CN112176888A - 旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，包括以下步骤：基础结构承载力复核‑拆除原桥桥面系及拱上填料‑新增基座及拱圈增大截面的施工‑重新回填拱上填料等步骤，本发明的旧有石拱桥拱背增大截面的加固方法，既能有效提高石拱圈截面强度，满足提载的设计要求，又能维持原有桥梁外貌、减少对旧有石拱圈的破坏、减小施工工程量和难度、节约造价，缩短施工工期，使石拱桥改造能安全、高效、环保地进行，符合绿色建设理念，丰富了旧有石拱桥改造技术，对类似工程有较好的借鉴意义。

Description

旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法

技术领域

本发明属于桥梁改造加固技术领域，具体是旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法。

背景技术

石拱桥这种结构形式的桥梁，历史悠久，耐久性好，抗腐蚀性强，但由于设计时经济和技术的局限性，荷载等级低，出现病害的比率较大，影响桥梁安全。石拱桥这种结构本身存在着一定的承载潜力，若善加利用，采用适当的方法修复改造，增加道路的安全性，将取得很好的经济效益和社会效益。

目前石拱桥的加固改造方法较多，对不同的病害可采取常见的加固方法有增大拱圈截面加固、粘贴钢板、粘贴纤维材料、体外预应力加固等。上述方法均能有效提高石拱桥承载能力。对于部分石拱桥经结构检算后，石拱桥仅存在部分截面承载能力不足，若全断面改造修复，会导致工程量增大、施工工期长、工程造价高。

因此，针对仅存在部分截面承载能力不足的石拱桥，提出一种在旧有石拱桥拱背增大截面加固方法。该方法拆除拱上建筑，在需要增强截面承载能力截面的原主拱圈的拱背植筋浇筑增设钢筋混凝土加固层，通过复合主拱圈协调变形、共同受力，来达到增强主拱圈刚度、强度的目的，有效提升主拱圈整体性和承载能力、改善拱轴线。该方案具有不改变原有桥梁外貌、便于施工、节约造价等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，该加固方法的具体步骤为：

步骤一：基础结构承载力复核：通过水下基础检查、现场挖探、动力触探等手段，采集基础土层力学性质，进而探测土的质量，评价地基土承载力，对基础结构参数进行恢复并验算，实现对原桥基础结构承载能力进行复核，得出原桥的基础承载力；

步骤二：拆除原桥桥面系及拱上填料：将旧有石拱桥上桥面铺装、护栏等桥面系及增大截面拱圈一定范围内拱上填料拆除，且填料的拆除是通过中间向两侧对称拆除，且通过环氧胶泥对桥台侧墙裂缝进行修补；

步骤三：新增基座及拱圈增大截面的施工：在旧有石拱桥基座上钻孔植，搭设模板，并在旧有石拱桥上同步钻孔植筋，搭设模板，绑扎钢筋，向旧有石拱桥基座和旧有石拱桥上同步浇筑混凝土，将振动车架推动到新增基座边沿，通过气缸驱动活塞杆向下推动支撑板，使支撑板向下挤压弹簧一，从而实现振动电机板架沿竖直方向上移动，使振动棒一延伸到混凝土内，通过振动电机一驱动振动棒一，从而实现对混凝土的振动，通过电机一驱动皮带轮一转动，使皮带轮一经皮带带动皮带轮二转动，从而实现螺杆的转动，使螺杆驱动螺母座相向或反向移动，实现对振动棒一振动位置的调整，同时，通过电机二驱动锥齿轮二与锥齿轮一啮合传动，从而实现振动台安装座在底座上的转动，通过电机三驱动齿轮一与齿轮二啮合传动，实现摇臂的摆动，通过摇臂上的液压缸二驱动活塞杆推动U型固定架，U型固定架上的电机四驱动转向块转动，实现对振动棒二振动角度的调整，通过液压缸三驱动活塞杆推动平衡板实现对振动棒二深度的调整，通过振动电机二带动振动棒二对拱桥上的混凝土振动，完成对旧有石拱桥基座和旧有石拱桥上浇筑混凝土的同步振动浇筑，待混凝土养生等强达到设计强度后拆模，实现对旧有石拱桥拱背增大截面的加固；

步骤四：重新回填拱上填料：旧有石拱桥拱背增大截面的加固完成后，进行旧有石拱桥拱上填料的回填，填料应对称、均衡、少量、多次的原则进行，分层压实，每层厚度可20cm，并对新建桥桥面铺装、建设护栏，完成对旧有石拱桥的改造。

