一种历史土遗址、古建筑城墙的加固保护与修复方法

摘要

本发明涉及一种历史土遗址、古建筑城墙的加固保护与修复方法，包括以下步骤：A、外形留样；B、表面括模；C、布设架梁；D、拉结钢筋网；E、浇筑混凝土；F、喷涂固化剂。本发明的目的在于解决或至少减轻现有的修缮与保护方法无法在修缮加固后恢复历史遗迹的原貌的问题，提供一种历史土遗址、古建筑城墙的加固保护与修复方法。

说明书

技术领域

本发明涉及历史文化土遗址保护技术领域，尤其涉及一种历史土遗址、古建筑城墙的加固保护与修复方法。

背景技术

随着经济不断发展、传统文化的复兴，人们对历史文化日益关注，历史遗址遗迹的保护和恢复受到空前重视。

基于中国土木建造的悠久传统，国内大多历史遗址文化遗迹，都跟夯土有关，如长城、城墙等。

历史土遗址保护的现状和大环境，作为世界性难题，不容乐观。传统夯土城墙，由于工艺、自身特点及存在环境，原状保护难度较大。尤其北方晋冀鲁豫陕甘青地区，长城、城墙等历史土遗址数量类型多，分布广，且历史悠久、建造技术多样、保存状况复杂，更给修缮保护带来困难。

近年来，干燥状态的土遗址保护问题不大，但雨水和潮湿状态下，历史土遗址应怎样修缮加固，才能收效显著，难度较高。

其次，更难的还在于，修缮加固之后，如何恢复历史遗址的原貌，也就是原汁原味的原始风貌。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，解决或至少减轻现有的修缮与保护方法无法在修缮加固后恢复历史遗迹的原貌的问题，提供一种历史土遗址、古建筑城墙的加固保护与修复方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种历史土遗址、古建筑城墙的加固保护与修复方法，包括以下步骤：

A、外形留样，对古建筑城墙形态进行拍照留样；

B、表面括模，根据古建筑城墙外表面形态进行制作模板；

C、布设架梁，在古建筑城墙表面挖出网格状的沟槽，沟槽内固定嵌入网格状的架梁，所述架梁沿古建筑城墙外形布设；

D、拉结钢筋网，在古建筑城墙表面外侧布设网格状的钢筋网，所述钢筋网通过锚索与架梁固定连接；

E、浇筑混凝土，将步骤B中的模板对应安装于古建筑城墙外侧，所述模板与钢筋网可拆卸连接，在古建筑城墙和模板之间浇筑混凝土，混凝土成型后拆除模板；

F、喷涂固化剂，在混凝土表面喷涂固化剂，根据步骤A中的留样对喷涂后的外表面进行修整，使修整后的形态与古建筑城墙修复前的形态相吻合。

为了进一步实现本发明，可优先选用以下技术方案：

优选的，所述步骤C中的架梁包括定位盘和连杆组件，所述定位盘呈十字形，若干个定位盘矩形阵列布设，所述连杆组件设置于相邻的两个定位盘的端部之间，连杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆内端与第二连杆内端相互铰接，第一连杆外端和第二连杆外端分别与相邻的两个定位盘的端部铰接。

优选的，所述定位盘与连杆组件之间设置有连接组件，所述连接组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件内端与第二连接件内端相互铰接，第一连接件外端和第二连接件外端分别与定位盘的端部和连杆组件端部固定连接。

优选的，所述第一连杆和第二连杆均包括外杆和内杆，所述内杆沿其长度方向滑动套合于外杆内，第一连杆的内杆的内端与第二连杆的内杆的内端相互铰接。

优选的，所述定位盘中心处通过膨胀螺栓固定设置于步骤C网格状的沟槽的交叉处，所述连杆组件沿古建筑城墙外表面形态通过膨胀螺栓固定布设于沟槽内。

优选的，所述步骤C中通过挖沟装置挖沟槽，所述挖沟装置包括挖臂部件和挖头部件，所述挖头部件设置于挖臂部件头端，所述挖臂部件包括若干个挖臂组件，所述挖臂组件包括上臂体、下臂体和转盘，所述上臂体下端与下臂体上端铰接，上臂体与下臂体之间设置有开合机构，所述开合机构为液压杆，所述转盘转动设置于该挖臂组件的下臂体下端面中心处，转盘固定设置于该挖臂组件下侧的挖臂组件的上臂体上端面中心处，转盘与该挖臂组件的下臂体之间设置有转动机构，所述转动机构为电机，所述电机固定设置于下臂体，电机的输出轴与转盘传动连接。

