一种模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置，包括设置有夯土机的车架，夯土机铰接在车架的顶部下方，夯土机与车架之间铰接有夯土角度电动调节机构，夯土机的下方连接有钻夹头，钻夹头连接有夯头组件，车架的底板开设有供夯头组件穿过的夯土孔，车架上围绕夯土孔设置有除尘机构，夯土机、夯土角度电动调节机构和除尘机构均与控制器相连。本发明专利技术还公开了一种模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置的使用方法，包括夯补角度调节、同步除尘调节、夯头组件更换和夯补模式控制。本发明专利技术可再现、简化古建筑地基以及城墙基础施工过程中的古法工艺，以模拟古建筑古法施工过程中的人力棍夯以及集束夯夯补做法，同时实现单次夯补与连续夯补的随意切换。

A ramming device simulating the ancient ramming technology of city wall and its application

【技术实现步骤摘要】
一种模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置及其使用方法
本专利技术涉及古建筑夯补
，特别是一种模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置及其使用方法。
技术介绍
古代建筑和城墙承载灿烂文明，传承历史文化，维系民族精神，是国家的“金色名片”。近年来，国家大力支持文物保护行业的预防性保护，并提出在维修古建筑时，应保存原形制、原结构、原材料和原工艺。经考古挖掘得知，古人用方块版筑法夯筑城墙时，最外侧的版块因夯打挤压外张而呈上大下小的方斗型，为保持城墙结构的稳定，古人创造了一种独特的修整技术，即在模板拆除后，用集束木棍从外侧用力击打整形，可见城墙的夯补并不局限于基底平面，也可能用于夯补一定角度范围内的斜面。根据史料记载和考古报告可知，古代城墙及古建筑基础夯补的施工工艺多是通过人力，采用夯击工具上下逐次夯补完成，夯击工具多为棍夯和集束棍夯，古代的夯击工具不是上下垂直使用捣固泥土，而是斜向击打逐层构造出纵向和横向相互交叉的坚实的多层夯补层，夯击工具的直径随朝代和区域的变化而变化，各不相同。另外，古代城墙采用方块版筑法，是在拟建城墙区段的槽内基底上分段分层夯筑城墙。在城墙的发掘过程中，发现有些柱洞内有灰烬朽木痕迹，推断夯筑版块完成后木骨可能并不抽走，而是将其直接保留与城墙之中，专家认为它的作用与其他木骨不同，该木骨位于纵横基槽相交处有中心柱洞，它的作用相当于“桢木”，考古现场显示“桢木”会遗留在土体内，能够有效加固土体，提高土体的强度参数。在修缮城墙本体和古建筑基础时面临如下问题，现有夯土装置是根据当代施工要求进行设计的，夯土机借助装置可动部件的上下运动冲击力将地面夯实。根据已公布的专利可知这种装置的夯板形状为方形形状，其可快速将地面夯击平整，夯击过程中夯板连续不间断的冲击地面，夯补现场尘土飞扬，噪声较大，且搭载夯补工具的平台移动较为困难，实属不便。这样的施工环境会给工程的实施带来很大的不便，也会影响工人的身心健康，造成环境污染。另外，现有的夯土装置只能借助可动部件上下运动的冲击力将地面夯实，不能在夯土的同时构造出纵横交错的应力，因而在修补古建筑时不仅不能保证按原形制、原结构、原工艺进行文物保护，而且夯补的结构强度也远不如原结构。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出一种模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置及其使用方法，解决了现有夯补装置和夯补工艺无法满足文物修补所要求的按原形制、原结构、原工艺进行文物保护技术问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置，包括带轮的车架，车架上设置有夯土机，所述夯土机的顶部铰接在车架的顶部下方，夯土机的侧面与车架之间铰接有夯土角度电动调节机构，夯土机的伸缩端头下方连接有钻夹头，钻夹头连接有夯头组件，夯头组件包括集束夯和棍夯，车架的底板开设有供夯头组件穿过的夯土孔，车架上围绕夯土孔设置有除尘机构，所述夯土机、夯土角度电动调节机构和除尘机构均与控制器相连，控制器连接有操作面板和外接电源。进一步地，所述夯土角度电动调节机构包括两个与控制器相连的电动伸缩油缸，电动伸缩油缸的一端铰接在夯土机的外壁上、另一端铰接在车架的内壁上，两个电动伸缩油缸关于夯土机对称设置。进一步地，所述夯土机的顶部通过球铰机构铰接在车架顶部的下方，夯土角度电动调节机构包括在前后左右四个方向设置的电动伸缩油缸，电动伸缩油缸与控制器相连，电动伸缩油缸的一端通过铰接在夯土机的外壁上、另一端铰接在车架的内壁上，所述操作面板包括控制四个电动伸缩油缸伸缩的摇杆式控制手柄。进一步地，所述除尘机构包括设置在车架上的水箱，水箱内设置有与控制器相连的水泵，水泵连接有朝向夯土孔的雾化喷头。进一步地，所述水泵的出水口连接有主管道，主管道环绕夯土孔成环形设置，主管道上设置有若干个雾化喷头，若干个雾化喷头围绕夯土孔成环形设置。进一步地，所述除尘机构包括设置在车架底面的弹性防尘垫或者防尘网，弹性防尘垫开设有与夯土孔对应的通孔，防尘网围绕通孔设置。进一步地，所述集束夯和棍夯均包括相同的上固定件，上固定件包括卡接在钻夹头内的固定轴，固定轴的下方连接有固定盖，固定盖的下端面设置有若干个安装槽，所述集束夯的集束杆、棍夯的夯棍可拆卸设置在安装槽内，固定盖的侧壁设置有紧固集束杆或夯棍的紧固螺栓。进一步地，所述集束夯的各个集束杆的顶端通过固定柱固定连接，固定柱插接在固定盖内，固定柱的顶端设置有与安装槽插接配合的凸起。一种模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置的使用方法，其特征在于：包括夯补角度调节、同步除尘调节、夯头组件更换和夯补模式控制；进行所述夯补角度调节时，在操作面板输入倾斜角度，控制器根据接收到的倾斜角度控制电动伸缩油缸伸缩，则电动伸缩油缸带动夯土机相对车架转动，则夯土机底端的夯头组件与地面成倾斜夹角；进行所述同步除尘调节时，在操作面板输入除尘指令，控制器会跟接收到的除尘指令控制水泵启动，水泵向各主管道供水，则与主管道相连的各个雾化喷头向夯土孔处喷水雾除尘，同时弹性防尘垫能够防止夯土过程中产生的灰尘向外扩散。所述夯补模式包括使用集束夯时的连续夯筑和单次夯筑，包括使用棍夯时的连续夯筑和单次夯筑，所述棍夯的夯棍包括不锈钢夯棍和木质夯棍，使用木质夯棍时采用单次夯筑且将木质夯棍留置在夯洞内；通过调节夯土机的输出功率，控制夯土组件的夯击力度。进一步地，所述夯头组件更换包括集束夯与棍夯之间的更换，还包括集束夯中的集束杆的更换，还包括棍夯中的夯棍的更换，进行上述各类更换时只需旋拧紧固螺栓更换固定盖下方的集束杆或夯棍。本专利技术可一定程度再现、简化古建筑地基以及城墙基础施工过程中的古法工艺，以模拟古建筑古法施工过程中的人力棍夯以及集束棍夯夯补做法，并可实现夯击次数的调节，使得与古建筑古法施工的作用和效果相接近，同时根据夯补要求实现单次夯补与连续夯补的随意切换，方便拆卸更换夯头。此外，本专利技术的车架结构简单，具有除尘降燥功能，避免因为夯补造成的粉尘和噪声污染，方便操作人员灵活移动和便捷操作。本专利技术将有助于提高施工工艺和加快施工进度，解决了文物保护行业的痛点问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的剖视结构示意图；图2为图1中集束夯的仰视图；图3为本专利技术棍夯的剖视图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1，一种模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置，如图1所示，包括带轮的车架1，车架1上设置有夯土机2，车架1上设置有扶手，操作者可以推动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置，包括带轮的车架（1），车架（1）上设置有夯土机（2），其特征在于：所述夯土机（2）的顶部铰接在车架（1）的顶部下方，夯土机（2）的侧面与车架（1）之间铰接有夯土角度电动调节机构（3），夯土机（2）的伸缩端头下方连接有钻夹头（4），钻夹头（4）连接有夯头组件（5），夯头组件（5）包括集束夯（51）和棍夯（52），车架（1）的底板开设有供夯头组件（5）穿过的夯土孔（11），车架（1）上围绕夯土孔（11）设置有除尘机构（6），所述夯土机（2）、夯土角度电动调节机构（3）和除尘机构（6）均与控制器相连，控制器连接有操作面板和外接电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置，包括带轮的车架（1），车架（1）上设置有夯土机（2），其特征在于：所述夯土机（2）的顶部铰接在车架（1）的顶部下方，夯土机（2）的侧面与车架（1）之间铰接有夯土角度电动调节机构（3），夯土机（2）的伸缩端头下方连接有钻夹头（4），钻夹头（4）连接有夯头组件（5），夯头组件（5）包括集束夯（51）和棍夯（52），车架（1）的底板开设有供夯头组件（5）穿过的夯土孔（11），车架（1）上围绕夯土孔（11）设置有除尘机构（6），所述夯土机（2）、夯土角度电动调节机构（3）和除尘机构（6）均与控制器相连，控制器连接有操作面板和外接电源。


