CN115288475A - 一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及古遗址平移技术的领域，公开了一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，其包括底部托盘结构以及侧向挡板，底部托盘结构包括支撑底板、横向穿设梁以及纵向支撑梁，横向穿设梁和支撑底板穿设在古遗址底部，纵向支撑梁用于连接横向穿设梁。还公开了一种用于古遗址平移及吊装的方法，包括以下步骤：S1：制作各部件；S2：将古遗址一周开挖至底部；S3：古遗址底部顶进横向穿设梁；S4：古遗址底部顶进支撑底板；S5：横向穿设梁下方连接纵向支撑梁；S6：安装侧向挡板；S7：侧向挡板一周安装型钢骨架；S8：将古遗址移动至目标位置；S9：与新地基完成连接。本申请以直接顶进式施工方法代替钻孔或挖土顶进方式，施工方法简单，工期快、成本低。

Description

一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置及方法
技术领域
本申请涉及古遗址平移技术的领域，尤其是涉及一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置及方法。
背景技术
城市建设中发现地下文物或遗址的情况越来越多，将已发现文物或遗址平移或吊装至新址位置是常用的一种保护形式。
古遗址大多为松散结构形式，需要做好托换后才能整体平移或吊装，目前常用的托换方式有两种，其中中国专利CN104652606A公开了一种超宽墙体托换施工方法，通过在结构底部钻孔并注浆，利用孔洞穿入型钢，然后外部利用混凝土托盘梁浇筑为整体。另有中国论文《手掘式顶管基础托换技术在玉皇阁保护工程中的应用》使用手掘式顶管技术将预制混凝土箱梁顶入建筑物下，逐步使上部结构坐落在箱梁上，利用箱梁内部及四周浇筑托盘梁连接成整体，最终完成整体托换。
上述两种托换方法优点是刚度大，变形小，适用于大跨度建筑或遗址的保护；但是存在湿作业、周期长、成本高的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置及方法，以解决现有古遗址平移或吊装存在的湿作业、周期长、成本高的问题。
第一方面，本申请提供的一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置采用如下的技术方案：
一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，包括位于古遗址底部的底部托盘结构以及多个围在古遗址一周的侧向挡板，
其中，所述底部托盘结构包括支撑底板、多个横向穿设梁以及纵向支撑梁，
所述横向穿设梁和支撑底板穿设在古遗址底部，所述支撑底板位于横向穿设梁上方并抵接于古遗址底部，
所述纵向支撑梁用于连接多个横向穿设梁并位于横向穿设梁下方，
所述侧向挡板与横向穿设梁或纵向支撑梁固定。
通过采用上述技术方案，横向穿设梁、纵向支撑梁以及支撑底板形成底部托盘结构，该底部托盘结构在平移及吊装古遗址时，作用在古遗址的底部，起到支撑作用；侧向挡板在平移及吊装古遗址过程中，用于对古遗址的周侧进行围护，避免古遗址发生松散变形，或者部分建筑碎片从古遗址上脱落，提高其保存的完整性；横向穿设梁和支撑底板通过采用直接穿设的方式安装到古遗址的底部，与土体密切接触，能够减少古遗址平移及吊装的湿作业，同时，便于施工，具有工期快、成本低的优点。
可选的，还包括罩设于古遗址外侧的型钢骨架，所述型钢骨架作用在各侧向挡板外侧，使侧向挡板抵接在古遗址一周。
通过采用上述技术方案，利用型钢骨架对侧向挡板进行临时加固，提高了古遗址平移及吊装过程中侧向挡板的稳定性。
可选的，所述型钢骨架包括多根竖直设置的竖向钢管、多根水平设置的横向钢管以及固定于竖向钢管顶部的连接钢管，所述横向钢管的内侧壁抵接在侧向挡板的外壁上，所述竖向钢管位于横向钢管的外侧，并对多根横向钢管进行串联，所述竖向钢管的底部固定于横向穿设梁或纵向支撑梁，所述连接钢管连接在相对的两竖向钢管顶部。
