CN110318559B - 一种文物建筑抢险加固装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种文物建筑抢险加固装置和方法，包括用钢管及扣件搭建的钢管支撑结构体系；钢管支撑结构体系包括竖向支撑结构和横向支撑结构；所述竖向支撑结构包括钢管立杆，其顶部设有螺旋顶撑用于支撑建筑物的屋面或楼面；所述横向支撑结构包括位于建筑物内部的钢管横杆，所述钢管横杆两端也设有螺旋顶撑，其用于将建筑物的墙体向外顶撑；所述钢管横杆的下部设有钢拉杆，所述钢拉杆锚固于位于墙体外围的外墙钢立杆上，所述外墙钢立杆上也设有螺旋顶撑，其用于将建筑物的墙体向内顶撑；从而使钢管支撑结构体系形成自平衡体系，确保文物建筑的结构安全。本发明占用空间小，成本低，可逆，具有明显的实用性。

Description

一种文物建筑抢险加固装置及方法

技术领域

本发明涉及一种文物建筑抢险加固装置及方法。

背景技术

文物建筑抢险加固工程，系指文物建筑突发严重危险时，由于时间、技术、经费等条件的限制，不能进行彻底修缮而对文物建筑采取具有可逆性的临时抢险加固措施的工程。一些处于城市密集区的既有建筑，特别是一些文物建筑年久失修，导致文物建筑结构破坏、墙体失稳、变形裂缝等现象时，在最终加固修缮方案出来前，常常采用一些抢险措施来加固文物建筑结构，防止文物建筑出现倒塌险情。

文物建筑抢险加固工程的加固方法有很多，目前常用的方法为：如支顶、牵拉、堵挡、夹墙等加固方法。脚手架外围斜撑，即在建筑外围搭设脚手架及斜撑，利用外围地面作为支撑持力点。这种常规的抢险加固方法，虽然简单易操作，但存在很明显的局限性和不足。（1）加固系统利用建筑外围地面，占用空间大，对处于城市密集区文物加固局限性较大；（2）分层传递荷载，结构薄弱点多，整体稳定性差；（3）建筑结构受力点均布置脚手架，建筑内、外侧脚手架采用较多，成本较大；（4）搭设大量的脚手架，需要耗费的工期较长。这类加固方法既没有程序且杂乱无章，受力不明确，加固方法不成体系。因此，有必要设计一种新的加固方法，在不占据较大空间的情况下达到有效抢险加固文物建筑，并解决上述的问题。本发明装置和方法受力合理，整体稳定性好；方法简单，用料少，工期短，造价低；且不破坏文物建筑的本体结构，特别是做到了完全可逆，确保文物建筑的结构安全，不影响文物建筑的整体稳定性和美观性。使整个建筑结构的横竖向荷载形成自平衡体系，确保文物建筑的整体结构安全。

发明内容

为了克服常规脚手架抢险加固建筑的占用空间大、适用局限性、整体稳定性差、工期长、费用高等缺点，本发明提供一种文物建筑抢险加固装置及方法，采用钢管及扣件在建筑内部搭建成钢管支撑结构体系，采用拉杆及螺旋顶撑建立自平衡体系，将文物建筑加固成安全的结构整体。具体技术方案如下：

一种文物建筑抢险加固装置，其特征在于：包括用钢管及扣件搭建的钢管支撑结构体系，所述钢管支撑结构体系包括竖向支撑结构和横向支撑结构；所述竖向支撑结构包括钢管立杆，其顶部设有螺旋顶撑用于支撑建筑物的屋面或楼面；所述横向支撑结构包括位于建筑物内部的钢管横杆，所述钢管横杆两端也设有螺旋顶撑，其用于将建筑物的墙体向外顶撑；所述钢管横杆的下部设有钢拉杆，所述钢拉杆锚固于墙体外围的外墙钢立杆上，所述外墙钢立杆上也设有螺旋顶撑，其用于将建筑物的墙体向内顶撑。

前述的文物建筑抢险加固装置，所述钢管立杆顶部的螺旋顶撑与屋面或楼面之间设有木垫块，其底部设有钢垫块；所述钢管横杆两端的螺旋顶撑及外墙钢立杆上的螺旋顶撑与墙面接触处也均设有木垫块。

