CN109112976A - 一种拱脚维修装置及实现拱脚多自由度变位的维修方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种拱脚维修装置及实现拱脚多自由度变位的维修方法

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)；

4）、调整拱脚维修装置的滚轮位置：根据需要实现的拱脚变位形式，调整拱脚维修装置的滚轮，使得所述拱脚维修装置的至少部分滚轮抵接于对应的所述剖切平面；

5）、对拱脚分离体移动方向前方的混凝土进行切除，取出被切除的混凝土；

6）、再次调整拱脚维修装置的滚轮位置：至少部分滚轮推动或者跟随所述拱脚分离体移动；

7）、拱脚分离体移动到位后，降低拱脚维修装置的全部滚轮，并取出拱脚维修装置；

8）、在拱脚分离体的周围灌注混凝土。

进一步地，所述步骤7）中，在拱脚分离体移动到位后，在至少部分所述空的矩形槽中放置用于对所述拱脚分离体进行定位的定位块。

进一步地，所述步骤4）中，当所述拱脚进行横向平移时，分布在垂直于桥梁纵向的平面和水平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的横向滚轮抵接于对应的剖切平面，分布在垂直于桥梁横向的平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的全部滚轮均抵接于对应的剖切平面；

当所述拱脚进行纵向平移时，分布在垂直于桥梁横向的平面和水平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的纵向滚轮抵接于对应的剖切平面，分布在垂直于桥梁纵向的平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的全部滚轮均抵接于对应的剖切平面；

当所述拱脚进行竖向平移时，分布在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内的拱脚维修装置的竖向滚轮抵接于对应的剖切平面，分布在水平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的全部滚轮均抵接于对应的剖切平面。其中，需要说明的是：横向滚轮是指可以沿着横向滚动的滚轮（滚轮平面平行于横向），纵向滚轮是指可以沿着纵向滚动的滚轮（滚轮平面平行于纵向），竖向滚轮是指可以沿着竖向滚动的滚轮（滚轮平面平行于竖向）。

进一步地，所述步骤4）中，当所述拱脚进行绕横向旋转运动时，分布在垂直于桥梁纵向的平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的竖向滚轮抵接于对应的剖切平面，分布在水平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的纵向滚轮抵接于对应的剖切平面；

当所述拱脚进行绕纵向旋转运动时，分布在垂直于桥梁横向的平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的竖向滚轮抵接于对应的剖切平面，分布在水平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的横向滚轮抵接于对应的剖切平面；

当所述拱脚进行绕竖向旋转运动时，分布在垂直于桥梁纵向的平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的横向滚轮抵接于对应的剖切平面，分布在垂直于桥梁横向的平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的纵向滚轮抵接于对应的剖切平面。

本发明的技术效果在于，多个支撑结构自由组合形成拱脚维修装置，构造简单，灵活多变，操作方便，适应性强，便于拱脚维修装置的整理储存；采用该拱脚维修装置的拱脚维修方法能够实现拱脚多自由度变位，适应地基基础沉降、变形，可在服役拱桥的拱脚维修中推广应用。

