CN105064317A - 一种用于土遗址修复的半自动夯补锤及夯补方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于土遗址修复的半自动夯补锤及夯补方法，半自动夯补锤包括弹击头、卡簧、缓冲弹簧、壳头、弹簧座、弹击弹簧、导向杆、壳身、重力锤、法兰、挂钩、挂钩弹簧、压缩弹簧、挂钩调位装置、壳盖和把手，壳头和壳盖分别设置在壳身的两端，卡簧设置在壳头内，壳头上设有弹击头孔，弹击头套在弹击头孔内，弹击头的尾端设有凹槽，缓冲弹簧设置在凹槽内；夯补方法包括夯补土遗址根部空间、架设脚手架和调整架、夯补土遗址上部狭小未夯补空间。本发明采用半自动化结构，代替了现有的夯补锤，节省力气，降低工作强度，提高工作效率；弹击头弹击力量一致，夯补质量容易控制，提高夯补质量；夯补方法简单，效率高。

Description

一种用于土遗址修复的半自动夯补锤及夯补方法

技术领域

本发明涉及土遗址修补领域，特别涉及一种用于土遗址修复的半自动夯补锤及夯补方法。

背景技术

在丝绸之路我国西北干旱、半干旱地区存在着许多土遗址，其中一些已经被批准为全国重点文物保护单位，例如，哈密烽燧、吐峪沟石窟等。更有一些土遗址已经被联合国科教文组织批准为世界文化遗产，例如，北庭故城、高昌故城等。

与其它石质建筑和木结构建筑等相比，土遗址易受风雨和可溶盐等外界环境的侵蚀而发生破坏，这些文化遗产承载着重要的历史、文化信息，一旦破坏将不可再生。

引起土遗址破坏的主要病害是土遗址底部受外界环境侵蚀而形成掏蚀凹进的临空面，这类病害形成后极易引起土遗址的整体坍塌。具体原因是土遗址根部与地面接触，在地下毛细水作用下运移水分和盐分，另外土遗址根部、中下部接收了顶部、中上部因雨水淋溶带来的盐分。所以，遗址土根部含盐量明显高于上部。土体含水量改变，其孔隙溶液中盐分经历结晶—溶解—重结晶过程使盐分富集于土遗址根部的土体结构逐步劣化。受西北干旱环境影响，强力风沙吹蚀的作用，就会使土遗址根部形成掏蚀凹进的临空面。

针对这种底部有掏蚀凹进病害的土遗址进行保护维修最普遍的方法是采用进行夯补复原，因掏蚀凹进的空间通常比较小，市场上现有打夯机体积又较大，不适宜这类土遗址的夯补。所以，目前工程上的夯补方法还是人工夯补。参照图1，现有技术中的人工夯补锤是由钢板和钢管加工而成的，其缺点有：

(1)每次铺土厚度薄、夯击遍数多，工作效率低。

(2)夯击力度因人而异，夯补质量不易控制。

(3)在夯补部分与土遗址原有部分相接的空间更是狭小，现有打夯机无法使用。

发明内容

本发明提出了一种用于土遗址修复的半自动夯补锤及夯补方法，解决了现有技术中夯补锤工作效率低和夯补质量不易控制的缺陷。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于土遗址修复的半自动夯补锤，包括弹击头、卡簧、缓冲弹簧、壳头、弹簧座、弹击弹簧、导向杆、壳身、重力锤、法兰、挂钩、挂钩弹簧、压缩弹簧、挂钩调位装置、壳盖和把手，壳头和壳盖分别设置在壳身的两端，卡簧设置在壳头内，壳头上设有弹击头孔，弹击头套在弹击头孔内，弹击头的尾端设有凹槽，缓冲弹簧设置在凹槽内，弹簧座、弹击弹簧和重力锤套在导向杆外，弹簧座与弹击头固定连接，弹簧座通过弹击弹簧与重力锤连接，法兰设置在重力锤上方，导向杆下端缓冲弹簧接触，导向杆上端与法兰接触，法兰通过挂钩弹簧与挂钩连接，压缩弹簧设置在法兰和壳盖之间，压缩弹簧下端与法兰连接，挂钩调位装置设置在壳盖下端上，用于调节挂钩到达的最高位置，把手与壳盖连接。