2.根据权利要求1所述的模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置，其特征在于：所述夯土角度电动调节机构（3）包括两个与控制器相连的电动伸缩油缸（31），电动伸缩油缸（31）的一端铰接在夯土机（2）的外壁上、另一端铰接在车架（1）的内壁上，两个电动伸缩油缸（31）关于夯土机（2）对称设置。


3.根据权利要求1所述的模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置，其特征在于：所述夯土机（2）的顶部通过球铰机构铰接在车架（1）顶部的下方，夯土角度电动调节机构（3）包括在前后左右四个方向设置的电动伸缩油缸（31），电动伸缩油缸（31）与控制器相连，电动伸缩油缸（31）的一端通过铰接在夯土机（2）的外壁上、另一端铰接在车架（1）的内壁上，所述操作面板包括控制四个电动伸缩油缸（31）伸缩的摇杆式控制手柄。


4.根据权利要求1-3任一项所述的模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置，其特征在于：所述除尘机构（6）包括设置在车架（1）上的水箱（61），水箱（61）内设置有与控制器相连的水泵（62），水泵（62）连接有朝向夯土孔（11）的雾化喷头（63）。


5.根据权利要求4所述的模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置，其特征在于：所述水泵（62）的出水口连接有主管道（64），主管道（64）环绕夯土孔（11）成环形设置，主管道（64）上设置有若干个雾化喷头（63），若干个雾化喷头（63）围绕夯土孔（11）成环形设置。


6.根据权利要求1-3或5任一项所述的模拟城墙古法夯补工艺的夯土装置，其特征在于：所述除尘机构（6）包括设置在车架（1）底面的弹性防尘垫（65）或者防尘网，弹性防尘垫（65）开设有与夯土孔（11）对应的通...

【专利技术属性】
技术研发人员：任克彬，杨振威，刘晨辉，李新明，尹松，
申请(专利权)人：河南省文物建筑保护研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41