附图说明

图1为本发明拱脚维修装置的支撑结构的整体示意图、剖面图和分解示意图；

图2（a）为本发明拱脚维修装置的组合示意图；

图2（b）为本发明拱脚维修装置的支撑结构连接示意图；

图2（c）为本发明拱脚维修装置的支撑结构连接透视图；

图3（a）为拱脚位置开设矩形槽和剖切平面的示意图；

图3（b）为拱脚位置开设矩形槽和剖切平面的透视图；

图4（a）为在拱脚的底部放入拱脚维修装置的示意图。

图4（b）为在拱脚的背部放入拱脚维修装置的示意图。

图4（c）为在拱脚的侧面放入拱脚维修装置的示意图。

图5为拱脚横向平移的示意图和各个位置的拱脚维修装置的滚轮工作示意图。

图6为拱脚纵向平移的示意图和各个位置的拱脚维修装置的滚轮工作示意图。

图7为拱脚竖向平移的示意图和各个位置的拱脚维修装置的滚轮工作示意图。

图8为拱脚绕横轴旋转的示意图和各个位置的拱脚维修装置的滚轮工作示意图。

图9为拱脚绕纵轴旋转的示意图和各个位置的拱脚维修装置的滚轮工作示意图。

图10为拱脚绕竖轴旋转的示意图和各个位置的拱脚维修装置的滚轮工作示意图。

图中：1-基座、2-液压千斤顶、3-滚轮、4-滚轮支撑座、5-连接杆、6-插销、7-基座支撑座、8-竖直插销孔、9-矩形连接孔、10-矩形槽、11-剖切平面、12-拱脚分离体、13-定位块、14-中心轴、15-轴部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

参见图1-2，一种拱脚维修装置，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1、设置在基座1上表面的两个基座支撑座7、液压千斤顶2、滚轮3和滚轮支撑座4，所述基座1为长与宽相等的长方体，所述基座1上设置有贯穿所述基座1四个侧面的通孔，通孔同时也与基座1的上表面贯通，基座支撑座7上设置有竖直的导向槽，滚轮支撑座4呈U型且位于两个基座支撑座7之间，两个基座支撑座7可以对滚轮支撑座4起到一定的导向作用，滚轮3转动支撑在滚轮支撑座4中，滚轮3的中心轴14的两端分别位于两个导向槽中，滚轮3所在的平面平行于基座1的侧面，液压千斤顶2设置在基座1内且液压千斤顶2的顶部抵接于滚轮支撑座4的底部，液压千斤顶2的下部位于基座1的通孔中。其中，滚轮3所在的平面是指垂直于滚轮3的中心轴的平面，滚轮的中心轴14可与滚轮固定连接，也可以是转动连接。拱脚维修装置的主要作用是调整滚轮的位置（高度）以实现对拱脚的支撑，详细使用方法见下文。该基座1的通孔用于放置液压千斤顶和布置液压千斤顶的油压管路，由于基座的四个侧面均与通孔连通，因此当多个支撑结构沿着直线组合在一起时，油压管路始终可以沿着该直线布置在支撑结构的基座1内部，有利于保护液压管路，确保液压千斤顶的使用稳定性。拱脚维修装置使用时，可以根据具体的需要来控制各个支撑结构的液压千斤顶2升降，液压千斤顶2上升时推动滚轮支撑座4，滚轮支撑座4在两个基座支撑座7的导向下，滚轮3的中心轴在基座支撑座7的导向槽的导向下，滚轮支撑座4稳定地上升，滚轮3可相对于滚轮支撑座4转动。

优选地，滚轮3的两侧具有轴部15，轴部15通过轴承设置在滚轮支撑座4上。中心轴同时穿过滚轮和轴部，滚轮3通过轴承设置滚轮支撑座4上，可降低滚轮3的转动阻力，轴部的设置使得滚轮能够承受液压千斤顶传递的较大的力。

优选地，基座1的四个角部均设置有竖直插销孔8，基座1的四个角部的侧面不同高度上设置有矩形连接孔9，矩形连接孔9与竖直插销孔8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5相连，所述连接杆5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9中，竖直插销孔8中的插销6穿过所述连接杆5的圆形通孔。通过上述连接方式，能够实现相邻支撑结构的自由组合连接，简单可靠。为了确保插销6在使用过程中不脱落，可以在插销的顶部开设防落孔（未图示），安全钢丝穿过防落孔将插销6固定在基座1上。

优选地，相邻两个支撑结构的滚轮3的中心轴相互垂直。如此设置可以确保不同位相的滚轮能够均匀分布，使得拱脚维修装置的滚轮可在不同的方向上滑动，便于对拱脚提供不同方向的移动，实现拱脚的多自由度变位。

基于同一发明构思，本发明还提供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10：在拱脚的周围开设矩形槽10，所述矩形槽10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10靠近拱脚的平面进行平面剖切，开设至少四个剖切平面11得到拱脚分离体12；图3中示意出了四个剖切平面11，分别是两个拱脚侧面（垂直于桥梁横向的平面）、一个拱脚背面（垂直于桥梁纵向的平面）和一个拱脚底面（水平面），这四个平面相互连接分割出拱脚分离体12，拱脚分离体12与桥梁基础实现分离；需要说明的是，也可以利用5个剖切平面11来形成拱脚分离体12，相比于4个剖切平面11可以增加一个与拱脚背部平面相平行的拱脚前部剖切平面（未图示）；