作为本发明进一步的方案：步骤二中所述桥台侧墙裂缝修补的具体步骤如下：

S1：基面处理：用角向磨光机将混凝土表面打磨平整，并消除基面上的薄弱水泥浆层、污垢附着物等，使表面外露混凝土；

S2：表面清理：用高压水或高压风清除表面沙粒、粉尘；

S3：点刮打底：用三角铲或小型刮刀逐个把施工面上的气孔、麻面、凹槽用环氧胶泥填充密实；

S4：面刮找平：待填充的环氧胶泥固化时，用刮刀大面积弧线往返刮抹环氧胶泥，刮抹好的施工层表面要平整、光滑、无施工缝及划痕；

S5：养护：环氧胶泥静养时间不少于12h。

作为本发明再进一步的方案：步骤三中所述振动车架整体是由纵梁和横梁所构成的T字型结构，所述振动车架纵梁的底面两端固定设置有导向轮，所述振动车架纵梁的顶面两端竖直设置有振动箱架，所述振动箱架上设置有导向板，所述振动车架两侧的导向板之间设置有振动箱，所述导向板的板面两端竖直设置有支架，所述支架上设置有支撑板，所述支撑板的板面上固定设置有振动台，所述振动车架横梁的一端顶面上竖直设置有竖直架，所述振动车架一端的两侧固定设置有连接板，两个所述连接板之间固定设置有条形块，所述条形块在竖直方向经螺纹连接有支撑杆，所述条形块的另一端固定设置有脚踏杆；

所述振动车架的竖直架上设置有手推架，所述手推架包括设置在竖直架上的连接弯杆，所述连接弯杆上设置有伸缩杆架一，所述伸缩杆架一上滑动连接有伸缩杆架二，所述伸缩杆架二的另一端连接有手动推杆。

作为本发明再进一步的方案：所述振动箱为底面无盖的长方体空腔结构，所述振动箱的内部沿水平方向中线位置固定设置有分隔板，且经所述分隔板将振动箱分隔成振动腔一和振动腔二，所述振动腔一与振动腔二的结构完全一致；

所述振动腔一的外部顶面上固定设置有气缸，所述气缸的活塞杆贯穿振动腔一顶面同支撑板的板面固定连接，所述振动腔一的内部且位于支撑板的正下方设置有振动电机板架，所述振动电机板架为U型结构，且在振动电机板架U型结构两侧顶部向外设置有折边二，所述振动腔一内部两侧底部向内水平设置有折边一，所述折边一的纵向两端竖直设置有导向杆，所述导向杆的顶端贯穿折边二及支撑板固定连接在振动腔一内部顶面上，所述导向杆位于折边二与支撑板的部分设置有弹簧一，所述导向杆位于折边二与折边一的部分设置有弹簧二；

所述振动电机板架的底面两端竖直设置有竖板，且在两端的竖板之间设置有螺杆，所述螺杆的一端贯穿竖板连接有皮带轮二，所述振动电机板架的板面一端经电机安装座固定设置有电机一，所述电机一的输出端连接有皮带轮一，所述皮带轮一与皮带轮二之间通过皮带连接，所述螺杆沿竖直方向中线两端的螺纹旋向相反，所述螺杆的两端通过螺纹连接对称设置有螺母座，所述螺母座的底面上固定设置有振动电机一，所述振动电机一的输出端连接有振动棒一；

所述振动箱外部纵向两侧沿水平方向设置有滑块，所述振动箱通过两侧的滑块滑动连接在导向板的滑槽内，所述振动箱的顶面上固定设置有导向块，所述竖直架上固定设置有紧固块，所述紧固块的一侧固定设置有液压缸，所述液压缸的活塞杆贯穿紧固块同导向块的侧面固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述振动台包括振动台安装座，所述振动台安装座通过呈楔形结构的底座架设在固定在支撑板上，所述振动台安装座为长方体空腔结构，所述振动台安装座外部一侧固定设置有电机二，所述电机二的输出轴贯穿振动台安装座连接有锥齿轮二，所述振动台安装座的空腔内部竖直设置有转动轴一，所述转动轴一的顶端与振动台安装座顶面固定连接，转动轴一的底端贯穿振动台安装座底面连接有转盘，所述底座的内部中心位置开设有与转盘相适配的环形槽，所述转动轴一经转盘转动连接在底座的环形槽内，所述转动轴一的中间位置处设置有锥齿轮一，所述锥齿轮一与锥齿轮二啮合连接；

所述振动台安装座外部另一侧固定设置有电机三，所述电机三的输出端连接有齿轮一，且振动台安装座远离电机二一端连接有U型板，且在U型板内转动连接有转轴，所述转轴上固定设置有齿轮二，所述齿轮一与齿轮二啮合连接，所述转轴的两端固定连接有摇臂，且两个所述摇臂顶部固定连接有固定块；