优选的，所述挖头部件包括挖头本体和定位组件，所述挖头本体呈杆状，挖头本体头端设置有向下的挖钩、尾端固定与相邻的上臂体上端，所述定位组件对称设置于所述挖沟的两侧，定位组件包括安装杆、连杆、轮板、定位轮和调整机构，所述安装杆竖直设置于挖沟侧面且与挖头本体固定连接，所述连杆为平行设置的两个，其中一个连杆的端部铰接于安装杆上端，另一个连杆的端部铰接于安装杆下端，所述轮板上下两端分别铰接于两个连杆远离安装杆的一端，所述定位轮转动设置于轮板外侧，所述调整机构用于调整连杆的长度方向与安装杆长度方向之间的夹角。

优选的，所述调整机构包括定位板、定位杆和定位弹簧，所述定位板呈环形板状，两个定位板分别转动设置于安装杆侧端面上部和轮板侧端面下部，所述定位杆两端分别滑动套合于两个定位板内，所述定位弹簧套合于定位杆中部，定位弹簧两端分别抵至两个定位板。

优选的，所述连杆两端均通过转轴与安装杆或轮板铰接，连杆一端的所述转轴转动套合于连杆和安装杆，连杆另一端的所述转轴转动套合于连杆和轮板，所述定位板固定设置于转轴端部。

优选的，所述安装杆为平行设置的两个，所述连杆位于两个安装杆之间，所述轮板呈H形。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明在原遗址表面拓模，模板与钢筋网多点连接，固定可靠，以便于后期模板支护和浇筑与原遗址颜色相同的超高性能混凝土。

由于事先在原遗址表面拓模加之外壳的随形，便把原遗址的肌理感颗粒度和凸凹度完全的保留下来，施工过程中，当混凝土浆料灌入模板内凝固后，拆掉模板，原始土遗址的原始风貌就呈现出来了。

本发明在古建筑城墙表面挖出沟槽，沟槽内固定嵌入架梁，架梁与钢筋网配合，确保修复后的牢固性，土墙体结实，力学性能优越，与结构相结合，浑然一体，抗折抗剪抗压强。外墙或接近外墙的结构，发挥挡土墙功能，架梁牢固坚实，能够有效保护墙体，防止垮塌。

本发明的架梁采用模块化设计，方便批量加工生产，且便于使架梁与古建筑城墙表面形态相对应。

附图说明

图1为本发明的架梁的结构示意图；

图2为本发明的定位盘的结构示意图；

图3为本发明的连杆组件的结构示意图；

图4为本发明的连接组件的结构示意图；

图5为本发明的挖臂组件的结构示意图；

图6为本发明的挖头部件的结构示意图；

图7为本发明的挖头部件的结构剖视图；

图8为本发明的挖头本体的结构示意图；

图9为本发明的轮板的结构示意图；

图10为本发明的定位板和转轴的结构示意图；

其中：1-定位盘；2-第一连杆；3-第二连杆；4-第一连接件；6-第二连接件；7-外杆；8-内杆；9-上臂体；10-下臂体；11-转盘；12-液压杆；13-电机；14-挖头本体；15-挖钩；16-安装杆；17-连杆；18-轮板；19-定位轮；20-定位板；21-定位杆；22-定位弹簧；23-转轴。

具体实施方式

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合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。

实施例1：

如图1-10所示，一种历史土遗址、古建筑城墙的加固保护与修复方法，包括以下步骤：

A、外形留样，对古建筑城墙形态进行拍照留样；

B、表面括模，根据古建筑城墙外表面形态进行制作模板；

C、布设架梁，在古建筑城墙表面挖出网格状的沟槽，沟槽内固定嵌入网格状的架梁，架梁沿古建筑城墙外形布设；

D、拉结钢筋网，在古建筑城墙表面外侧布设网格状的钢筋网，钢筋网通过锚索与架梁固定连接；

E、浇筑混凝土，将步骤B中的模板对应安装于古建筑城墙外侧，模板与钢筋网可拆卸连接，在古建筑城墙和模板之间浇筑混凝土，混凝土成型后拆除模板；

F、喷涂固化剂，在混凝土表面喷涂固化剂，根据步骤A中的留样对喷涂后的外表面进行修整，使修整后的形态与古建筑城墙修复前的形态相吻合。

为了使架梁能随古建筑城墙表面形态布设，步骤C中的架梁包括定位盘1和连杆组件，定位盘1呈十字形，若干个定位盘1矩形阵列布设，连杆组件设置于相邻的两个定位盘1的端部之间，连杆组件包括第一连杆2和第二连杆3，第一连杆2内端与第二连杆3内端相互铰接，第一连杆2外端和第二连杆3外端分别与相邻的两个定位盘1的端部铰接；任意相邻的两个定位盘1之间的横向距离值和纵向距离值均相等。