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)；

4）、调整拱脚维修装置的滚轮位置：根据需要实现的拱脚变位形式，调整拱脚维修装置的滚轮3，使得拱脚维修装置的至少部分滚轮3抵接于所述剖切平面11；

5）、对拱脚分离体移动方向前方的混凝土进行切除，取出被切除的混凝土；

6）、再次调整拱脚维修装置的滚轮位置：至少部分滚轮3推动或者跟随所述拱脚分离体12移动；

7）、拱脚分离体12移动到位后，降低拱脚维修装置的全部滚轮3，并取出拱脚维修装置；

8）、在拱脚分离体的周围灌注混凝土。

优选地，所述步骤3）中，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。

优选地，所述步骤7）中，在拱脚分离体12移动到位后，在至少部分所述空的矩形槽中放置用于对所述拱脚分离体12进行定位的定位块13。

下面对拱脚的具体变位方式进行详细的介绍。

实际工程中，拱脚随地基基础沉降、变形而偏离原设计位置，当需要将变位拱脚调整至原设计位置，任何形式的变位均可分解为如下六种基本变位方式：沿拱桥的横向、纵向、竖向的平移以及绕横轴、纵轴、竖轴的旋转。

拱桥拱脚维修方法主要包括如下八个基本步骤：开设矩形槽、平面剖切、放置拱脚维修装置、调整拱脚维修装置的滚轮的升降、放置定位块、降低拱脚维修装置所有滚轮、取出拱脚维修装置、灌注混凝土。下面对如何实现这六种基本变位进行说明。

开设矩形槽、平面剖切和放置拱脚维修装置的方法对六种基本变位情况均相同。如图3所示，开设矩形槽和平面剖切用于得到拱脚分离体12，剖切平面与矩形槽靠近拱脚的平面重叠；采用这种方式进行剖切，一方面在开设矩形槽10的基础上便于平面剖切，另一方面，在后续移动拱脚分离体12，需要移除部分混凝土时，能够利用矩形槽10进行混凝土移除，有利于提高施工效率。放置拱脚维修装置的方法图4所示，拱脚维修装置间隔放置在矩形槽10内，相邻两个拱脚维修装置之间预留一个空的矩形槽10。（注：本发明均用桥梁的横向、纵向、竖向表示方向。考虑到任意两个不平行的方向即可确定一个平面，以下叙述中的平面统一用横向、纵向、竖向来表述，即拱脚底面（水平面）仅有横向和纵向滚轮，拱脚背面（垂直于桥梁纵向的平面）仅有横向和竖向滚轮，拱脚侧面（垂直于桥梁横向的平面）仅有竖向和纵向滚轮；横向滚轮是指可以沿着横向滚动的滚轮（滚轮平面平行于横向），纵向滚轮是指可以沿着纵向滚动的滚轮（滚轮平面平行于纵向），竖向滚轮是指可以沿着竖向滚动的滚轮（滚轮平面平行于竖向。）

（1）横向平移

在开设矩形槽、平面剖切和放置拱脚维修装置完成之后，首先，拱脚底部拱脚维修装置的所有横向滚轮（图5a）、拱脚背部拱脚维修装置的所有横向滚轮（图5b）和拱脚两侧面拱脚维修装置的所有滚轮（图5c）升起顶住拱脚分离体；其次，在横向平移方向的前方，对拱脚侧面的混凝土再进行平面剖切（图5d），剖切厚度等于所需横向平移距离大小，在拱脚分离体被顶住的状态下，将剖切混凝土取出；然后，拱脚底部和拱脚背部的拱脚维修装置的所有横向滚轮保持位置不变，未剖切侧面的拱脚维修装置的所有滚轮顶推拱脚分离体，已剖切侧面的拱脚维修装置的所有滚轮相应地进行回缩直到拱脚分离体被顶推到位；再者，在顶推一侧的预留矩形槽内放入定位块13（图5e）以固定拱脚分离体；最后，下降所有拱脚维修装置的滚轮，取出所有拱脚维修装置，在所有矩形槽内以及拱脚分离体周围灌注混凝土。需要说明的是，图5示意的是4个剖切平面的情况，在5个剖切平面情况下，拱脚前部剖切平面处的拱脚维修装置的操作与拱脚背部的拱脚维修装置的操作完全相同。