所述固定块的一端固定连接有液压缸二，所述液压缸二的活塞杆贯穿固定块与环形块固定连接，所述环形块上固定设置有U型固定架，所述U型固定架外部一侧固定设置有电机四，所述电机四的输出轴与转向块固定连接，所述转向块转动连接在U型固定架的U型槽内，且在转向块的端面上固定设置有液压缸三，所述液压缸三的活塞杆端部固定设置有平衡板。

作为本发明再进一步的方案：所述平衡板的板面上固定设置有振动电机二，所述振动电机二的输出端连接有振动棒二。

作为本发明再进一步的方案：所述固定块与摇臂之间设置有承接杆。

作为本发明再进一步的方案：所述固定块与摇臂之间设置有承接杆。

作为本发明再进一步的方案：所述竖直架的上端固定设置有锁紧块，所述锁紧块与支撑板的侧面固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述振动腔一顶面上的气缸设置有两个，两个所述气缸关于振动腔一竖直方向轴线对称设置在振动腔一顶面两侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、实现旧有石拱桥改造利用，提高桥梁承载能力，通过在旧有石拱桥拱背局部植筋、增大截面的加固方法，使复合主拱圈协调变形、共同受力，来达到增强主拱圈刚度、强度的目的，有效提升主拱圈整体性和承载能力、改善拱轴线，确保结构使用安全。

2、不需设置桥下支架，便于施工、缩短工期，节约工程造价，在旧有石拱桥拱背增大截面的加固方法在石拱桥上加固改造，不需要设置桥下支架等临时设置，仅需少量模板，施工简便，缩短工期，从而起到节约工程造价的作用。

3、减少对旧有石拱圈的破坏，修旧如旧，在旧有石拱桥拱背增大截面的加固方法，可有效减小对原桥结构的破坏，不改变原有桥梁外貌，修旧如旧，可最大限度的保留石拱桥这一特色建筑；

4、本发明通过在振动车架上设置振动箱和振动台，在新增基座及拱圈增大截面的施工混凝土浇筑过程中，通过振动箱对新增拱桥基座混凝土进行振动，通过振动台旧有石拱桥上的混凝土进行振动，实现对旧有石拱桥的新基座和旧有石拱桥上新混凝土同步振动浇筑，使旧有石拱桥基座和旧有石拱桥上的混凝土在同一环境，同一时间下浇筑完成，有效避免旧有石拱桥上的新基座和旧有石拱桥上的混凝土出现分层，提高旧有石拱桥的基座和旧有石拱桥上的混凝土的浇筑质量；

5、通过气缸驱动活塞杆向下推动支撑板，使支撑板向下挤压弹簧一，从而实现振动电机板架沿竖直方向上移动，使振动棒延伸到混凝土内，通过振动电机二驱动振动棒，从而实现对混凝土的振动，并通过伺服电机一驱动皮带轮一转动，使皮带轮一经皮带带动皮带轮二转动，从而实现螺杆的转动，使螺杆驱动螺母座相向或反向移动，实现对振动棒振动位置的调整，从而使混凝土浇筑更加均匀，能够有效提高拱桥新增基座混凝土的浇筑质量；

6、通过电机二驱动锥齿轮二与锥齿轮一啮合传动，从而使锥齿轮一带动转动动轴一进行转动，使转动轴一带动振动台安装座转动，实现对振动棒二旋转角度的调整，并通过电机三驱动齿轮一与齿轮二啮合传动，从而使齿轮二带动转轴进行转动，使转轴带动摇臂进行摆动，对固定块的倾角进行调整，并通过液压缸二经活塞杆推动U型固定架，通过电机四驱动转向块进行转动，从而实现对振动棒二角度的调整，并通过液压缸三驱动活塞杆推动平衡板，对振动棒二的长度进行调整，通过振动电机二驱动振动棒二对拱桥上的混凝土进行振动，使该振动车架对旧桥的改造过程中能够同步实现对旧拱桥基座混凝土及拱桥上的混凝土同步振动，提高了旧拱桥的改造效率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为振动车架的立体图。