优选的，前述的文物建筑抢险加固装置，所述钢管立杆支承在文物建筑的檀条上，钢管立杆之间的距离为1.0～1.5m。

优选的，前述的文物建筑抢险加固装置，所述钢立杆与墙体之间的螺旋顶撑沿高度方向之间的距离不大于1.5m。

优选的，前述的文物建筑抢险加固装置，所述木垫块规格为400mm×200mm×50mm。

前述的文物建筑抢险加固装置，所述钢拉杆紧贴钢管横杆及木垫块下部设置，其穿过墙孔或门窗洞后通过钢拉杆锚固件固定于墙体外围的外墙钢立杆上。所述钢拉杆优选用型号为φ16的钢筋，当所述钢拉杆长度大于10m时，在其中部设置钢拉杆收紧器。进一步优选的，所述钢拉杆收紧器为花蓝螺栓，且其规格比钢拉杆的规格大一级。

前述的文物建筑抢险加固装置，加固的建筑物为多层建筑时，用于支撑上层建筑楼面的钢管立杆与用于支撑下层建筑楼板的钢管立杆位于同一竖直轴线上。

使用前述的文物建筑抢险加固装置，对文物建筑抢险加固包括的步骤如下：

1）勘测设计：实地勘测需要抢险加固的文物建筑，根据勘测结果，设计加固方案，确定所需钢管、扣件及其他加固材料及用量；确定支撑的距离及其它参数。

2）设置竖向支撑结构：根据步骤1）中勘测结果，在建筑内部设置钢管立杆，其下端立于地面或楼板上，其上端通过螺旋顶撑加木垫块与建筑物的屋面或楼面相接，用于承担建筑竖向结构的荷载，形成竖向自平衡体系。

3）设置横向支撑结构：根据步骤1）中勘测结果，在建筑内部设置钢管横杆，所述钢管横杆两端通过螺旋顶撑加木垫块将文物建筑的墙体向外顶撑；并在墙体的外围设置外墙钢立杆，在紧贴钢管横杆下部设置钢拉杆，所述钢拉杆两端穿过墙孔或门窗洞后通过钢拉杆锚固件锚固在外墙钢立杆上，在所外墙钢立杆与墙体之间也设有螺旋顶撑加木垫块结构将文物建筑的墙体向内顶撑；从而抵消建筑体的横向荷载，形成横向自平衡体系。

4）调整加固：最后调整步骤2）、3）中的螺旋顶撑，及钢拉杆中部的钢拉杆收紧器，使文物建筑的横向竖向形成加固体系进一步稳固，使整个文物建筑结构的横竖向荷载形成自平衡体系，保证加固装置系统及文物建筑结构的整体稳定及安全。

本发明的有益效果是：

本发明采用钢管及扣件搭建的钢管支撑结构体系，将文物建筑加固成安全的结构整体。竖向采用钢管立杆承担文物建筑屋面或楼面的荷载，横向采用钢管横杆、钢拉杆和墙体外墙钢立杆既撑又拉抵消文物建筑的横向荷载，达到横、竖向静力平衡，形成稳定的自平衡体系，从而加固文物建筑的各部分结构。

与现有抢险加固方法相比，本发明有以下几点效益效果：（1）仅在建筑墙体外围紧贴墙面设置一排钢立杆，占用空间小；（2）采用自平衡体系，装置受力合理，受力薄弱点少，整体稳定性较好；（3）工艺简单，用料较少，工期短，造价低；（4）可广泛适用于木结构、砖木结构、砖石结构、砖混结构、砖砌结构、石砌结构、钢混结构等结构的文物建筑抢险加固，应用范围广；（5）具有可逆性，仅在钢拉杆位置钻孔，后期可恢复，不影响整体稳定性和美观性，不破坏文物建筑的本体结构，特别是做到了，确保文物建筑的结构安全，不影响文物建筑的整体稳定性和美观性。本发明的文物建筑抢险加固装置和方法在文物建筑抢险加固工程中，具有明显的实用性。

附图说明

图1为本发明文物建筑抢险加固装置的平面图；

图2为本发明预文物建筑抢险加固装置的剖面图；

图3为本发明预文物建筑抢险加固装置局部结构放大图。

图中：1、屋面或楼面；2、墙体；3、木垫块；4、檀条；5、螺旋顶撑；6、钢拉杆；7、钢拉杆锚固件；8、钢拉杆收紧器；9、钢管立杆；10、钢管横杆；11、钢垫块；12、外墙钢立杆。