（2）纵向平移

在开设矩形槽、平面剖切和放置拱脚维修装置完成之后，拱脚底部拱脚维修装置的所有纵向滚轮（图6a）、拱脚背部拱脚维修装置的所有滚轮（图6b）和拱脚两侧面拱脚维修装置的所有纵向滚轮（图6c）升起顶住拱脚分离体。

若拱脚分离体需要向桥跨靠拢（图6d），则不需要剖切拱脚背部混凝土。拱脚底部和拱脚两侧面的拱脚维修装置的所有纵向滚轮保持位置不变，拱脚背部拱脚维修装置的所有滚轮顶推拱脚分离体直到指定位置；在拱脚背部的预留矩形槽内放入定位块（图6e）以固定拱脚分离体；最后，下降所有拱脚维修装置的滚轮，取出所有拱脚维修装置，在所有矩形槽内灌注混凝土。

若拱脚分离体需要远离桥跨，对拱脚背部的混凝土再进行平面剖切（图6f），剖切厚度等于所需纵向平移距离大小，在拱脚分离体被顶住的状态下，将剖切混凝土取出；然后，拱脚底部和拱脚两侧面的拱脚维修装置的所有纵向滚轮保持位置不变，拱脚背部拱脚维修装置的所有滚轮逐渐回缩直到拱脚分离体抵达指定位置（滚轮跟随着拱脚分离体移动）；最后，下降所有拱脚维修装置的滚轮，取出所有拱脚维修装置，在所有矩形槽内灌注混凝土。

（3）竖向平移

在开设矩形槽、平面剖切和放置拱脚维修装置完成之后，拱脚底部拱脚维修装置的所有滚轮（图7a）、拱脚背部拱脚维修装置的所有竖向滚轮（图7b）和拱脚两侧面拱脚维修装置的所有竖向滚轮（图7c）升起顶住拱脚分离体。

若拱脚分离体需要竖直向上平移（图7d），则不需要剖切拱脚底部混凝土。拱脚背部和拱脚两侧面的拱脚维修装置的所有竖向滚轮保持位置不变，拱脚底部拱脚维修装置的所有滚轮顶推拱脚分离体直到指定位置；在拱脚底部的预留矩形槽内放入定位块（图7e）以固定拱脚分离体；最后，下降所有拱脚维修装置的滚轮，取出所有拱脚维修装置，在所有矩形槽内灌注混凝土。

若拱脚分离体需要竖直向下平移，对拱脚底部的混凝土再进行平面剖切（图7f），剖切厚度等于所需竖向平移距离大小，在拱脚分离体被顶住的状态下，将剖切混凝土取出；然后，拱脚背部和拱脚两侧面的拱脚维修装置的所有竖向滚轮保持位置不变，拱脚底部拱脚维修装置的所有滚轮逐渐回缩直到拱脚分离体抵达指定位置；最后，下降所有拱脚维修装置的滚轮，取出所有拱脚维修装置，在所有矩形槽内灌注混凝土。