图2为图1中A处放大图。

图3为振动车架中振动箱的结构示意图。

图4为振动车架中振动箱的仰视图。

图5为振动车架中振动箱的左视图。

图6为振动车架中振动台的结构示意图。

图7为振动车架中摇臂的结构示意图。

图8为振动车架中振动台安装座的结构示意图。

图9为振动车架中转动轴一的结构示意图。

图中：1、振动车架；101、竖直架；102、振动箱架；103、行走轮；104、导向轮；105、导向板；106、支架；107、支撑板一；108、连接板；109、支撑杆；110、条形块；111、脚踏杆；2、手推架；201、连接弯杆；202、伸缩杆架一；203、伸缩杆架二；204、手动推杆；3、振动箱；301、紧固块；302、液压缸；303、导向块；304、振动腔一；305、振动腔二；4、气缸；401、支撑板二；403、导向杆；404、折边一；405、振动电机板架；406、折边二；407、弹簧一；408、弹簧二；410、电机一；411、皮带轮一；412、皮带轮二；413、皮带；414、竖板；415、螺杆；416、螺母座；417、振动电机一；418、振动棒一；5、振动台；501、振动台安装座；5011、转动轴一；5012、锥齿轮一；502、电机二；5021、锥齿轮二；503、电机三；5031、齿轮一；504、摇臂；5041、齿轮二；5042、承接杆；505、液压缸二；5051、固定块；506、环形块；507、U型固定架；508、电机四；509、转向块；510、液压缸三；6、平衡板；601、振动电机二；602、振动棒二。

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。

请参阅图1～9，本发明实施例中，旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，该加固方法的具体步骤为：

步骤一：基础结构承载力复核：通过水下基础检查、现场挖探、动力触探等手段，采集基础土层力学性质，进而探测土的质量，评价地基土承载力，对基础结构参数进行恢复并验算，实现对原桥基础结构承载能力进行复核，得出原桥的基础承载力；

步骤二：拆除原桥桥面系及拱上填料：将旧有石拱桥上桥面铺装、护栏等桥面系及增大截面拱圈一定范围内拱上填料拆除，且填料的拆除是通过中间向两侧对称拆除，且通过环氧胶泥对桥台侧墙裂缝进行修补；

步骤三：新增基座及拱圈增大截面的施工：在旧有石拱桥基座上钻孔植，搭设模板，并在旧有石拱桥上同步钻孔植筋，搭设模板，绑扎钢筋，向旧有石拱桥基座和旧有石拱桥上同步浇筑混凝土，将振动车架1推动到新增基座边沿，通过气缸4驱动活塞杆向下推动支撑板二401，使支撑板二401向下挤压弹簧一407，从而实现振动电机板架405沿竖直方向上移动，使振动棒一418延伸到混凝土内，通过振动电机一417驱动振动棒一418，从而实现对混凝土的振动，通过电机一410驱动皮带轮一411转动，使皮带轮一411经皮带413带动皮带轮二412转动，从而实现螺杆415的转动，使螺杆415驱动螺母座416相向或反向移动，实现对振动棒一418振动位置的调整，同时，通过电机二502驱动锥齿轮二5021与锥齿轮一5012啮合传动，从而实现振动台安装座501在底座上的转动，通过电机三503驱动齿轮一5031与齿轮二5041啮合传动，实现摇臂504的摆动，通过摇臂504上的液压缸二505驱动活塞杆推动U型固定架507，U型固定架507上的电机四508驱动转向块509转动，实现对振动棒二602振动角度的调整，通过液压缸三510驱动活塞杆推动平衡板6实现对振动棒二602深度的调整，通过振动电机二601带动振动棒二602对拱桥上的混凝土振动，完成对旧有石拱桥基座和旧有石拱桥上浇筑混凝土的同步振动浇筑，待混凝土养生等强达到设计强度后拆模，实现对旧有石拱桥拱背增大截面的加固；

步骤四：重新回填拱上填料：旧有石拱桥拱背增大截面的加固完成后，进行旧有石拱桥拱上填料的回填，填料应对称、均衡、少量、多次的原则进行，分层压实，每层厚度可20cm，并对新建桥桥面铺装、建设护栏，完成对旧有石拱桥的改造。