定位盘1与连杆组件之间设置有连接组件，连接组件包括第一连接件4和第二连接件5，第一连接件4内端与第二连接件5内端相互铰接，第一连接件4外端和第二连接件5外端分别与定位盘1的端部和连杆组件端部固定连接。

第一连杆2和第二连杆3均包括外杆7和内杆8，内杆8沿其长度方向滑动套合于外杆7内，第一连杆2的内杆8的内端与第二连杆3的内杆8的内端相互铰接。

定位盘1中心处通过膨胀螺栓固定设置于步骤C网格状的沟槽的交叉处，连杆组件沿古建筑城墙外表面形态通过膨胀螺栓固定布设于沟槽内。

为了使挖出的沟槽的高度方向与古建筑城墙表面垂直，步骤C中通过挖沟装置挖沟槽，挖沟装置包括挖臂部件和挖头部件，挖头部件设置于挖臂部件头端，挖臂部件包括若干个挖臂组件，挖臂组件包括上臂体9、下臂体10和转盘11，上臂体9下端与下臂体10上端铰接，上臂体9与下臂体10之间设置有开合机构，开合机构为液压杆12，转盘11转动设置于该挖臂组件的下臂体10下端面中心处，转盘11固定设置于该挖臂组件下侧的挖臂组件的上臂体9上端面中心处，转盘11与该挖臂组件的下臂体10之间设置有转动机构，转动机构为电机13，电机13固定设置于下臂体10，电机13的输出轴与转盘11传动连接。

为了优化产品结构，挖头部件包括挖头本体14和定位组件，挖头本体14呈杆状，挖头本体14头端设置有向下的挖钩15、尾端固定与相邻的上臂体9上端，定位组件对称设置于挖沟的两侧，定位组件包括安装杆16、连杆17、轮板18、定位轮19和调整机构，安装杆16竖直设置于挖沟侧面且与挖头本体14固定连接，连杆17为平行设置的两个，其中一个连杆17的端部铰接于安装杆16上端，另一个连杆17的端部铰接于安装杆16下端，轮板18上下两端分别铰接于两个连杆17远离安装杆16的一端，定位轮19转动设置于轮板18外侧，调整机构用于调整连杆17的长度方向与安装杆16长度方向之间的夹角。

进一步优化产品结构，调整机构包括定位板20、定位杆21和定位弹簧22，定位板20呈环形板状，两个定位板20分别转动设置于安装杆16侧端面上部和轮板18侧端面下部，定位杆21两端分别滑动套合于两个定位板20内，定位弹簧22套合于定位杆21中部，定位弹簧22两端分别抵至两个定位板20。

连杆17两端均通过转轴23与安装杆16或轮板18铰接，连杆17一端的转轴23转动套合于连杆17和安装杆16，连杆17另一端的转轴23转动套合于连杆17和轮板18，定位板20固定设置于转轴23端部。

安装杆16为平行设置的两个，连杆17位于两个安装杆16之间，轮板18呈H形。

历史土遗址保护的现状和大环境，作为世界性难题，不容乐观。传统夯土城墙，由于工艺、自身特点及存在环境，原状保护难度较大。尤其北方晋冀鲁豫陕甘青地区，长城、城墙等历史土遗址数量类型多，分布广，且历史悠久、建造技术多样、保存状况复杂，更给修缮保护带来困难。

近年来，干燥状态的土遗址保护问题不大，但雨水和潮湿状态下，历史土遗址应怎样修缮加固，才能收效显著，难度较高。

其次，更难的还在于，修缮加固之后，如何恢复历史遗址的原貌，也就是原汁原味的原始风貌。

本发明在原遗址表面拓模，模板与钢筋网多点连接，固定可靠，以便于后期模板支护和浇筑与原遗址颜色相同的超高性能混凝土。

由于事先在原遗址表面拓模加之外壳的随形，便把原遗址的肌理感颗粒度和凸凹度完全的保留下来，施工过程中，当混凝土浆料灌入模板内凝固后，拆掉模板，原始土遗址的原始风貌就呈现出来了。

本发明在古建筑城墙表面挖出沟槽，沟槽内固定嵌入架梁，架梁与钢筋网配合，确保修复后的牢固性，土墙体结实，力学性能优越，与结构相结合，浑然一体，抗折抗剪抗压强。外墙或接近外墙的结构，发挥挡土墙功能，架梁牢固坚实，能够有效保护墙体，防止垮塌。

本发明的架梁采用模块化设计，方便批量加工生产，且便于使架梁与古建筑城墙表面形态相对应。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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。