（4）绕横轴旋转

在开设矩形槽、平面剖切和放置拱脚维修装置完成之后，首先，拱脚底部拱脚维修装置的所有纵向滚轮（图8a）、拱脚背部拱脚维修装置的所有竖向滚轮（图8b）和拱脚两侧面拱脚维修装置的所有纵向滚轮（或所有竖向滚轮或全部滚轮）（图8c）升起顶住拱脚分离体；其次，对拱脚底部和拱脚背部的混凝土再进行平面剖切（图8d），剖切厚度与所需绕横轴旋转角度相适应，在拱脚分离体被顶住的状态下，将剖切混凝土取出；然后，拱脚两侧面拱脚维修装置的所有纵向滚轮（或所有竖向滚轮或全部滚轮）保持位置不变，拱脚底部拱脚维修装置的所有纵向滚轮与拱脚背部拱脚维修装置的所有竖向滚轮根据拱脚分离体旋转方向对拱脚分离体进行顶推或回缩（图8e），直到拱脚分离体被顶推到位；再者，在拱脚底部和拱脚背部的预留矩形槽内放入定位块以固定拱脚分离体，定位块大小等于对应的预留矩形槽至拱脚分离体的间隙的大小；最后，下降所有拱脚维修装置的滚轮，取出所有拱脚维修装置，在所有矩形槽内灌注混凝土。需要说明的是：在拱脚两侧面可以不放置拱脚维修装置。

（5）绕纵轴旋转

在开设矩形槽、平面剖切和放置拱脚维修装置完成之后，首先，拱脚底部拱脚维修装置的所有横向滚轮（图9a）、拱脚背部拱脚维修装置的所有竖向滚轮（或所有横向滚轮或全部滚轮）（图9b）和拱脚两侧面拱脚维修装置的所有竖向滚轮（图9c）升起顶住拱脚分离体；其次，对拱脚底部和拱脚两侧面的混凝土进行平面剖切（图9d），剖切厚度与所需绕纵轴旋转角度相适应，在拱脚分离体被顶住的状态下，将剖切混凝土取出；然后，拱脚背部拱脚维修装置的所有竖向滚轮（或所有横向滚轮或全部滚轮）保持位置不变，拱脚底部拱脚维修装置的所有横向滚轮与拱脚两侧面拱脚维修装置的所有竖向滚轮根据拱脚分离体旋转方向对拱脚分离体进行顶推（图9e），直到拱脚分离体被顶推到位；再者，在拱脚底部和拱脚两侧面的预留矩形槽内放入定位块以固定拱脚分离体，定位块大小等于对应的预留矩形槽至拱脚分离体的间隙的大小；最后，下降所有拱脚维修装置的滚轮，取出所有拱脚维修装置，在所有矩形槽内灌注混凝土。需要说明的是：在拱脚背部可以不放置拱脚维修装置。

（6）绕竖轴旋转

在开设矩形槽、平面剖切和放置拱脚维修装置完成之后，首先，拱脚底部拱脚维修装置的所有横向滚轮（或所有纵向滚轮或全部滚轮）（图10a）、拱脚背部拱脚维修装置的所有横向滚轮（图10b）和拱脚两侧面拱脚维修装置的所有纵向滚轮（图10c）升起顶住拱脚分离体；其次，对拱脚背部和拱脚两侧面的混凝土再进行平面剖切（图8d），剖切厚度与所需绕竖轴旋转角度相适应，在拱脚分离体被顶住的状态下，将剖切混凝土取出；然后，拱脚底部拱脚维修装置的所有横向滚轮（或所有纵向滚轮或全部滚轮）保持位置不变，拱脚背部拱脚维修装置的所有横向滚轮与拱脚两侧面拱脚维修装置的所有纵向滚轮根据拱脚分离体旋转方向对拱脚分离体进行顶推（图10e），直到拱脚分离体被顶推到位；再者，在拱脚背部和拱脚两侧面的预留矩形槽内放入定位块以固定拱脚分离体，定位块大小等于对应的预留矩形槽至拱脚分离体的间隙大小；最后，下降所有拱脚维修装置的滚轮，取出所有拱脚维修装置，在所有矩形槽内灌注混凝土。需要说明的是：在拱脚底部可以不放置拱脚维修装置。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，上文中出现的“上”、“下”字样，仅表示与附图本身的上、下方向一致，并不对结构起限定作用。本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种拱脚维修装置，其特征在于：包括若干个沿直线组合在一起的支撑结构，所述支撑结构包括基座(1)、设置在所述基座(1)上表面的两个基座支撑座(7)、液压千斤顶(2)、滚轮(3)和滚轮支撑座(4)，所述基座(1)为长与宽相等的长方体，所述基座(1)上设置有贯穿所述基座四个侧面的通孔，所述的两个基座支撑座(7)上设置有竖直的导向槽，所述滚轮支撑座(4)呈U型且位于两个所述基座支撑座(7)之间，所述滚轮(3)转动支撑在所述滚轮支撑座(4)中，所述滚轮(3)的中心轴(14)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(1)的侧面，所述液压千斤顶(2)设置在所述基座(1)内且所述液压千斤顶(2)的顶部抵接于所述滚轮支撑座(4)的底部。

