CN111101731B - 一种古建筑木结构整体同步提升方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种古建筑木结构整体提升方法，首先编号拆解非承重构件，根据轴网搭设辅助施工及设备安放的满堂脚手架，脚手架下满铺钢板。在古建筑的梁与柱之间设置剪刀撑，梁柱交接处与柱础处通过对拉螺栓固定角钢进行榫卯节点的加固，剪刀撑与端部角钢、连接件之间通过措施进行固定。在脚手架高层横杆上安装智能电动葫芦，在智能电动葫芦上安装配套的柔性钢吊索。在各进深之间各绑一根钢梁，将柔性钢吊索与钢梁进行牢固绑扎。在柱础处角钢放置无线位移传感器；在榫卯节点附近放置无线应变传感器。传感器和应变传感器测得数据传输入集成控制台，控制各电动葫芦起吊速度实现完成结构整体提升。本发明施工过程采用数字化和信息化判断，更安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于古建筑保护的施工技术领域；尤其涉及一种古建筑木结构整体同步提升方法。
背景技术
当前，在中国现存的建筑遗产中，木构建筑遗产占大多数，其形制、结构、材料、构造、工艺对研究古代先人的聪明智慧、中国优秀传统建筑的科学机理等都具有重要的意义和价值，为实施文化自信国家战略增添新的重要内涵和材料， 因此，对这些珍贵的古建筑木结构进行科学合理的保护，必须是重中之重。古建筑木结构经过漫长的岁月，不可避免地产生材料损伤累计，一旦有强外力作用，这些建筑遗产就存在损毁的风险。此外，由于历史朝代的更迭，城市道路地面不断填高，导致多数古建筑木结构的室内地面显著低于室外地面，这样就会造成雨水的倒灌内涝，极易造成古建筑木结构的腐朽和垮塌，因此，对这些重要建筑遗产进行修缮保护时，需要更合理的修缮施工技术来保护其整体安全。
近年来，建筑整体提升技术有了一定程度的发展，但由于木结构特殊的节点构造，榫卯节点的半刚性使得现有的起吊技术容易对木结构造成局部损伤，或者在起吊过程中由于加速度过快，导致榫卯节点的损伤累计，使得古建筑在后续服役中存在安全隐患。此外，由于当前的起吊技术过多依赖于人的主观把控，容易出现不均匀提升的现象，容易引起过大变形导致结构在提升施工过程中的破坏。综上所述，目前的古建筑木结构整体提升方法还有待进一步研究。
发明内容
技术问题：针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种提升施工过程更加规范、可控、安全性能更好、结构整体稳定性更强的一种古建筑木结构整体提升方法，其施工时间成本较低，因为本发明所用设备的拆卸与安装速度较快；临时加固构件及脚手架使用后可回收，符合绿色、环保和节能施工的要求。
技术方案：本发明采用的技术方案如下：一种古建筑木结构整体提升方法，包括以下步骤：
A) 编号拆解非承重构件。根据轴网搭设辅助施工及设备安放的满堂脚手架，脚手架下满铺钢板。
B)在古建筑的梁与柱之间设置剪刀撑，梁柱交接处与柱础处通过对拉螺栓固定角钢进行榫卯节点的加固，剪刀撑与端部角钢之间通过措施进行固定，剪刀撑与中部连接件之间通过措施进行固定，达到延长剪刀撑杆件长度、提高剪刀撑整体受力稳定性的目的。
C)在脚手架高层横杆上安装智能电动葫芦，在智能电动葫芦上安装配套的柔性钢吊索。
D)在各进深之间各绑一根钢梁，其将起到承托整个木构架的作用。将柔性钢吊索与钢梁进行牢固绑扎。
E)在柱础处角钢放置无线位移传感器，用于监测该处柱子提升距离；在榫卯节点附近放置无线应变传感器，用于监测提升时建筑榫卯节点处的安全状况。