步骤二中所述桥台侧墙裂缝修补的具体步骤如下：

S1：基面处理：用角向磨光机将混凝土表面打磨平整，并消除基面上的薄弱水泥浆层、污垢附着物等，使表面外露混凝土；

S2：表面清理：用高压水或高压风清除表面沙粒、粉尘；

S3：点刮打底：用三角铲或小型刮刀逐个把施工面上的气孔、麻面、凹槽用环氧胶泥填充密实；

S4：面刮找平：待填充的环氧胶泥固化时，用刮刀大面积弧线往返刮抹环氧胶泥，刮抹好的施工层表面要平整、光滑、无施工缝及划痕；

S5：养护：环氧胶泥静养时间不少于12h。

步骤三中所述振动车架1整体是由纵梁和横梁所构成的T字型结构，所述振动车架1纵梁的底面两端固定设置有导向轮104，所述振动车架1纵梁的顶面两端竖直设置有振动箱架102，所述振动箱架102上设置有导向板105，所述振动车架1两侧的导向板105之间设置有振动箱3，所述导向板105的板面两端竖直设置有支架106，所述支架106上设置有支撑板一107，所述支撑板一107的板面上固定设置有振动台5，所述振动车架1横梁的一端顶面上竖直设置有竖直架101，所述振动车架1一端的两侧固定设置有连接板108，两个所述连接板108之间固定设置有条形块110，所述条形块110在竖直方向经螺纹连接有支撑杆109，所述条形块110的另一端固定设置有脚踏杆111，通过脚踏杆111的设置，使操作人员能够快速对振动车架1的位置以支撑杆109为原点，进行角度的快速调整。

所述振动车架1的竖直架101上设置有手推架2，所述手推架2包括设置在竖直架101上的连接弯杆201，所述连接弯杆201上设置有伸缩杆架一202，所述伸缩杆架一202上滑动连接有伸缩杆架二203，所述伸缩杆架二203的另一端连接有手动推杆204，通过手动推杆204的设置，使振动车架1的移动更加方便。

所述振动箱3为底面无盖的长方体空腔结构，所述振动箱3的内部沿水平方向中线位置固定设置有分隔板，且经所述分隔板将振动箱3分隔成振动腔一304和振动腔二305，所述振动腔一304与振动腔二305的结构完全一致，所述振动腔一304的外部顶面上固定设置有气缸4，所述气缸4的活塞杆贯穿振动腔一304顶面同支撑板二401的板面固定连接，所述振动腔一304的内部且位于支撑板二401的正下方设置有振动电机板架405，所述振动电机板架405为U型结构，且在振动电机板架405U型结构两侧顶部向外设置有折边二406，所述振动腔一304内部两侧底部向内水平设置有折边一404，所述折边一404的纵向两端竖直设置有导向杆403，所述导向杆403的顶端贯穿折边二406及支撑板二401固定连接在振动腔一304内部顶面上，所述导向杆403位于折边二406与支撑板二401的部分设置有弹簧一407，所述导向杆403位于折边二406与折边一404的部分设置有弹簧二408，所述振动电机板架405的底面两端竖直设置有竖板414，且在两端的竖板414之间设置有螺杆415，所述螺杆415的一端贯穿竖板414连接有皮带轮二412，所述振动电机板架405的板面一端经电机安装座固定设置有电机一410，所述电机一410的输出端连接有皮带轮一411，所述皮带轮一411与皮带轮二412之间通过皮带413连接，所述螺杆415沿竖直方向中线两端的螺纹旋向相反，所述螺杆415的两端通过螺纹连接对称设置有螺母座416，所述螺母座416的底面上固定设置有振动电机一417，所述振动电机一417的输出端连接有振动棒一418，通过气缸4驱动活塞杆向下推动支撑板二401，使支撑板二401向下挤压弹簧一407，从而实现振动电机板架405沿竖直方向上移动，使振动棒一418延伸到混凝土内，通过振动电机一417驱动振动棒一418，从而实现对混凝土的振动，并通过伺服电机一410驱动皮带轮一411转动，使皮带轮一411经皮带413带动皮带轮二412转动，从而实现螺杆415的转动，使螺杆415驱动螺母座416相向或反向移动，实现对振动棒一418振动位置的调整，从而使混凝土浇筑更加均匀，能够有效提高拱桥新增基座混凝土的浇筑质量。

所述振动箱3外部纵向两侧沿水平方向设置有滑块，所述振动箱3通过两侧的滑块滑动连接在导向板105的滑槽内，所述振动箱3的顶面上固定设置有导向块303，所述竖直架101上固定设置有紧固块301，所述紧固块301的一侧固定设置有液压缸302，所述液压缸302的活塞杆贯穿紧固块301同导向块303的侧面固定连接，通过液压缸302驱动活塞杆推动振动箱3在导向板105的滑槽内移动，实现振动箱3在水平方向上位置的调整。