通过采用上述技术方案，将竖向钢管的底部与横向穿设梁或纵向支撑梁固定连接，使得型钢骨架、横向穿设梁以及纵向支撑梁形成临时性加固结构，提高了古遗址平移及吊装时的稳定性。
可选的，所述横向钢管之间端部与端部相连，形成绕古遗址一周的多层环形结构。
通过采用上述技术方案，将横向钢管形成绕古遗址一周的多层环形结构，能够使得安装在古遗址周侧的侧向挡板更加稳定，进一步提高了古遗址吊装及平移时的稳定性。
可选的，所述侧向挡板靠近古遗址的一侧设置有弹性层。
通过采用上述技术方案，在侧向挡板靠近古遗址的一侧设置弹性层，弹性层能够对古遗址平移或者吊装过程中产生的晃动进行缓释，同时，也能够避免侧向挡板与古遗址直接接触，减少对古遗址的损坏。
可选的，所述支撑底板由多块板体拼接而成，且相邻板体之间相互固定连接。
通过采用上述技术方案，将支撑底板分为多块板体，便于支撑底板顶入到古遗址的底部，提高了施工效率。
可选的，所述横向穿设梁和纵向支撑梁均采用工字型钢。
通过采用上述技术方案，横向穿设梁和纵向支撑梁采用工字型钢，用材便宜，降低了施工成本。
可选的，所述横向穿设梁的长度方向与纵向支撑梁的长度方向相互垂直。
通过采用上述技术方案，将横向穿设梁与纵向支撑梁垂直设置，提高了钢套箱整体的结构强度。
第二方面，本申请提供的一种用于古遗址平移及吊装的方法采用如下的技术方案：
一种用于古遗址平移及吊装的方法，采用上述一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，包括以下步骤：
S1：根据古遗址具体构造设计支撑底板、横向穿设梁、纵向支撑梁、侧向挡板以及型钢骨架，在工厂定制加工或现场制作；
S2：将古遗址一周开挖至底部；
S3：古遗址底部顶进横向穿设梁；
S4：古遗址底部顶进支撑底板，顶进支撑底板时，支撑底板应位于横向穿设梁上方，且与横向穿设梁接触；
S5：横向穿设梁的端部下方固定连接纵向支撑梁；
S6：安装侧向挡板，侧向挡板的底部与横向穿设梁或纵向支撑梁固定连接，侧向挡板的侧壁抵接于古遗址外侧；
S7：侧向挡板一周安装型钢骨架，所述型钢骨架现场施工或根据各个侧向挡板的间距整体预制再施工，所述竖向钢管的底部焊接在横向穿设梁顶部或者纵向支撑梁顶部，且所述横向钢管的内壁紧贴侧向挡板外侧；
S8：将古遗址移动至目标位置；
S9：在目标位置与新地基完成就位连接。
通过采用上述技术方案，对横向穿设梁和支撑底板以直接顶进式施工方法代替钻孔或挖土顶进方式，施工方法简单，工期快、成本低；同时，与土体密切接触，减少钻孔后注浆或灌浆密实；且由支撑底板托住古遗址，横向穿设梁间距不需要密排，减少了其使用数量，降低了施工成本；横向穿设梁、纵向支撑梁以及支撑底板形成底部托盘结构，安装快速，拆除方便。
可选的，所述侧向挡板在安装之前，在侧向挡板一侧粘接缓冲层，缓冲层粘接完成后，再将侧向挡板粘接有缓冲层的一侧紧贴古遗址放置。
通过采用上述技术方案，侧向挡板在安装之前，在侧向挡板一侧粘接缓冲层，能够减少侧向挡板对古遗址造成的挤压损坏。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.横向穿设梁、纵向支撑梁以及支撑底板形成底部托盘结构，该底部托盘结构在平移及吊装古遗址时，作用在古遗址的底部，起到支撑作用；侧向挡板在平移及吊装古遗址过程中，用于对古遗址的周侧进行围护，避免古遗址发生松散变形，或者部分建筑碎片从古遗址上脱落，提高其保存的完整性；横向穿设梁和支撑底板通过采用直接穿设的方式安装到古遗址的底部，与土体密切接触，能够减少古遗址平移及吊装的湿作业，同时，便于施工，具有工期快、成本低的优点；
2.通过在侧向挡板靠近古遗址的一侧设置弹性层，弹性层能够对古遗址平移或者吊装过程中产生的晃动进行缓释，同时，也能够避免侧向挡板与古遗址直接接触，减少对古遗址的损坏；