F) 无线位移传感器和无线应变传感器测得数据均传输入集成控制台，根据测试结果，控制各电动葫芦起吊速度，确保各提升点同步起吊，最终在安全状态下完成古建筑木结构整体提升。
优选的，所述非承重构件包括：屋面瓦、外围护墙、内部隔墙、地面铺砖层、门窗。
优选的，所述脚手架的层数应与楼层数相适，且所述脚手架横梁高度约高于楼面1.9m~2.2m左右。
优选的，所述脚手架下满铺钢板，所述钢板的厚度不少于20mm。
优选的，所述剪刀撑可采用角钢或T型钢，肢厚不小于6mm，所述连接件可以选为厚度8mm或10mm的钢板，所述剪刀撑与连接件的固定措施可以为焊接。
优选的，所述智能电动葫个数可以为古建筑“进深数×开间数”，所述智能电动葫芦的起吊速度可以由所述集成控制台控制。
优选的，所述钢梁个数可以为古建筑的进深数，所述钢梁长度可以为“古建筑面阔长度+古建筑面阔方向两端均再延伸0.5米”；其中所述钢梁截面可以为工字型截面或H型截面。
优选的，所述集成控制台具有可二次开发功能。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、施工过程更加规范、可控、安全性能更好、结构整体稳定性更强；古建筑木结构传统的起吊方法需要大型起重设备需要耗费大量的时间成本与经济成本，且起吊过程中，由于古建筑木结构的特殊性，传统的起吊方法容易造成榫卯节点的破坏，对古建筑木结构的价值造成无法估计的损失，本发明公开的一种古建筑木结构整体提升方法所用设备的拆卸与安装速度较快，节约工期、可反复利用，且通过结构状态监测控制电动葫芦起吊速度，确保各提升点同步起吊，可以在安全状态下完成古建筑木结构整体提升。
2、绿色环保，临时加固构件及脚手架使用后均可回收，符合绿色、环保和节能施工的要求。
3、安全可靠，易于文化遗产的保护。
由于古建筑木结构具有重要的历史价值、艺术价值、科学价值和社会价值，本发明实现的古建筑木结构整体提升方法，基于最大限度保存历史信息的原则，木构架不采用落架方法维修，使用钢梁进行承托，遵循文物保护中的真实性、完整性和最小干预性的要求，符合文物保护法的要求，施工过程采用数字化和信息化判断，不易出现因人的主观判断造成提升过程中的歪闪，更安全可靠。
附图说明
图1为本发明中各装置空间关系与功能关系等示意图。
附图标记列表：
1-围护墙体，2-脚手架，3-满铺钢板，4-剪刀撑，5-角钢，6-连接件，7-智能电动葫芦，8-柔性钢吊索，9-钢梁，10-无线位移传感器，11-无线应变传感器，12-集成控制台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施案例
如图所示，在某古建筑木结构整体提升施工时，采用本发明公开技术进行提升施工。
(1) 编号拆解屋面瓦、外围护墙、内部隔墙、地面铺砖层、门窗等非承重构件1。根据轴网搭设3层辅助施工及设备安放的满堂脚手架2，脚手架下满铺20mm厚的钢板3。
(2)在古建筑的梁与柱之间设置L70×8的剪刀撑4，梁柱交接处与柱础处通过对拉螺栓固定角钢5进行榫卯节点的加固，剪刀撑4与角钢5进行焊接固定，连接件6可选为8mm厚钢板，剪刀撑4与连接件6通过焊接固定达到延长剪刀4杆件长度、提高剪刀撑4整体受力稳定性的目的。
(3)在脚手架2第三层横杆上安装GM6000德国安博ABUS智能电动葫芦7，在GM6000德国安博ABUS智能电动葫芦7上安装配套的柔性钢吊索8。
(4)在各进深之间各绑一根10米长的工字钢梁9，将起到承托整个木构架的作用。将柔性钢吊索8与工字钢梁9进行牢固绑扎。