进一步，所述弹击头下端为弧形头。

进一步，所述壳头内设有卡簧槽，所述卡簧设置在卡簧槽内。

进一步，所述弹簧座上端设有第一弹簧槽，所述重力锤下端设有第二弹簧槽，所述弹击弹簧的两端分别固定在第一弹簧槽和第二弹簧槽上。

进一步，所述重力锤的上端设有挂钩槽，所述挂钩为弧形挂钩，弧形挂钩的一端设有钩部，钩部与挂钩槽配合，弧形挂钩的另一端与挂钩弹簧连接。

进一步，所述把手为T型把手。

进一步，所述把手包括握手杆和螺纹杆套，螺纹杆套两端分别与握手杆和所述壳盖螺纹连接。

进一步，所述壳头和所述壳盖均与所述壳身螺纹连接。

进一步，所述挂钩调位装置包括螺栓轴、紧固螺栓和调整螺栓，螺栓轴上端与所述壳盖螺纹连接，紧固螺栓和调整螺栓设置在螺栓轴上。

一种用于土遗址修复的夯补方法，包括以下步骤：

A1、在待修土遗址根部空间，铺上一层土体，因为这时空间足够大的地方，只要工人握住把手，提起半自动夯补锤，然后让半自动夯补锤自由下落，弹击头撞击在待修土遗址根部的待夯土体上，待夯土体上对弹击头的反作用力，使半自动夯补锤工作，半自动夯补锤会自动夯击待夯土体一次，然后再提起半自动夯补锤，进行下一次操作；

A2、当待修土遗址根部夯补完好后，只剩下待修土遗址上部狭小未夯补空间，这时需要在待修土遗址旁边搭设脚手架，并在脚手架上搭设调整架，调整架的位置与待修土遗址上部未夯补空间相对应；

A3、将半自动夯补锤架在调整架上，在未夯补空间铺上土体，人工握住把手，将半自动夯补锤推向未夯补空间的待夯土体，过程中根据需要不断调节调整架的高度和角度，直到夯补完为止。

本发明的有益效果：

(1)、本发明采用半自动化结构，代替了现在完全依靠人力的夯补锤，节省力气，降低工作强度，提高工作效率。

(2)弹击头弹击力量一致，夯补质量容易控制，提高夯补质量。

(3)根据土遗址掏蚀凹进的尺寸可以改变螺纹套筒的长度，使之能在更狭小的空间使用。

(4)除人工外，无需外加动力，经济环保。

(5)夯补方法简单，易操作，效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种用于土遗址修复的半自动夯补锤的结构示意图；

图2为本发明一种用于土遗址修复的半自动夯补锤的剖视图；

图3为一种用于土遗址修复的夯补方法A1步骤的示意图；

图4为一种用于土遗址修复的夯补方法A2步骤的示意图；

图5为一种用于土遗址修复的夯补方法A3步骤的示意图。

图中标号说明：弹击头1、凹槽111、卡簧2、缓冲弹簧3、壳头4、弹簧座5、弹击弹簧6、导向杆7、壳身8、重力锤9、法兰10、挂钩11、挂钩弹簧12、压缩弹簧13、挂钩调位装置14、螺栓轴141、紧固螺栓142、调整螺栓143、壳盖15、把手16、握手杆161、螺纹杆套162、土体17、待修土遗址18、根部空间19、上部狭小未夯补空间20、脚手架21、调整架22。

具体实施方式

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。

参照图1-2，一种用于土遗址修复的半自动夯补锤，包括弹击头1、卡簧2、缓冲弹簧3、壳头4、弹簧座5、弹击弹簧6、导向杆7、壳身8、重力锤9、法兰10、挂钩11、挂钩弹簧12、压缩弹簧13、挂钩调位装置14、壳盖15和把手16，壳头4和壳盖15分别设置在壳身8的两端，卡簧2设置在壳头4内，卡簧2用于限制弹击头1的最低高度，并同时起到缓冲作用，壳头4上设有弹击头孔41，弹击头1套在弹击头孔41内，弹击头1的尾端设有凹槽111，缓冲弹簧3设置在凹槽111内，弹簧座5、弹击弹簧6和重力锤9套在导向杆7外，弹簧座5与弹击头1固定连接，弹簧座5通过弹击弹簧6与重力锤9连接，法兰10设置在重力锤9上方，导向杆7下端缓冲弹簧3接触，导向杆7上端与法兰10接触，法兰10通过挂钩弹簧12与挂钩11连接，压缩弹簧13设置在法兰10和壳盖15之间，压缩弹簧13下端与法兰10连接，挂钩调位装置14设置在壳盖15下端上，用于调节挂钩11到达的最高位置，把手16与壳盖15连接。