2.根据权利要求1所述的一种拱脚维修装置，其特征在于，所述滚轮(3)的两侧具有轴部(15)，所述轴部通过轴承设置在所述滚轮支撑座(4)上。

3.根据权利要求1所述的一种拱脚维修装置，其特征在于，所述基座(1)的四个角部均设置有竖直插销孔(8)，所述基座(1)的四个角部的侧面不同高度上设置有矩形连接孔(9)，所述矩形连接孔(9)与所述竖直插销孔(8)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(5)相连，所述连接杆(5)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(9)中，竖直插销孔(8)中的插销(6)穿过所述连接杆(5)的圆形通孔。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种拱脚维修装置，其特征在于，相邻两个支撑结构的滚轮(3)的中心轴相互垂直。

5.一种实现拱脚多自由度变位的维修方法，其采用权利要求1-4任意一项所述的拱脚维修装置，具体包括以下步骤：

1)、开设矩形槽(10)：在拱脚的周围开设矩形槽(10)，所述矩形槽(10)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(11)得到拱脚分离体(12)；

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预留一个空的矩形槽(10)；

4)、调整拱脚维修装置的滚轮位置：根据需要实现的拱脚变位形式，调整拱脚维修装置的滚轮(3)，使得所述拱脚维修装置的至少部分滚轮(3)抵接于对应的所述剖切平面(11)；

5)、对拱脚分离体(12)移动方向前方的混凝土进行切除，取出被切除的混凝土；

6)、再次调整拱脚维修装置的滚轮位置：至少部分滚轮(3)推动或者跟随所述拱脚分离体(12)移动；

7)、拱脚分离体(12)移动到位后，降低拱脚维修装置的全部滚轮(3)，并取出拱脚维修装置；

8)、在拱脚分离体(12)的周围灌注混凝土。

6.根据权利要求5所述的维修方法，其特征在于，所述步骤7)中，在拱脚分离体(12)移动到位后，在至少部分所述空的矩形槽(10)中放置用于对所述拱脚分离体(12)进行定位的定位块(13)。

7.根据权利要求5所述的维修方法，其特征在于，所述步骤4)中，当所述拱脚进行横向平移时，分布在垂直于桥梁纵向的平面和水平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的横向滚轮抵接于对应的剖切平面，分布在垂直于桥梁横向的平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的全部滚轮均抵接于对应的剖切平面；

当所述拱脚进行纵向平移时，分布在垂直于桥梁横向的平面和水平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的纵向滚轮抵接于对应的剖切平面，分布在垂直于桥梁纵向的平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的全部滚轮均抵接于对应的剖切平面；

当所述拱脚进行竖向平移时，分布在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内的拱脚维修装置的竖向滚轮抵接于对应的剖切平面，分布在水平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的全部滚轮均抵接于对应的剖切平面。

8.根据权利要求5所述的维修方法，其特征在于，所述步骤4)中，当所述拱脚进行绕横向旋转运动时，分布在垂直于桥梁纵向的平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的竖向滚轮抵接于对应的剖切平面，分布在水平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的纵向滚轮抵接于对应的剖切平面；

当所述拱脚进行绕纵向旋转运动时，分布在垂直于桥梁横向的平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的竖向滚轮抵接于对应的剖切平面，分布在水平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的横向滚轮抵接于对应的剖切平面；

当所述拱脚进行绕竖向旋转运动时，分布在垂直于桥梁纵向的平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的横向滚轮抵接于对应的剖切平面，分布在垂直于桥梁横向的平面内的矩形槽内的拱脚维修装置的纵向滚轮抵接于对应的剖切平面。