3.对横向穿设梁和支撑底板以直接顶进式施工方法代替钻孔或挖土顶进方式，施工方法简单，工期快、成本低；同时，与土体密切接触，减少钻孔后注浆或灌浆密实；且由支撑底板托住古遗址，横向穿设梁间距不需要密排，减少了其使用数量，降低了施工成本；横向穿设梁、纵向支撑梁以及支撑底板形成底部托盘结构，安装快速，拆除方便。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图；
图2是本申请实施例的施工流程图；
图3是本申请实施例中施工横向穿设梁之后的结构示意图；
图4是本申请实施例中施工支撑底板之后的结构示意图；
图5是本申请实施例中施工纵向支撑梁之后的结构示意图；
图6是本申请实施例中施工侧向挡板之后的结构示意图；
图7是本申请实施例中施工型钢骨架之后的结构示意图。
图中，1、横向穿设梁；2、纵向支撑梁；3、支撑底板；4、侧向挡板；5、型钢骨架；51、竖向钢管；52、横向钢管；53、连接钢管；6、古遗址。
具体实施方式
以下结合附图1-附图7，对本申请作进一步详细说明。
实施例：
一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，参照图1，包括横向穿设梁1、纵向支撑梁2、支撑底板3、侧向挡板4以及型钢骨架5；其中，横向穿设梁1、纵向支撑梁2以及支撑底板3形成底部托盘结构，该底部托盘结构在平移及吊装古遗址6时，作用在古遗址6的底部，起到支撑作用；侧向挡板4则作用在古遗址6一个或多个侧壁，在平移及吊装古遗址6过程中，用于对古遗址6的周侧进行围护，避免古遗址6发生松散变形，或者部分建筑碎片从古遗址6上脱落，提高其保存的完整性；型钢骨架5作为一个骨架系统罩设于古遗址6外侧，并作用在各个侧向挡板4外侧，对侧向挡板4起到临时加固的作用。
具体地，横向穿设梁1和纵向支撑梁2均采用工字型钢，支撑底板3采用钢板。支撑底板3位于横向穿设梁1上方，且支撑底板3与古遗址6的底部直接接触，支撑底板3可以采用一大块板体，也可以采用多块拼接而成的体积较小的板体，具体使用方式可根据古遗址6的体积大小或者底板穿设时的难度进行选择；当采用多块体积较小的板体时，相邻两板体之间需紧密对接，并焊接在一起。
横向穿设梁1沿古遗址6的长度方向均匀穿设，且多个横向穿设梁1平行设置，其目的是：在平移或吊装过程中，古遗址6底部能够保持较为均匀的受力情况。其中，横向穿设梁1的数量可根据古遗址6的底部长度进行选择，支撑底板3与横向穿设梁1之间采用螺栓连接或者焊接的连接方式。
纵向支撑梁2位于横向穿设梁1的下方，优选的，纵向支撑梁2与横向穿设梁1相垂直设置，当然，在其他实施例中，纵向支撑梁2与横向穿设梁1也可以呈0-90度之间任意一角度设置，只要能够利用纵向支撑梁2将多个横向穿设梁1连接在一起即可。其中，纵向支撑梁2与横向穿设梁1之间采用螺栓连接或者焊接的连接方式。
具体地，侧向挡板4采用钢板或者木板，侧向挡板4可根据古遗址6的形状或者体积进行数量选择和形状设计，侧向挡板4抵接在古遗址6的外壁，避免古遗址6在平移或吊装过程中发生松散变形，或者建筑碎片脱落的问题。其中，侧向挡板4的底部抵接在横向穿设梁1或者纵向支撑梁2的顶面上，同时，侧向挡板4与横向穿设梁1或者纵向支撑梁2之间采用螺栓连接或者焊接的连接方式。本实施例中，以侧向挡板4的底部固定在横向穿设梁1的顶面作为示例进行说明。
进一步地，为了减少侧向挡板4对古遗址6的挤压破坏，侧向挡板4靠近古遗址6的一侧设置有弹性层，该弹性层能够对古遗址6平移或者吊装过程中产生的晃动进行缓释，同时，也能够避免侧向挡板4与古遗址6直接接触，减少对古遗址6的损坏。优选的，弹性层选用泡沫或者海绵。
具体地，型钢骨架5包括多根竖直设置的竖向钢管51、多根水平设置的横向钢管52以及固定于竖向钢管51顶部的连接钢管53，其中，横向钢管52之间端部与端部相连，形成绕古遗址6一周的多层环形结构，同时，横向钢管52的内侧壁抵接在侧向挡板4的外壁上，古遗址6平移或吊装过程中，对侧向挡板4起到临时加固的作用；多根竖向钢管51沿古遗址6的长度方向依次均匀设置，而竖向钢管51位于横向钢管52的内侧，用于对多根横向钢管52，即多层环形结构进行串联；连接钢管53则是连接在相对的两竖向钢管51顶部，用于提高型钢骨架5的整体结构强度。