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。具体实施例如下：

一种文物建筑抢险加固装置，其特征在于：包括用钢管及扣件搭建的钢管支撑结构体系，所述钢管支撑结构体系包括竖向支撑结构和横向支撑结构；所述竖向支撑结构包括钢管立杆9，其顶部设有螺旋顶撑5用于支撑建筑物的屋面或楼面1；所述横向支撑结构包括位于建筑物内部的钢管横杆10，所述钢管横杆10两端也设有螺旋顶撑5，其用于将建筑物的墙体2向外顶撑；所述钢管横杆10的下部设有钢拉杆6，所述钢拉杆6锚固于墙体2外围的外墙钢立杆12上，所述外墙钢立杆上12也设有螺旋顶撑5，其用于将建筑物的墙体2向内顶撑。即加固装置达到横、竖向静力平衡，使文物建筑各向形成稳定的自平衡体系，从而加固文物建筑的各部分结构。

本实施例所述的文物建筑抢险加固装置，所述钢管立杆9顶部的螺旋顶撑5与屋面或楼面1之间设有木垫块3，其底部设有钢垫块11；所述钢管横杆10两端的螺旋顶撑5以及外墙钢立杆上12的螺旋顶撑5与墙面接触处也均设有木垫块3。且所述钢管立杆9支承在文物建筑的檀条4上，钢管立杆9之间的距离为1.0～1.5m。所述外墙钢立杆上12与墙体2之间的螺旋顶撑5沿高度方向之间的距离不大于1.5m。优选的，本实施例中所使用的木垫块3规格为400mm×200mm×50mm。

本实施例中，所述钢拉杆6紧贴钢管横杆10及木垫块3下部设置，其穿过墙孔或门窗洞后通过钢拉杆锚固件7固定于墙体2外围的外墙钢立杆12上。所述钢拉杆6优选选用型号为φ16的钢筋，且当钢拉杆6长度大于10m时，在其中部设置钢拉杆收紧器8。该述钢拉杆收紧器8优选使用花蓝螺栓，且其规格比钢拉杆6规格大一级。

另外需要注意的是，本实施例所述的文物建筑抢险加固装置，加固的建筑物为多层建筑时，支撑上层建筑楼面的钢管立杆9与支撑下层建筑楼板的钢管立杆9位于同一竖直轴线上。

使用前述的文物建筑抢险加固装置进行加固的方法，包括步骤如下：

1）勘测设计：实地勘测需要抢险加固的文物建筑，根据勘测结果，设计加固方案，确定所需钢管、扣件及其他加固材料及用量；确定支撑的距离等。

2）设置竖向支撑结构：根据步骤1）中勘测结果，在建筑内部设置钢管立杆9，其下端立于地面或楼板上，其上端通过螺旋顶撑5加木垫块3与建筑物的屋面或楼面1相接，用于承担建筑竖向结构的荷载，形成竖向自平衡体系。优选的，螺旋顶撑5加木垫块3支承在建筑物的檀条9上，钢管立杆9之间的距离为1.0～1.5m。

3）设置横向支撑结构：根据步骤1）中勘测结果，在建筑内部设置钢管横杆10，所述钢管横杆10两端通过螺旋顶撑5加木垫块3将文物建筑的墙体2向外顶撑；并在墙体2的外围设置外墙钢立杆12，在紧贴钢管横杆10下部设置钢拉杆6，所述钢拉杆6两端穿过墙孔或门窗洞后通过钢拉杆锚固件7锚固在外墙钢立杆12上，在所外墙钢立杆12与墙体2之间也设有螺旋顶撑5加木垫块3结构将文物建筑的墙体2向内顶撑；从而抵消建筑体的横向荷载，形成横向自平衡体系。优选的，外墙钢立杆12上螺旋顶撑5沿高度方向之间的距离不大于1.5m。优选的，钢拉杆6的长度大于10mm时，则在钢拉杆6的中部设置钢拉杆收紧器8，该述钢拉杆收紧器8优选使用花蓝螺栓，且其规格比钢拉杆6规格大一级。

4）调整加固：最后调整步骤2）、3）中的螺旋顶撑5，及钢拉杆6中部的钢拉杆收紧器8，使文物建筑的横向竖向形成加固体系进一步稳固，使整个建筑结构的横竖向荷载形成自平衡体系，保证加固装置系统及文物建筑结构的整体稳定及安性。