在本实施例中，所述弹击头1下端为弧形头。弧形头可以更好的对土体进行夯补，提高夯补效果和效率。

在本实施例中，所述壳头4内设有卡簧槽42，所述卡簧2设置在卡簧槽内42。卡簧2用于限制弹击头1的位置，卡簧槽42的设置可以使卡簧2更稳固的固定在壳头4内，防止卡簧2在工作过程在松动，影响正常的工作。

在本实施例中，所述弹簧座5上端设有第一弹簧槽，所述重力锤9下端设有第二弹簧槽，所述弹击弹簧6的两端分别固定在第一弹簧槽和第二弹簧槽上。

在本实施例中，所述重力锤9的上端设有挂钩槽，所述挂钩11为弧形挂钩，弧形挂钩的一端设有钩部，钩部与挂钩槽配合，弧形挂钩的另一端与挂钩弹簧12连接。

在本实施例中，所述把手16为T型把手。T型把手可以使用两手操作，操作更省力，工作效率更高。

在本实施例中，所述把手16包括握手杆161和螺纹杆套162，螺纹杆套两端分别与握手杆和所述壳盖15螺纹连接。把手16采用握手杆161和螺纹杆套162的组合方式，根据土遗址掏蚀凹进的尺寸，可以更换不同长度的螺纹套筒，使之能在更狭小的空间使用。

在本实施例中，所述壳头4和所述壳盖15均与所述壳身螺纹连接。连接方式简单，拆装简单，使检查和维修更加方便。

在本实施例中，所述挂钩调位装置14包括螺栓轴141、紧固螺栓142和调整螺栓143，螺栓轴141上端与所述壳盖15螺纹连接，紧固螺栓142和调整螺栓143设置在螺栓轴141上。紧固螺栓142用于使螺栓轴141更好的固定在壳盖上15，调整螺栓143可以微调挂钩11所能达到的最高位置。

本发明一种用于土遗址修复的半自动夯补锤的工作原理：

工人握住把手16，提起半自动夯补锤到一定高度，一般300mm左右即可，然后让半自动夯补锤自由下落，弹击头1撞击待夯土体17，弹击头1的撞击力作用在待夯土体17上后，待夯土体17也会对弹击头1有反作用力，在反作用力的作用下，缓冲弹簧3压缩，然后缓冲弹簧3又开始恢复、伸长，转为弹力作用在导向杆7上，推动导向杆7向上运动，导向杆7的顶端碰到法兰10的底端，推动法兰10压缩压缩弹簧13，在一定压缩范围内不会引起挂钩弹簧12的压缩，在这期间重力锤9会随着挂钩11一起向上移动，同时弹击拉簧6拉伸，直到挂钩11上端碰到挂钩调位装置14，挂钩弹簧12才会压缩，这时法兰10右边便会向下移动，法兰10左边便会向上移动，重力锤9和挂钩11脱钩，因为这时弹击拉簧6处于一个最大的拉伸长度，挂钩11脱开重力锤9后在弹击拉簧6的拉力作用下，重力锤9沿导向杆向7弹击头1快速冲击，使弹击头1获得动能，弹击头1获得动能后，一部分能量夯击土体，一部分能量使待夯土体17产生变形后回弹给弹击头1使重力锤9回跳，重力锤9重新挂到挂钩11上，等待下一次操作。因为半自动夯补锤内部的整个工作过程需要2～3秒左右的时间，所以当半自动夯补锤刚接触待夯土体17时，需暂停2～3秒左右的时间。

参照图3-5，一种用于土遗址修复的夯补方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、在待修土遗址18根部空间19，铺上一层土体17，因为这时空间足够大的地方，只要工人握住把手16，提起半自动夯补锤，然后让半自动夯补锤自由下落，弹击头1撞击在待修土遗址18根部的待夯土体17上，待夯土体17上对弹击头1的反作用力，使半自动夯补锤工作，半自动夯补锤会自动夯击待夯土体17一次，然后再提起半自动夯补锤，进行下一次操作；

A2、当待修土遗址18根部夯补完好后，只剩下待修土遗址18上部狭小未夯补空间20，这时需要在待修土遗址18旁边搭设脚手架21，并在脚手架21上搭设调整架22，调整架22的位置与待修土遗址18上部狭小未夯补空间20相对应；