(5)在柱础处角钢5放置capaNCDT6500系列无线位移传感器10，用于监测该处柱子提升距离；在榫卯节点附近放置无线应变传感器11，用于监测提升时建筑榫卯节点处的安全状况。
(6)无线位移传感器10和无线应变传感器11测得数据均传输入集成控制台12，根据测试结果，控制各电动葫芦7起吊速度，确保各提升点同步起吊，最终在安全状态下完成古建筑木结构整体提升。
以上仅为本发明的优选实施方式，旨在体现本发明的突出技术效果及优势，并非是对本发明的技术方案的限制。本领域技术人员应当了解的是，一切基于本发明技术内容所做出的修改、变化或者代替技术特征，皆应涵盖于本发明所附权利要求主张的技术范畴内。
Claims (8)
1.一种古建筑木结构整体同步提升方法，其特征在于，包括以下步骤：
A) 编号拆解非承重构件（1）;根据轴网搭设辅助施工及设备安放的满堂脚手架（2），脚手架下满铺钢板（3）；
B)在古建筑的梁与柱之间设置剪刀撑（4），梁柱交接处与柱础处通过对拉螺栓固定角钢（5）进行榫卯节点的加固，剪刀撑（4）与端部角钢（5）之间通过措施进行固定，剪刀撑（4）与中部连接件（6）之间通过措施进行固定，达到延长剪刀撑（4）杆件长度、提高剪刀撑（4）整体受力稳定性的目的；
C)在脚手架（2）高层横杆上安装智能电动葫芦（7），在智能电动葫芦（7）上安装配套的柔性钢吊索（8）；
D)在各进深之间各绑一根钢梁（9），其将起到承托整个木构架的作用；
将柔性钢吊索（8）与钢梁（9）进行牢固绑扎；
E)在柱础处角钢（5）放置无线位移传感器（10），用于监测该处柱子提升距离；在榫卯节点附近放置无线应变传感器（11），用于监测提升时建筑榫卯节点处的安全状况；
F)无线位移传感器（10）和无线应变传感器（11）测得数据均传输入集成控制台（12），根据测试结果，控制各电动葫芦（7）起吊速度，确保各提升点同步起吊，最终在安全状态下完成古建筑木结构整体提升。
2.根据权利要求1所述的一种古建筑木结构整体同步提升方法，其特征在于：所述非承重构件（1）包括：屋面瓦、外围护墙、内部隔墙、地面铺砖层、门窗。
3.根据权利要求1所述的一种古建筑木结构整体同步提升方法，其特征在于：所述脚手架（2）的层数应与楼层数相适，且所述脚手架（2）横梁高度为高于楼面1.9m~2.2m。
4.根据权利要求1所述的一种古建筑木结构整体同步提升方法，其特征在于：所述脚手架（2）下满铺钢板（3），所述钢板（3）的厚度不少于20mm。
5.根据权利要求1所述的一种古建筑木结构整体同步提升方法，其特征在于：所述剪刀撑（4）采用角钢或T型钢，肢厚不小于6mm，所述连接件（6）选为厚度8mm或10mm的钢板，所述剪刀撑（4）与连接件（6）的固定措施为焊接。
6.根据权利要求1所述的一种古建筑木结构整体同步提升方法，其特征在于：所述智能电动葫芦（7）个数为古建筑“进深数×开间数”，所述智能电动葫芦（7）的起吊速度由所述集成控制台（12）控制。
7.根据权利要求1所述的一种古建筑木结构整体同步提升方法，其特征在于：所述钢梁（9）个数为古建筑的进深数，所述钢梁（9）长度为“古建筑面阔长度+古建筑面阔方向两端均再延伸0.5米”；其中所述钢梁（9）截面为工字型截面或H型截面。
8.根据权利要求1所述的一种古建筑木结构整体同步提升方法，其特征在于：所述集成控制台（12）具有可二次开发功能。
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