本申请实施例还公开了一种用于古遗址平移及吊装的方法，参照图2，采用上述一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，包括以下步骤：
S1：根据古遗址6具体构造设计支撑底板3、横向穿设梁1、纵向支撑梁2、侧向挡板4以及型钢骨架5，在工厂定制加工或现场制作。
S2：采用人工与机械结合的挖土方式，将古遗址6一周开挖至底部。
S3：参照图3，古遗址6底部顶进横向穿设梁1，横向穿设梁1分批次通过挖机或千斤顶顶入土体内，并穿过遗址，使得横向穿设梁1的两端均暴露在古遗址6外，横向穿设梁1穿设时，需控制相邻两梁体之间的距离，使得横向穿设梁1均匀分布在古遗址6的底部。
S4：参照图4，再按照横向穿设梁1的穿设方式顶进支撑底板3，顶进支撑底板3时，支撑底板3应位于横向穿设梁1上方，且与横向穿设梁1接触；同时，也应根据古遗址6的规格以及支撑底板3的顶进难度选择合适尺寸的支撑底板3，支撑底板3可以为一整块板体，也可以由多块小板体拼接而成；当选择多块小板体拼接时，顶入过程中随时调整板体水平度，保证其水平，并且尽量减少对周围土体的扰动；同时，顶进的过程中应控制相邻两板体之间的距离，便于后期对小板体进行焊接。
S5：参照图5，横向穿设梁1的端部下方焊接纵向支撑梁2，焊接之前应调整横向穿设梁1的位置，使其端面都位于同一平面上，然后，放置纵向支撑梁2，纵向支撑梁2的长度方向与横向穿设梁1的长度方向相互垂直；优选的，纵向支撑梁2的数量为两个，且分别位于横向穿设梁1的两端。
S：参照图6，安装侧向挡板4，侧向挡板4在安装之前，需在其一侧粘接弹性层，弹性层粘接完成后，再将侧向挡板4竖直放置在横向穿设梁1上，并使侧向挡板4粘接有弹性层的一侧紧贴古遗址6放置，放置好侧向挡板4后，将侧向挡板4的底部与横向穿设梁1的顶部焊接，保持侧向挡板4的阻挡效果。
同时，相邻两侧向挡板4之间端部与端部相焊接，最终，利用侧向挡板4围成环形结构，完全包覆在古遗址6的一周，使得古遗址6在平移及吊装时具有较高的稳定性，提高了施工的安全性。
S6：参照图7，侧向挡板4一周安装型钢骨架5，具体安装时，可先测量侧向挡板4之间的间距，根据测量值提前将型钢骨架5焊接完成，然后利用吊车将型钢骨架5从古遗址6上方放下，并将型钢骨架5中的竖向钢管51底部焊接在横向穿设梁1顶部或者纵向支撑梁2顶部；
在另一种实施方式中，也可以现场依次安装竖向钢管51、横向钢管52以及连接钢管53，在现场安装时，应先将竖向钢管51的内壁紧贴侧向挡板4外侧，并将竖向钢管51的底部焊接在横向穿设梁1顶部或者纵向支撑梁2顶部，然后架设横向钢管52，使得横向钢管52的内壁紧贴侧向挡板4外侧，最后再利用连接钢管53将相对的竖向钢管51顶部焊接。
型钢骨架5作为辅助支撑设备，其目的是，为了提高侧向挡板4的稳定性，可以起到临时加固的作用。同样的，也可以使用方木代替型钢骨架5，在用方木代替时，应采用螺栓紧固的方式对其进行连接。
S8：使用吊机或平移方式将古遗址6移动至目标位置。
S9：在目标位置与新地基完成就位连接。
本申请实施例的实施原理为：
首先，根据古遗址6具体构造设计支撑底板3、横向穿设梁1、纵向支撑梁2、侧向挡板4以及型钢骨架5，在工厂定制加工或现场制作，然后将古遗址6一周开挖至底部；紧接着在古遗址6底部依次顶进横向穿设梁1和支撑底板3，并在横向穿设梁1底部安装纵向支撑梁2；
待底部托盘结构施工完成后，再在古遗址6的一周安装侧向挡板4，为了提高侧向挡板4的稳定性，侧向挡板4外还固定有型钢骨架5，利用型钢骨架5加固侧向挡板4的作用力；
紧接着利用吊车或平移方式将古遗址6移动至目标位置，最后在目标位置完成古遗址6与新地基的就位连接。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，其特征在于，包括位于古遗址（6）底部的底部托盘结构以及多个围在古遗址（6）一周的侧向挡板（4），
其中，所述底部托盘结构包括支撑底板（3）、多个横向穿设梁（1）以及纵向支撑梁（2），