本加固方法与现有的抢险加固方法相比，具有以下几点效益效果：（1）仅在建筑外围紧贴墙面设置一排外墙钢立杆，占用空间小；（2）采用自平衡体系，受力薄弱点少，整体稳定性较好；（3）工艺简单，用料较少，工期短，造价低；（4）广泛适用于砖木结构、砖混结构、砖砌结构等；（5）具有可逆性，影响小，仅在拉杆位置钻孔，后期可恢复，不影响整体稳定性和美观性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种文物建筑抢险加固方法，其特征在于：采用加固装置进行加固，所述加固装置包括用钢管及扣件搭建的钢管支撑结构体系，所述钢管支撑结构体系包括竖向支撑结构和横向支撑结构；所述竖向支撑结构包括钢管立杆（9），其顶部设有螺旋顶撑（5）用于支撑建筑物的屋面或楼面（1）；所述横向支撑结构包括位于建筑物内部的钢管横杆（10），所述钢管横杆（10）两端也设有螺旋顶撑（5），其用于将建筑物的墙体（2）向外顶撑；所述钢管横杆（10）的下部设有钢拉杆（6），所述钢拉杆（6）锚固于墙体（2）外围的外墙钢立杆（12）上，所述外墙钢立杆（12）上也设有螺旋顶撑（5），其用于将建筑物的墙体（2）向内顶撑；

该文物建筑抢险加固方法，具体包括步骤如下：

1）勘测设计：实地勘测需要抢险加固的文物建筑，根据勘测结果，设计加固方案，确定包括钢管、扣件在内的所需加固材料及用量；确定包括支撑的距离在内的相关参数；

2）设置竖向支撑结构：根据步骤1）中勘测结果，在建筑内部设置钢管立杆（9），其下端立于地面或楼板上，其上端通过螺旋顶撑（5）加木垫块（3）与建筑物的屋面或楼面（1）相接，用于承担建筑竖向结构的荷载，形成竖向自平衡体系；

3）设置横向支撑结构：根据步骤1）中勘测结果，在建筑内部设置钢管横杆（10），所述钢管横杆（10）两端通过螺旋顶撑（5）加木垫块（3）将文物建筑的墙体（2）向外顶撑；并在墙体（2）的外围设置外墙钢立杆（12），在紧贴钢管横杆（10）下部设置钢拉杆（6），所述钢拉杆（6）两端穿过墙孔或门窗洞后通过钢拉杆锚固件（7）锚固在外墙钢立杆（12）上，在所外墙钢立杆（12）与墙体（2）之间也设有螺旋顶撑（5）加木垫块（3）结构将文物建筑的墙体（2）向内顶撑；从而抵消建筑体的横向荷载，形成横向自平衡体系；

4）调整加固：最后调整步骤2）、3）中的螺旋顶撑（5），及钢拉杆（6）中部的钢拉杆收紧器（8），使文物建筑的横向竖向形成加固体系进一步稳固，使整个文物建筑结构的横竖向荷载形成自平衡体系，确保文物建筑结构的整体稳定及安全。

2.根据权利要求1所述的文物建筑抢险加固方法，其特征在于：所述钢管立杆（9）之间的距离为1.0～1.5m。

3.根据权利要求1所述的文物建筑抢险加固方法，其特征在于：所述外墙钢立杆（12）与墙体（2）之间的螺旋顶撑（5）沿高度方向之间的距离不大于1.5m。

4.根据权利要求1所述的文物建筑抢险加固方法，其特征在于：所述木垫块（3）规格为400mm×200mm×50mm。

5.根据权利要求1或4所述的文物建筑抢险加固方法，其特征在于：所述钢拉杆（6）选用型号为φ16的钢筋，所述钢拉杆（6）长度大于10m时，在其中部设置钢拉杆收紧器（8）。

6.根据权利要求5所述的文物建筑抢险加固方法，其特征在于：所述钢拉杆收紧器（8）为花蓝螺栓，其规格比钢拉杆（6）规格大一级。

7.根据权利要求1所述的文物建筑抢险加固方法，其特征在于：抢险加固的文物建筑为多层建筑时，用于支撑上层建筑楼面的钢管立杆（9）与用于支撑下层建筑楼板的钢管立杆（9）位于同一竖直轴线上。