A3、将半自动夯补锤架在调整架22上，在未夯补空间铺上土体17，人工握住把手16，将半自动夯补锤推向上部狭小未夯补空间20的待夯土体17，过程中根据需要不断调节调整架22的高度和角度，直到夯补完为止。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于土遗址修复的半自动夯补锤，其特征在于，包括弹击头(1)、卡簧(2)、缓冲弹簧(3)、壳头(4)、弹簧座(5)、弹击弹簧(6)、导向杆(7)、壳身(8)、重力锤(9)、法兰(10)、挂钩(11)、挂钩弹簧(12)、压缩弹簧(13)、挂钩调位装置(14)、壳盖(15)和把手(16)，壳头(4)和壳盖(15)分别设置在壳身(8)的两端，卡簧(2)设置在壳头(4)内，壳头(4)上设有弹击头孔(41)，弹击头(1)套在弹击头孔(41)内，弹击头(1)的尾端设有凹槽(11)，缓冲弹簧(3)设置在凹槽(11)内，弹簧座(5)、弹击弹簧(6)和重力锤(9)套在导向杆(7)外，弹簧座(5)与弹击头(1)固定连接，弹簧座(5)通过弹击弹簧(6)与重力锤(9)连接，法兰(10)设置在重力锤(9)上方，导向杆(7)下端缓冲弹簧(3)接触，导向杆(7)上端与法兰(10)接触，法兰(10)通过挂钩弹簧(12)与挂钩(11)连接，压缩弹簧(13)设置在法兰(10)和壳盖(15)之间，压缩弹簧(13)下端与法兰(10)连接，挂钩调位装置(14)设置在壳盖(15)下端上，用于调节挂钩(11)到达的最高位置，把手(16)与壳盖(15)连接。

2.如权利要求1所述的用于土遗址修复的半自动夯补锤，其特征在于，所述弹击头(1)下端为弧形头。

3.如权利要求1所述的用于土遗址修复的半自动夯补锤，其特征在于，所述壳头(4)内设有卡簧槽(42)，所述卡簧(2)设置在卡簧槽内(42)。

4.如权利要求1所述的用于土遗址修复的半自动夯补锤，其特征在于，所述弹簧座(5)上端设有第一弹簧槽，所述重力锤(9)下端设有第二弹簧槽，所述弹击弹簧(6)的两端分别固定在第一弹簧槽和第二弹簧槽上。

5.如权利要求1所述的用于土遗址修复的半自动夯补锤，其特征在于，所述重力锤(9)的上端设有挂钩槽，所述挂钩(11)为弧形挂钩，弧形挂钩的一端设有钩部，钩部与挂钩槽配合，弧形挂钩的另一端与挂钩弹簧(12)连接。

6.如权利要求1-5中任一项所述的用于土遗址修复的半自动夯补锤，其特征在于，所述把手(16)为T型把手。

7.如权利要求6所述的用于土遗址修复的半自动夯补锤，其特征在于，所述把手(16)包括握手杆(161)和螺纹杆套(162)，螺纹杆套(162)两端分别与握手杆(161)和所述壳盖(15)螺纹连接。

8.如权利要求1所述的用于土遗址修复的半自动夯补锤，其特征在于，所述壳头(4)和所述壳盖(15)均与所述壳身螺纹连接。

9.如权利要求1所述的用于土遗址修复的半自动夯补锤，其特征在于，所述挂钩调位装置(14)包括螺栓轴(141)、紧固螺栓(142)和调整螺栓(143)，螺栓轴(141)上端与所述壳盖(15)螺纹连接，紧固螺栓(142)和调整螺栓(143)设置在螺栓轴(141)上。

10.一种用于土遗址修复的夯补方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、在待修土遗址(18)根部空间(19)，铺上一层土体(17)，因为这时空间足够大的地方，只要工人握住把手(16)，提起半自动夯补锤，然后让半自动夯补锤自由下落，弹击头(1)撞击在待修土遗址(18)根部的待夯土体(17)上，待夯土体(17)上对弹击头(1)的反作用力，使半自动夯补锤工作，半自动夯补锤会自动夯击待夯土体(17)一次，然后再提起半自动夯补锤，进行下一次操作；

A2、当待修土遗址(18)根部夯补完好后，只剩下待修土遗址(18)上部狭小未夯补空间(20)，这时需要在待修土遗址(18)旁边搭设脚手架(21)，并在脚手架(21)上搭设调整架(22)，调整架(22)的位置与待修土遗址(18)上部狭小未夯补空间(20)相对应；

A3、将半自动夯补锤架在调整架(22)上，在上部狭小未夯补空间(20)铺上土体(17)，人工握住把手(16)，将半自动夯补锤推向上部狭小未夯补空间(20)的待夯土体(17)，过程中根据需要不断调节调整架(22)的高度和角度，直到夯补完为止。