所述振动台5包括振动台安装座501，所述振动台安装座501通过呈楔形结构的底座架设在固定在支撑板一107上，所述振动台安装座501为长方体空腔结构，所述振动台安装座501外部一侧固定设置有电机二502，所述电机二502的输出轴贯穿振动台安装座501连接有锥齿轮二5021，所述振动台安装座501的空腔内部竖直设置有转动轴一5011，所述转动轴一5011的顶端与振动台安装座501顶面固定连接，转动轴一5011的底端贯穿振动台安装座501底面连接有转盘，所述底座的内部中心位置开设有与转盘相适配的环形槽，所述转动轴一5011经转盘转动连接在底座的环形槽内，所述转动轴一5011的中间位置处设置有锥齿轮一5012，所述锥齿轮一5012与锥齿轮二5021啮合连接，所述振动台安装座501外部另一侧固定设置有电机三503，所述电机三503的输出端连接有齿轮一5031，且振动台安装座501远离电机二502一端连接有U型板，且在U型板内转动连接有转轴，所述转轴上固定设置有齿轮二5041，所述齿轮一5031与齿轮二5041啮合连接，所述转轴的两端固定连接有摇臂504，且两个所述摇臂504顶部固定连接有固定块5051，所述固定块5051的一端固定连接有液压缸二505，所述液压缸二505的活塞杆贯穿固定块5051与环形块506固定连接，所述环形块506上固定设置有U型固定架507，所述U型固定架507外部一侧固定设置有电机四508，所述电机四508的输出轴与转向块509固定连接，所述转向块509转动连接在U型固定架507的U型槽内，且在转向块509的端面上固定设置有液压缸三510，所述液压缸三510的活塞杆端部固定设置有平衡板6，所述平衡板6的板面上固定设置有振动电机二601，所述振动电机二601的输出端连接有振动棒二602，通过气缸4驱动活塞杆向下推动支撑板二401，使支撑板二401向下挤压弹簧一407，从而实现振动电机板架405沿竖直方向上移动，使振动棒一418延伸到混凝土内，通过振动电机一417驱动振动棒一418，从而实现对混凝土的振动，并通过伺服电机一410驱动皮带轮一411转动，使皮带轮一411经皮带413带动皮带轮二412转动，从而实现螺杆415的转动，使螺杆415驱动螺母座416相向或反向移动，实现对振动棒一418振动位置的调整，从而使混凝土浇筑更加均匀，能够有效提高拱桥新增基座混凝土的浇筑质量。

所述固定块5051与摇臂504之间设置有承接杆5042。

所述竖直架101底部两侧通过传动轴连接有行走轮103。

所述竖直架101的上端固定设置有锁紧块，所述锁紧块与支撑板一107的侧面固定连接。

所述振动腔一304顶面上的气缸4设置有两个，两个所述气缸4关于振动腔一304竖直方向轴线对称设置在振动腔一304顶面两侧。

振动车架的工作过程：通过气缸4驱动活塞杆向下推动支撑板二401，使支撑板二401向下挤压弹簧一407，从而实现振动电机板架405沿竖直方向上移动，使振动棒一418延伸到混凝土内，通过振动电机一417驱动振动棒一418，从而实现对混凝土的振动，并通过伺服电机一410驱动皮带轮一411转动，使皮带轮一411经皮带413带动皮带轮二412转动，从而实现螺杆415的转动，使螺杆415驱动螺母座416相向或反向移动，实现对振动棒一418振动位置的调整，从而使混凝土浇筑更加均匀，能够有效提高拱桥新增基座混凝土的浇筑质量，通过气缸4驱动活塞杆向下推动支撑板二401，使支撑板二401向下挤压弹簧一407，从而实现振动电机板架405沿竖直方向上移动，使振动棒一418延伸到混凝土内，通过振动电机一417驱动振动棒一418，从而实现对混凝土的振动，并通过伺服电机一410驱动皮带轮一411转动，使皮带轮一411经皮带413带动皮带轮二412转动，从而实现螺杆415的转动，使螺杆415驱动螺母座416相向或反向移动，实现对振动棒一418振动位置的调整，从而使混凝土浇筑更加均匀，能够有效提高拱桥新增基座混凝土的浇筑质量。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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.旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，其特征在于，该加固方法的具体步骤为：

步骤一：基础结构承载力复核：通过水下基础检查、现场挖探、动力触探等手段，采集基础土层力学性质，进而探测土的质量，评价地基土承载力，对基础结构参数进行恢复并验算，实现对原桥基础结构承载能力进行复核，得出原桥的基础承载力；

步骤二：拆除原桥桥面系及拱上填料：将旧有石拱桥上桥面铺装、护栏等桥面系及增大截面拱圈一定范围内拱上填料拆除，且填料的拆除是通过中间向两侧对称拆除，且通过环氧胶泥对桥台侧墙裂缝进行修补；

