变位的维修方法

说明书

本发明公开了一种拱脚维修装置及实现拱脚多自由度变位的维修方法，装置包括若干个支撑结构，支撑结构包括基座、两个基座支撑座、液压千斤顶、滚轮和滚轮支撑座，基座为长与宽相等的长方体，基座上设置有贯穿基座侧面的通孔，两个基座支撑座上设置有竖直的导向槽，滚轮支撑座呈U型且位于两个基座支撑座之间，滚轮转动支撑在滚轮支撑座中，滚轮中心轴的两端分别位于两个导向槽中，液压千斤顶设置在基座内且液压千斤顶抵接于滚轮支撑座的底部。本发明通过多个支撑结构自由组合形成拱脚维修装置，通过对拱脚进行剖切并控制各滚轮的升降，实现拱脚的平移与旋转。本发明构造简单、灵活多变、操作方便、适应性强，可在拱脚维修加固中推广应用。

技术领域

本发明涉及拱桥的拱脚维修技术领域，具体为一种拱脚维修装置及实现拱脚多自由度变位的维修方法。

背景技术

拱式桥梁的建造历史悠久、造型美观，是当今桥梁领域中的重要桥型之一。由于地质灾害频发，拱式桥梁因基础沉降、变形等情况而存在不同程度的桥梁病害。对于存在病害的桥梁，不加以维修而继续运营会存在较大的安全隐患，过早拆除、重建又会造成巨大的经济损失。因此，对存在拱脚变位的拱式桥梁进行维修和加固具有重要的现实意义。以往工程中常见的桥梁维修加固方法主要有外部粘贴钢板加固法、粘贴碳纤维加固法、外包混凝土加固法和预应力加固法等，这些加固方法对拱式桥梁的抗力提升起到了一定作用，但未从根本上解决问题。拱肋是拱式桥梁的主要承重构件，主要修建于坚固岩石基础或大体积混凝土基础之上，地基基础沉降、变形等会导致拱式桥梁整体受力性能改变。然而，如何对变位的拱脚进行维修加固，从而改善拱式桥梁受力状况，使拱桥结构在基础沉降和变形后能继续安全服役，目前尚无报导。

发明内容

针对现有服役拱式桥梁的拱脚维修加固问题，本发明提供一种简单易行、经济实用的拱脚维修装置及实现拱脚多自由度变位的维修方法。具体技术方案如下。

一种拱脚维修装置，其特征在于：包括若干个沿着直线组合在一起的支撑结构，所述支撑结构包括基座、设置在所述基座上表面的两个基座支撑座、液压千斤顶、滚轮和滚轮支撑座，所述基座为长与宽相等的长方体，所述基座上设置有贯穿所述基座四个侧面的通孔，所述基座支撑座上设置有竖直的导向槽，所述滚轮支撑座呈U型且位于两个所述基座支撑座之间，所述滚轮转动支撑在所述滚轮支撑座中，所述滚轮中心轴的两端分别位于两个所述导向槽中，滚轮所在的平面平行于所述基座的侧面，所述液压千斤顶设置在所述基座内且所述液压千斤顶的顶部抵接于所述滚轮支撑座的底部。其中，滚轮所在的平面是指垂直于滚轮的中心轴的平面。

进一步地，所述滚轮的两侧具有轴部，所述轴部通过轴承设置在所述滚轮支撑座上。

进一步地，所述基座的四个角部均设置有竖直插销孔，所述基座的四个角部的侧面不同高度上设置有矩形连接孔，所述矩形连接孔与所述竖直插销孔连通；相邻两个支撑结构通过两端均开设有圆形通孔的连接杆相连，所述连接杆的两端分别插入相邻两个所述支撑结构的所述矩形连接孔中，竖直插销孔中的插销穿过所述连接杆的圆形通孔。

进一步地，相邻两个支撑结构的滚轮的中心轴相互垂直。

基于同一发明构思，本发明还涉及一种实现拱脚多自由度变位的维修方法，其采用上述的拱脚维修装置，具体包括以下步骤：

1）、开设矩形槽：在拱脚的周围开设矩形槽，所述矩形槽分别分布在垂直于桥梁纵向的平面、垂直于桥梁横向的平面和水平面内；垂直于桥梁纵向的平面和垂直于桥梁横向的平面内的矩形槽沿着竖直方向延伸，在水平面内的矩形槽沿着桥梁纵向延伸；

2）、平面剖切：沿着矩形槽靠近拱脚的平面进行平面剖切，开设至少四个剖切平面得到拱脚分离体；

3）、放置上述的拱脚维修装置：每间隔一个矩形槽(10)放置一个拱脚维修装置，相邻两个拱脚维修装置之间具有一个空的矩形槽(10)；