一种古建拱桥修复用主拱圈支撑装置及其支撑方法 |
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| 申请号 | CN202311574279.X | 申请日 | 2023-11-23 | 公开(公告)号 | CN117385778A | 公开(公告)日 | 2024-01-12 |
| 申请人 | 汤小北; | 发明人 | 汤小北; 方永胜; 艾梓豪; 方中华; 查秋平; 胡松涛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种古建拱桥修复用主拱圈 支撑 装置及其支撑方法，涉及古桥拱圈支撑技术领域，解决了支撑杆旋转会带动木楔一同旋转，会出现木楔未与次龙骨之间未完全紧密 接触 贴合而无法转动支撑杆的情况，使得木楔对次龙骨的支撑存在安全隐患的问题，包括中空立柱，中空立柱的内部安装有 螺纹 杆；本发明通过安装驱动结构，便于对螺纹杆高度进行调节的同时，能够避免螺纹杆旋转，避免了螺纹杆顶部结构与拱圈接触摩擦；本发明通过支撑结构，有利于斜撑杆对中空立柱进行支撑，增强支撑装置的 稳定性 ；本发明通过安装顶托结构，不仅使顶托结构的整体支撑强度较高，还有利于顶托结构能够适应不同形状的拱圈，从而扩大了该装置的使用范围。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种古建拱桥修复用主拱圈支撑装置，包括中空立柱(1)，所述中空立柱(1)的内部安装有螺纹杆(2)，其特征在于：所述中空立柱(1)的上端位于所述螺纹杆(2)的外侧安装有用于驱动所述螺纹杆(2)升降的驱动结构(3)，所述中空立柱(1)的外侧套接有支撑结构(4)，所述支撑结构(4)与所述螺纹杆(2)之间位于所述中空立柱(1)的内部安装有连接组件(5)，所述螺纹杆(2)的顶端固定安装有顶托结构(6)。 |
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| 说明书全文 | 一种古建拱桥修复用主拱圈支撑装置及其支撑方法技术领域[0001] 本发明涉及古桥拱圈支撑技术领域，具体为一种古建拱桥修复用主拱圈支撑装置及其支撑方法。 背景技术[0002] 桥梁的拱圈，指的就是桥梁上中间高、两端低的半圆形构件；由几个拱圈组成的，一道一道的，又叫做拱肋；它是拱桥的桥面承重的关键构造，在对古桥进行修复的过程中，需要对古桥的拱圈进行支撑，以增强古桥在修复过程中的稳定性；现有技术中对拱桥拱圈进行支撑的装置，是通过支撑体对加强机构和木楔进行支撑，通过调节支撑体的高度进而使得木楔与次龙骨之间紧密接触并能起到对次龙骨支撑的作用，木楔的设置能够更好地适应次龙骨的弧形，并能与次龙骨之间形成面接触，提高了支撑装置的稳定性； [0003] 但是现有支撑装置在使用过程中，是通过调节支撑体的高度使得木楔与次龙骨之间紧密接触并能起到对次龙骨支撑的作用，但是支撑体中支撑杆与支架之间为螺纹连接，通过支撑杆旋转拧入支架的内部或者旋出至支架的外部，支撑杆旋转会带动木楔一同旋转，并且木楔的上端面的形状设置为与次龙骨底面形状相适应的弧形，从而会出现木楔未与次龙骨之间未完全紧密接触贴合而无法转动支撑杆的情况，使得木楔对次龙骨的支撑存在安全隐患。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种高度便于调节的古建拱桥修复用主拱圈支撑装置及其支撑方法，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0006] 一种古建拱桥修复用主拱圈支撑装置，包括中空立柱，所述中空立柱的内部安装有螺纹杆，所述中空立柱的上端位于所述螺纹杆的外侧安装有用于驱动所述螺纹杆升降的驱动结构，所述中空立柱的外侧套接有支撑结构，所述支撑结构与所述螺纹杆之间位于所述中空立柱的内部安装有连接组件，所述螺纹杆的顶端固定安装有顶托结构。 [0007] 优选的，所述驱动结构包括活动套接于所述螺纹杆外侧的螺纹套筒，且所述螺纹套筒与所述螺纹杆之间的连接方式为螺纹连接，所述螺纹套筒通过轴承与所述中空立柱转动连接，所述螺纹套筒的外侧位于所述螺纹杆的上侧固定套接有涡轮，所述涡轮的外侧配合安装有蜗杆，所述中空立柱的外侧靠近其上端处固定套接有定位座，且所述蜗杆通过轴承与所述定位座转动连接，所述蜗杆的一端固定套接有插接座，蜗杆旋转能够通过涡轮驱动螺纹套筒旋转，所述插接座的端部活动抵接有摇把，所述摇把与所述插接座活动抵接一端固定嵌有插接块，且所述插接块与所述插接座之间的连接方式为插拔连接，所述插接块的切面形状呈六边形。 [0008] 优选的，所述支撑结构包括活动套接于所述螺纹杆外侧的套环，所述中空立柱的外侧固定套接有限位托，且所述套环的下端面与所述限位托的上端面活动抵接，限位托能够对套环的下移路径进行限位，所述套环的内壁上固定安装有两个呈对称分布的凸块，且所述凸块通过限位直槽与所述中空立柱滑动连接，所述套环的外侧固定安装有两个呈对称分布的第一铰座，且两个所述凸块和两个所述第一铰座处于同一直线上，所述第一铰座上铰接安装有斜撑杆，所述第一铰座远离所述套环的一端固定嵌有限位挡板，且所述斜撑杆与所述限位挡板之间的连接方式为活动抵接，限位挡板能够限制斜撑杆的旋转路径。 [0009] 优选的，所述斜撑杆的外侧位于所述第一铰座的内部固定安装有两个呈对称分布的扇形轮，所述斜撑杆和扇形轮定位轴的外侧固定套接有两个呈对称分布的卷簧，且所述卷簧位于外侧一端与所述第一铰座固定连接，当斜撑杆为倾斜状态时是卷簧的初始状态，所述斜撑杆的下端转动嵌有铰接球头，所述铰接球头的外侧通过连接柱固定连接有橡胶垫块，所述套环的外侧固定安装有两个呈对称分布的定位组件。 [0010] 优选的，所述连接组件包括两个呈对称安装于所述中空立柱内部，且可在所述中空立柱内部上下移动的条形板，两个所述条形板的一侧边均固定安装有传动齿条，且两个所述传动齿条之间呈交错相对分布，所述传动齿条的外侧配合安装有传动齿轮，所述传动齿轮的外侧配合安装有齿条板，传动齿轮能够将齿条板向上的力转化为传动齿条向下的力。 [0011] 优选的，所述齿条板与所述传动齿条之间呈对称分布，所述齿条板通过连接柱与所述螺纹杆固定连接，两个所述条形板朝向所述扇形轮的一侧端面分布固定设置有若干组呈等距离分布的齿块和推块，且所述推块位于若干组所述齿块的上侧，条形板通过齿块能够驱动扇形轮旋转，所述条形板通过所述齿块与所述扇形轮啮合连接，所述推块的下端面与所述凸块的上端面活动抵接。 [0012] 优选的，所述定位组件包括与所述中空立柱插拔连接的U型插销，所述U型插销的外侧活动套接有第二套筒，且所述第二套筒与所述套环之间的连接方式为固定连接，所述U型插销位于所述第二套筒内部一端固定套接有限位片，所述U型插销的外侧位于所述第二套筒的内部活动套接有第二弹簧，且所述第二弹簧与所述第二套筒和所述限位片的连接方式均为活动抵接，限位片能够防止U型插销脱离第二套筒，两个所述第一铰座的上端均固定安装有安装座，两个所述安装座相对一端均活动嵌有可左右移动的销杆，且所述销杆位于所述安装座外部一端设置有半球部，所述销杆位于所述安装座内部一端固定连接有第三弹簧。 [0013] 优选的，所述顶托结构包括固定安装于所述螺纹杆上端的连接板，且所述螺纹杆的顶端嵌于所述连接板的底面中心，所述连接板的上端中心处固定安装有沙袋，所述连接板的上端位于所述沙袋的外侧固定安装有若干组呈阵列分布的第一套筒，沙袋在对顶板进行支撑的同时能够适应拱圈的弧度。 [0014] 优选的，所述第一套筒的上端活动嵌有可上下移动的支撑杆，所述支撑杆的下端固定连接有第一弹簧，所述支撑杆的上端铰接安装有第二铰座，第二铰座便于顶板旋转与拱圈贴合，所述第二铰座的上端固定连接有顶板。 [0015] 一种古建拱桥修复用主拱圈支撑装置的支撑方法，包括以下步骤： [0016] S1：支撑阶段，将中空立柱垂直放置于地基或者支撑横梁上后，通过驱动结构驱动螺纹杆上升，在螺纹杆带动连接组件中齿条板上移的过程中，齿条板通过传动齿轮驱动传动齿条及条形板下移，条形板在下移过程中先通过齿块驱动扇形轮及斜撑杆旋转打开，再通过推块驱动第一铰座及套环整体下移，使斜撑杆下端的橡胶垫块接触基面，对中空立柱进行支撑； [0017] S2：定位阶段，在套环移动至最下端且齿条板脱离传动齿轮后，将定位组件，U型插销向第二套筒外侧拉出一段距离后旋转，使U型插销的上端插入中空立柱内，U型插销抵住套环，对套环进行定位； [0018] S3：拱圈支撑阶段，继续通过驱动结构调节螺纹杆及顶托结构的高度，当顶板与拱圈接触后，使顶托结构继续上移，顶板在支撑杆和第一弹簧的作用下能够适应拱圈的弧度，在顶板适应拱圈弧度的过程中，顶板对沙袋进行挤压的同时沙袋对顶板进行支撑。 [0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0020] 1、本发明通过安装驱动结构，在对螺纹杆的高度进行调节时，通过摇把旋转蜗杆，蜗杆旋转通过涡轮驱动螺纹套筒旋转，螺纹套筒旋转驱动螺纹杆升降，从而在便于对螺纹杆高度进行调节的同时，还能能够避免螺纹杆旋转，避免了螺纹杆顶部结构与拱圈接触摩擦。 [0021] 2、本发明通过支撑结构，支撑结构通过连接组件与螺纹杆连接，在螺纹杆上移的过程中，连接组件中的条形板先通过齿块和扇形轮驱动斜撑杆旋转打开，再通过推块驱动支撑结构整体下移接触基面，有利于斜撑杆对中空立柱进行支撑，增强支撑装置的稳定性。 [0022] 3、本发明通过安装顶托结构，顶托结构中的顶板在支撑杆和第一弹簧的作用下能够适应拱圈的弧度，在顶板适应拱圈弧度的过程中，顶板对沙袋进行挤压的同时沙袋对顶板进行支撑，通过沙袋的设置，不仅使顶托结构的整体支撑强度较高，还有利于顶托结构能够适应不同形状的拱圈，从而扩大了该装置的使用范围。附图说明 [0023] 图1为本发明整体结构示意图； [0024] 图2为本发明中空立柱侧剖示意图； [0025] 图3为本发明驱动结构与螺纹杆连接状态示意图； [0026] 图4为本发明支撑结构与连接组件连接状态示意图； [0027] 图5为本发明支撑结构与连接组件拆分状态示意图； [0028] 图6为本发明支撑结构侧剖平面示意图； [0029] 图7为本发明支撑结构侧剖立体示意图； [0030] 图8为本发明图5中A的侧剖示意图； [0031] 图9为本发明顶托结构侧坡平面示意图。 [0032] 图中：1、中空立柱；2、螺纹杆；3、驱动结构；301、螺纹套筒；302、涡轮；303、蜗杆；304、插接座；305、摇把；306、插接块；307、定位座；4、支撑结构；401、套环；402、凸块；403、第一铰座；404、斜撑杆；405、限位挡板；406、扇形轮；407、卷簧；408、铰接球头；409、橡胶垫块； 5、连接组件；501、条形板；502、传动齿条；503、传动齿轮；504、齿条板；505、齿块；506、推块； 6、顶托结构；601、连接板；602、沙袋；603、第一套筒；604、支撑杆；605、第一弹簧；606、第二铰座；607、顶板；7、定位组件；701、U型插销；702、第二套筒；703、限位片；704、第二弹簧；8、安装座；9、销杆；10、第三弹簧；11、限位托。 具体实施方式[0033] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0034] 实施例一 [0035] 请参阅图1、图2、图3和图4，图示中的一种古建拱桥修复用主拱圈支撑装置，包括中空立柱1，中空立柱1的内部安装有螺纹杆2，中空立柱1的上端位于螺纹杆2的外侧安装有用于驱动螺纹杆2升降的驱动结构3，中空立柱1的外侧套接有支撑结构4，支撑结构4与螺纹杆2之间位于中空立柱1的内部安装有连接组件5，螺纹杆2的顶端固定安装有顶托结构6。 [0036] 请参阅图3，驱动结构3包括活动套接于螺纹杆2外侧的螺纹套筒301，且螺纹套筒301与螺纹杆2之间的连接方式为螺纹连接，螺纹套筒301通过轴承与中空立柱1转动连接，螺纹套筒301的外侧位于螺纹杆2的上侧固定套接有涡轮302，涡轮302的外侧配合安装有蜗杆303，中空立柱1的外侧靠近其上端处固定套接有定位座307，且蜗杆303通过轴承与定位座307转动连接，蜗杆303的一端固定套接有插接座304，插接座304的端部活动抵接有摇把 305，摇把305与插接座304活动抵接一端固定嵌有插接块306，且插接块306与插接座304之间的连接方式为插拔连接，插接块306的切面形状呈六边形。 [0037] 一种古建拱桥修复用主拱圈支撑装置的支撑方法，包括以下步骤： [0038] S1：支撑阶段，将中空立柱1垂直放置于地基或者支撑横梁上后，通过驱动结构3驱动螺纹杆2上升，在螺纹杆2带动连接组件5中齿条板504上移的过程中，齿条板504通过传动齿轮503驱动传动齿条502及条形板501下移，条形板501在下移过程中先通过齿块505驱动扇形轮406及斜撑杆404旋转打开，再通过推块506驱动第一铰座403及套环401整体下移，使斜撑杆404下端的橡胶垫块409接触基面，对中空立柱1进行支撑； [0039] S2：定位阶段，在套环401移动至最下端且齿条板504脱离传动齿轮503后，将定位组件7，U型插销701向第二套筒702外侧拉出一段距离后旋转，使U型插销701的上端插入中空立柱1内，U型插销701抵住套环401，对套环401进行定位； [0040] S3：拱圈支撑阶段，继续通过驱动结构3调节螺纹杆2及顶托结构6的高度，当顶板607与拱圈接触后，使顶托结构6继续上移，顶板607在支撑杆604和第一弹簧605的作用下能够适应拱圈的弧度，在顶板607适应拱圈弧度的过程中，顶板607对沙袋602进行挤压的同时沙袋602对顶板607进行支撑。 [0041] 便于调节高度的工作原理：首先将中空立柱1垂直放置于拱圈下方的地基或者搭建的支撑横梁上，之后将摇把305端部的插接块306插入插接座304内，之后通过摇把305旋转蜗杆303，在蜗杆303与涡轮302啮合连接的条件下，蜗杆303能够驱动涡轮302及螺纹套筒301旋转，在连接组件5中两个齿条板504的限位作用下，螺纹杆2不能旋转，使得螺纹套筒 301旋转的过程中能够驱动螺纹杆2上移，不仅便于对螺纹杆2的高度进行调节，以便该支撑装置对不同点位对古桥拱圈进行支撑，还能够避免螺纹杆2上端的结构旋转与古桥拱圈摩擦。 [0042] 实施例二 [0043] 请参阅图5和图6，本实施方式对于实施例1进一步说明，支撑结构4包括活动套接于螺纹杆2外侧的套环401，中空立柱1的外侧固定套接有限位托11，且套环401的下端面与限位托11的上端面活动抵接，套环401的内壁上固定安装有两个呈对称分布的凸块402，且凸块402通过限位直槽与中空立柱1滑动连接，套环401的外侧固定安装有两个呈对称分布的第一铰座403，且两个凸块402和两个第一铰座403处于同一直线上，第一铰座403上铰接安装有斜撑杆404，第一铰座403远离套环401的一端固定嵌有限位挡板405，且斜撑杆404与限位挡板405之间的连接方式为活动抵接。 [0044] 请参阅图5和图7，斜撑杆404的外侧位于第一铰座403的内部固定安装有两个呈对称分布的扇形轮406，斜撑杆404和扇形轮406定位轴的外侧固定套接有两个呈对称分布的卷簧407，且卷簧407位于外侧一端与第一铰座403固定连接，斜撑杆404的下端转动嵌有铰接球头408，铰接球头408的外侧通过连接柱固定连接有橡胶垫块409，套环401的外侧固定安装有两个呈对称分布的定位组件7。 [0045] 请参阅图4，连接组件5包括两个呈对称安装于中空立柱1内部，且可在中空立柱1内部上下移动的条形板501，螺纹杆2的直径小于两个条形板501之间的间距，两个条形板501的一侧边均固定安装有传动齿条502，且两个传动齿条502之间呈交错相对分布，传动齿条502的外侧配合安装有传动齿轮503，传动齿轮503的外侧配合安装有齿条板504。 [0046] 请参阅图5，齿条板504与传动齿条502之间呈对称分布，齿条板504通过连接柱与螺纹杆2固定连接，两个条形板501朝向扇形轮406的一侧端面分布固定设置有若干组呈等距离分布的齿块505和推块506，且推块506位于若干组齿块505的上侧，条形板501通过齿块505与扇形轮406啮合连接，推块506的下端面与凸块402的上端面活动抵接。 [0047] 请参阅图8，定位组件7包括与中空立柱1插拔连接的U型插销701，U型插销701的外侧活动套接有第二套筒702，且第二套筒702与套环401之间的连接方式为固定连接，U型插销701位于第二套筒702内部一端固定套接有限位片703，U型插销701的外侧位于第二套筒702的内部活动套接有第二弹簧704，且第二弹簧704与第二套筒702和限位片703的连接方式均为活动抵接，两个第一铰座403的上端均固定安装有安装座8，两个安装座8相对一端均活动嵌有可左右移动的销杆9，且销杆9位于安装座8外部一端设置有半球部，销杆9位于安装座8内部一端固定连接有第三弹簧10。 [0048] 本实施例中：螺纹杆2上移的过程中，螺纹杆2通过连接柱带动连接组件5中的齿条板504上移，在传动齿轮503分别与传动齿条502和齿条板504啮合连接的条件下，齿条板504上移会通过传动齿轮503驱动传动齿条502及条形板501下移，在条形板501下移的过程中，条形板501先通过齿块505驱动扇形轮406及斜撑杆404旋转，由于斜撑杆404为倾斜状态时是卷簧407的初始状态，所以扇形轮406和斜撑杆404能够轻松旋转，之后条形板501继续下移，条形板501会通过推块506驱动凸块402及套环401下移，套环401下移时，销杆9的半球端部会脱离中空立柱1上的球形嵌槽； [0049] 当推块506通过凸块402驱动套环401下移与限位托11抵接后，使用者将U型插销701从第二套筒702内拔出一段距离后，旋转U型插销701使其插入中空立柱1内，U型插销701和限位托11对套环401的上下两端进行限位，第一铰座403内的限位挡板405对斜撑杆404进行限位，使得斜撑杆404能够对中空立柱1进行支撑，从而增强了支撑装置整体的稳定性； [0050] 当对该支撑装置进行收纳时，反向旋转蜗杆303使螺纹杆2带动齿条板504下移，在齿条板504下移至传动齿轮503处且与其相互啮合时，齿条板504通过传动齿轮503驱动传动齿条502及条形板501上移，条形板501上移通过齿块505驱动斜撑杆404旋转至垂直状态后，位于最上侧的齿块505会抵住凸块402的下端面，通过凸块402带动套环401上移，直到销杆9的半球端部卡至中空立柱1外侧的球形卡槽内。 [0051] 实施例三 [0052] 请参阅图2和图9，本实施方式对于其它实施例进一步说明，顶托结构6包括固定安装于螺纹杆2上端的连接板601，且螺纹杆2的顶端嵌于连接板601的底面中心，连接板601的上端中心处固定安装有沙袋602，连接板601的上端位于沙袋602的外侧固定安装有若干组呈阵列分布的第一套筒603。 [0053] 请参阅图9，第一套筒603的上端活动嵌有可上下移动的支撑杆604，支撑杆604的下端固定连接有第一弹簧605，支撑杆604的上端铰接安装有第二铰座606，第二铰座606的上端固定连接有顶板607。 [0054] 本实施例中：在齿条板504脱离传动齿轮503继续随螺纹杆2上移的过程中，顶托结构6中的顶板607会抵住古桥拱圈，在螺纹杆2继续驱动顶托结构6上移的过程中，在支撑杆604与第二铰座606活动铰接的条件下，顶板607会在支撑杆604和第一弹簧605的条件下适应古桥拱圈的弧度，在顶板607适应古桥拱圈弧度的同时会对沙袋602造成挤压，使沙袋602也与古桥拱圈的弧度相适配，同时沙袋602在受到顶板607挤压的同时对顶板607进行支撑，使得该顶托结构6的支撑强度较高。 [0055] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。 |
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