步骤三：新增基座及拱圈增大截面的施工：在旧有石拱桥基座上钻孔植，搭设模板，并在旧有石拱桥上同步钻孔植筋，搭设模板，绑扎钢筋，向旧有石拱桥基座和旧有石拱桥上同步浇筑混凝土，将振动车架(1)推动到新增基座边沿，通过气缸(4)驱动活塞杆向下推动支撑板二(401)，使支撑板二(401)向下挤压弹簧一(407)，从而实现振动电机板架(405)沿竖直方向上移动，使振动棒一(418)延伸到混凝土内，通过振动电机一(417)驱动振动棒一(418)，从而实现对混凝土的振动，通过电机一(410)驱动皮带轮一(411)转动，使皮带轮一(411)经皮带(413)带动皮带轮二(412)转动，从而实现螺杆(415)的转动，使螺杆(415)驱动螺母座(416)相向或反向移动，实现对振动棒一(418)振动位置的调整，同时，通过电机二(502)驱动锥齿轮二(5021)与锥齿轮一(5012)啮合传动，从而实现振动台安装座(501)在底座上的转动，通过电机三(503)驱动齿轮一(5031)与齿轮二(5041)啮合传动，实现摇臂(504)的摆动，通过摇臂(504)上的液压缸二(505)驱动活塞杆推动U型固定架(507)，U型固定架(507)上的电机四(508)驱动转向块(509)转动，实现对振动棒二(602)振动角度的调整，通过液压缸三(510)驱动活塞杆推动平衡板(6)实现对振动棒二(602)深度的调整，通过振动电机二(601)带动振动棒二(602)对拱桥上的混凝土振动，完成对旧有石拱桥基座和旧有石拱桥上浇筑混凝土的同步振动浇筑，待混凝土养生等强达到设计强度后拆模，实现对旧有石拱桥拱背增大截面的加固；

步骤四：重新回填拱上填料：旧有石拱桥拱背增大截面的加固完成后，进行旧有石拱桥拱上填料的回填，填料应对称、均衡、少量、多次的原则进行，分层压实，每层厚度可20cm，并对新建桥桥面铺装、建设护栏，完成对旧有石拱桥的改造。

2.根据权利要求1所述的旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，其特征在于，步骤二中所述桥台侧墙裂缝修补的具体步骤如下：

S1：基面处理：用角向磨光机将混凝土表面打磨平整，并消除基面上的薄弱水泥浆层、污垢附着物等，使表面外露混凝土；

S2：表面清理：用高压水或高压风清除表面沙粒、粉尘；

S3：点刮打底：用三角铲或小型刮刀逐个把施工面上的气孔、麻面、凹槽用环氧胶泥填充密实；

S4：面刮找平：待填充的环氧胶泥固化时，用刮刀大面积弧线往返刮抹环氧胶泥，刮抹好的施工层表面要平整、光滑、无施工缝及划痕；

S5：养护：环氧胶泥静养时间不少于12h。

3.根据权利要求1所述的旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，其特征在于，步骤三中所述振动车架(1)整体是由纵梁和横梁所构成的T字型结构，所述振动车架(1)纵梁的底面两端固定设置有导向轮(104)，所述振动车架(1)纵梁的顶面两端竖直设置有振动箱架(102)，所述振动箱架(102)上设置有导向板(105)，所述振动车架(1)两侧的导向板(105)之间设置有振动箱(3)，所述导向板(105)的板面两端竖直设置有支架(106)，所述支架(106)上设置有支撑板一(107)，所述支撑板一(107)的板面上固定设置有振动台(5)，所述振动车架(1)横梁的一端顶面上竖直设置有竖直架(101)，所述振动车架(1)一端的两侧固定设置有连接板(108)，两个所述连接板(108)之间固定设置有条形块(110)，所述条形块(110)在竖直方向经螺纹连接有支撑杆(109)，所述条形块(110)的另一端固定设置有脚踏杆(111)；

所述振动车架(1)的竖直架(101)上设置有手推架(2)，所述手推架(2)包括设置在竖直架(101)上的连接弯杆(201)，所述连接弯杆(201)上设置有伸缩杆架一(202)，所述伸缩杆架一(202)上滑动连接有伸缩杆架二(203)，所述伸缩杆架二(203)的另一端连接有手动推杆(204)。

4.根据权利要求3所述的旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，其特征在于，所述振动箱(3)为底面无盖的长方体空腔结构，所述振动箱(3)的内部沿水平方向中线位置固定设置有分隔板，且经所述分隔板将振动箱(3)分隔成振动腔一(304)和振动腔二(305)，所述振动腔一(304)与振动腔二(305)的结构完全一致；