所述横向穿设梁（1）和支撑底板（3）穿设在古遗址（6）底部，所述支撑底板（3）位于横向穿设梁（1）上方并抵接于古遗址（6）底部，
所述纵向支撑梁（2）用于连接多个横向穿设梁（1）并位于横向穿设梁（1）下方，
所述侧向挡板（4）与横向穿设梁（1）或纵向支撑梁（2）固定。
2.根据权利要求1所述的一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，其特征在于，还包括罩设于古遗址（6）外侧的型钢骨架（5），所述型钢骨架（5）作用在各侧向挡板（4）外侧，使侧向挡板（4）抵接在古遗址（6）一周。
3.根据权利要求2所述的一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，其特征在于，所述型钢骨架（5）包括多根竖直设置的竖向钢管（51）、多根水平设置的横向钢管（52）以及固定于竖向钢管（51）顶部的连接钢管（53），所述横向钢管（52）的内侧壁抵接在侧向挡板（4）的外壁上，所述竖向钢管（51）位于横向钢管（52）的外侧，并对多根横向钢管（52）进行串联，所述竖向钢管（51）的底部固定于横向穿设梁（1）或纵向支撑梁（2），所述连接钢管（53）连接在相对的两竖向钢管（51）顶部。
4.根据权利要求3所述的一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，其特征在于，所述横向钢管（52）之间端部与端部相连，形成绕古遗址（6）一周的多层环形结构。
5.根据权利要求1所述的一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，其特征在于，所述侧向挡板（4）靠近古遗址（6）的一侧设置有弹性层。
6.根据权利要求1所述的一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，其特征在于，所述支撑底板（3）由多块板体拼接而成，且相邻板体之间相互固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，其特征在于，所述横向穿设梁（1）和纵向支撑梁（2）均采用工字型钢。
8.根据权利要求1所述的一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，其特征在于，所述横向穿设梁（1）的长度方向与纵向支撑梁（2）的长度方向相互垂直。
9.一种用于古遗址平移及吊装的方法，其特征在于，采用如权利要求1-8中任意一项所述的一种用于古遗址平移及吊装的钢套箱施工装置，包括以下步骤：
S1：根据古遗址（6）具体构造设计支撑底板（3）、横向穿设梁（1）、纵向支撑梁（2）、侧向挡板（4）以及型钢骨架（5），在工厂定制加工或现场制作；
S2：将古遗址（6）一周开挖至底部；
S3：古遗址（6）底部顶进横向穿设梁（1）；
S4：古遗址（6）底部顶进支撑底板（3），顶进支撑底板（3）时，支撑底板（3）应位于横向穿设梁（1）上方，且与横向穿设梁（1）接触；
S5：横向穿设梁（1）的端部下方固定连接纵向支撑梁（2）；
S6：安装侧向挡板（4），侧向挡板（4）的底部与横向穿设梁（1）或纵向支撑梁（2）固定连接，侧向挡板（4）的侧壁抵接于古遗址（6）外侧；
S7：侧向挡板（4）一周安装型钢骨架（5），所述型钢骨架（5）现场施工或根据各个侧向挡板（4）的间距整体预制再施工，所述竖向钢管（51）的底部焊接在横向穿设梁（1）顶部或者纵向支撑梁（2）顶部，且所述横向钢管（52）的内壁紧贴侧向挡板（4）外侧；
S8：将古遗址（6）移动至目标位置；
S9：在目标位置与新地基完成就位连接。
10.根据权利要求9所述的一种用于古遗址平移及吊装的方法，其特征在于，所述侧向挡板（4）在安装之前，在侧向挡板（4）一侧粘接缓冲层，缓冲层粘接完成后，再将侧向挡板（4）粘接有缓冲层的一侧紧贴古遗址（6）放置。
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