所述振动腔一(304)的外部顶面上固定设置有气缸(4)，所述气缸(4)的活塞杆贯穿振动腔一(304)顶面同支撑板二(401)的板面固定连接，所述振动腔一(304)的内部且位于支撑板二(401)的正下方设置有振动电机板架(405)，所述振动电机板架(405)为U型结构，且在振动电机板架(405)U型结构两侧顶部向外设置有折边二(406)，所述振动腔一(304)内部两侧底部向内水平设置有折边一(404)，所述折边一(404)的纵向两端竖直设置有导向杆(403)，所述导向杆(403)的顶端贯穿折边二(406)及支撑板二(401)固定连接在振动腔一(304)内部顶面上，所述导向杆(403)位于折边二(406)与支撑板二(401)的部分设置有弹簧一(407)，所述导向杆(403)位于折边二(406)与折边一(404)的部分设置有弹簧二(408)；

所述振动电机板架(405)的底面两端竖直设置有竖板(414)，且在两端的竖板(414)之间设置有螺杆(415)，所述螺杆(415)的一端贯穿竖板(414)连接有皮带轮二(412)，所述振动电机板架(405)的板面一端经电机安装座固定设置有电机一(410)，所述电机一(410)的输出端连接有皮带轮一(411)，所述皮带轮一(411)与皮带轮二(412)之间通过皮带(413)连接，所述螺杆(415)沿竖直方向中线两端的螺纹旋向相反，所述螺杆(415)的两端通过螺纹连接对称设置有螺母座(416)，所述螺母座(416)的底面上固定设置有振动电机一(417)，所述振动电机一(417)的输出端连接有振动棒一(418)；

所述振动箱(3)外部纵向两侧沿水平方向设置有滑块，所述振动箱(3)通过两侧的滑块滑动连接在导向板(105)的滑槽内，所述振动箱(3)的顶面上固定设置有导向块(303)，所述竖直架(101)上固定设置有紧固块(301)，所述紧固块(301)的一侧固定设置有液压缸(302)，所述液压缸(302)的活塞杆贯穿紧固块(301)同导向块(303)的侧面固定连接。

5.根据权利要求3所述的旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，其特征在于，所述振动台(5)包括振动台安装座(501)，所述振动台安装座(501)通过呈楔形结构的底座架设在固定在支撑板一(107)上，所述振动台安装座(501)为长方体空腔结构，所述振动台安装座(501)外部一侧固定设置有电机二(502)，所述电机二(502)的输出轴贯穿振动台安装座(501)连接有锥齿轮二(5021)，所述振动台安装座(501)的空腔内部竖直设置有转动轴一(5011)，所述转动轴一(5011)的顶端与振动台安装座(501)顶面固定连接，转动轴一(5011)的底端贯穿振动台安装座(501)底面连接有转盘，所述底座的内部中心位置开设有与转盘相适配的环形槽，所述转动轴一(5011)经转盘转动连接在底座的环形槽内，所述转动轴一(5011)的中间位置处设置有锥齿轮一(5012)，所述锥齿轮一(5012)与锥齿轮二(5021)啮合连接；

所述振动台安装座(501)外部另一侧固定设置有电机三(503)，所述电机三(503)的输出端连接有齿轮一(5031)，且振动台安装座(501)远离电机二(502)一端连接有U型板，且在U型板内转动连接有转轴，所述转轴上固定设置有齿轮二(5041)，所述齿轮一(5031)与齿轮二(5041)啮合连接，所述转轴的两端固定连接有摇臂(504)，且两个所述摇臂(504)顶部固定连接有固定块(5051)；

所述固定块(5051)的一端固定连接有液压缸二(505)，所述液压缸二(505)的活塞杆贯穿固定块(5051)与环形块(506)固定连接，所述环形块(506)上固定设置有U型固定架(507)，所述U型固定架(507)外部一侧固定设置有电机四(508)，所述电机四(508)的输出轴与转向块(509)固定连接，所述转向块(509)转动连接在U型固定架(507)的U型槽内，且在转向块(509)的端面上固定设置有液压缸三(510)，所述液压缸三(510)的活塞杆端部固定设置有平衡板(6)。

6.根据权利要求5所述的旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，其特征在于，所述平衡板(6)的板面上固定设置有振动电机二(601)，所述振动电机二(601)的输出端连接有振动棒二(602)。

7.根据权利要求5所述的旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，其特征在于，所述固定块(5051)与摇臂(504)之间设置有承接杆(5042)。

8.根据权利要求3所述的旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，其特征在于，所述竖直架(101)底部两侧通过传动轴连接有行走轮(103)。

9.根据权利要求3所述的旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，其特征在于，所述竖直架(101)的上端固定设置有锁紧块，所述锁紧块与支撑板一(107)的侧面固定连接。

10.根据权利要求4所述的旧有石拱桥拱背增大截面结构的加固方法，其特征在于，所述振动腔一(304)顶面上的气缸(4)设置有两个，两个所述气缸(4)关于振动腔一(304)竖直方向轴线对称设置在振动腔一(304)顶面两侧。

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