第一章 绪论
1.1 建筑物整体平移技术概述
建筑物整体平移技术作为对既有建筑物保护和改造的一种综合性技术,是指在建筑物为了满足城镇化发展或者道路拓宽、轨道交通建设等规划的要求,并且保证原建筑的使用功能的完整性与结构的安全性的前提下,通过一系列的技术保障手段,从原址整体迁移到规划新址。在建筑物整体平移的过程中,通常包含横向平移、纵向平移、旋转和顶升等移位方式。建筑物的整体平移是一项技术要求高且风险大的工程,平移前应当给予建筑物适当的加固与补强。
建筑物整体平移技术起源于国外,发展至今已超过百年历史。因为很多欧美国家对于环境保护、人文历史等方面特别重视,使得对其本国仍具有应用价值的建筑宁愿花重金利用平移技术将其迁移到指定位置,然后通过对其进行修缮保护后予以再利用,拆除与重建往往是不得已而为之的选项,这从许多欧美国家的主要城市建筑风格与形式中可以得到相应验证。我国在二十世纪九十年代开始应用该项技术,特别是近三十多年我国始终处于一个城镇化发展的高速时期,城市中大规模的城区改造、道路规划、古建筑保护等促进了我国在建筑物整体平移技术方面的飞速发展,尤其是近几年,多项吉尼斯世界纪录不断被打破,各种新的平移理论技术不断应用于工程实践当中,并且取得了比较理想的效果。
一般来说建筑物的整体平移方法主要分两种。第一种属于建筑工程领域,即在确保建筑主体结构的安全与完整的情况下建筑物整体移位至新址;第二种是将建筑物先进行标注拆分,待转移至新址后再进行拼装复原,该方法偏向于建筑工程与文物保护的综合交叉领域。目前,建筑物整体平移技术主要应用在以下几大领域范围:
(1)因建筑物不均匀沉降超限采取的纠偏复位。(2)因城市规划,将有使用价值的建筑物移位至规定新址。(3)因建筑物朝向不合理而采用旋转技术调整朝向。(4)因古建筑位于工程建设区域,通过利用平移技术进行异地保护。(5)大型桥梁的局部构件地面拼装后进行移位安装。(6)因楼房层高不足引起的断柱顶升工程。
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1.2 建筑物整体平移的意义
建筑物整体平移技术的出现与发展应用对于我国城市建设、规划等具有重大意义,其主要可以体现在三个方面:首先是在城区改造方面,其次是在环境保护方面,第三为文物古建筑保护方面。
1.2.1 建筑物整体平移技术在城区改造中的意义
目前,我国正处于经济建设的高速发展阶段,也处于城镇化深入发展的关键时期,截止到 2017 年末,我国城镇化率从 17.9%提升到 58.52%。随着最新《国家新型城镇化规划(2014-2020)年》颁布,城镇化建设依然稳中前行,各大中小城市的城区改造、道路重新规划、地下轨道交通建设等正如火如荼地行进。但是在改造与规划的过程之中,部分仍具有较高使用价值的建筑物不免会被圈进城市规划的红线范围之内,这些建筑如若拆除将会造成巨大的经济损失,而建筑物整体平移技术则有效的解决了上述矛盾。其主要可以体现在以下两点:
(1)经济效益高。平移建筑物所需投资仅为拆除重建的 30%~60%左右,并且施工工期更短,根据建筑物的规模大小,一般情况下为 3 个月至 1 年的时间。
(2)有助于和谐社会的建设与发展。建筑物的平移施工当中,在平移前除施工区域楼层,其他楼层可以进行正常的生活与办公,这就降低了建筑物在拆除时面临的安置与赔偿难度。
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第二章 整体平移理论与关键技术
2.1 理论基础
建筑物平移是指在建筑物的基础底部或上部制作一个可以承受建筑物全部荷载的构件,使待被移动的建筑与此构件形成一个稳定整体,再将建筑物与构件形成的整体与原基础分离,根据工程所需,通过选择不同的移位装置与动力施加,沿地基上设置的支撑轨道或设计路线移位至指定位置。通常情况,需要进行平移的建筑物主要因素如下:一种情况是该建筑物仍具有较大的使用价值,另一种情况是古建筑,虽然使用价值并不高,但是其所蕴含的文化价值、历史价值确是无法比拟的,这些建筑由于城市规划,如城区改造、道路拓宽、地下轨道交通兴建等原因,导致建筑物占用了规划空间,拆除又会造成环境污染以及巨大的经济、文化损失,因此对这些建筑物进行平移便可以有效解决此矛盾。
建筑物进行整体平移需要实施以下步骤:
(1)收整建筑物的原始资料,包括岩土勘察报告、竣工图、施工记录等相关技术资料,如无详细资料,则需对建筑物进行结构检测鉴定,根据技术资料或者鉴定报告以及现场勘察结果,对建筑物进行平移可行性评估分析,若满足条件则确定总体方案。
(2)根据方案以及结构分析计算进行技术设计,通常包括托换体系、新址与平移路线基础、平移装置、动力施加体系、就位连接等方面。
(3)待平移建筑物的现基础加固以及平移路线与新址的基础施工。
(4)施工建造结构托换体系,使建筑物上部结构与托换体系形成一个稳定整体。
(5)施工建造平移轨道,根据不同的平移方案设置相应的动力施加体系与平移装置。
(6)将待平移建筑物与旧基础割断。
(7)对分离的建筑物施加动力由旧址平移至目标新址。
(8)建筑物平移就位后与新基础进行可靠连接与相应加固,修复施工部位。
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2.2 设计重点
建筑物平移是一项跨学科、技术要求高、同时具有一定风险的工程,因此在对建筑物平移工程进行技术设计的时候要遵循以下几点:
(1)保证托换底盘即上轨道梁的整体刚度可以承载上部结构荷载的不均匀分布,以及在移位过程中可以抵抗推、拉、顶升、旋转等引起的附加内力。
(2)保证托换底盘具有的强度可以承受行走装置(滚轴或滑块)引起的局部压力,
同时还要足以承受平移轨道的局部变形导致的动力冲击。
(3)平移路线基础这类临时性受力结构设计时可适当降低安全系数。
(4)需多次反复受力的结构在设计时应提高安全系数。
(5)充分考虑新旧基础的地基之间存在的变形差异,针对新基础沉降进行计算,
注意区分平移过程中荷载迅速增加与新建建筑荷载缓慢增加的不同。
(6)结构计算简图与实际应相符,计算方法合理,包含清晰的传力路径。
(7)建筑物平移至新址后要有符合国家标准的可靠连接,处于地震区的建筑物应按抗震标准进行检测鉴定,针对不满足标准的建筑要进行加固处理。
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3.1 引言..................................................30
3.2 工程概况.......................................................30
3.3 建筑物平移保护价值..........................................31
第四章 建筑物远距离平移施工技术与管理............................ 61
4.1 本平移工程的特点与总施工流程....................................61
4.1.1 工程特点.................................61
4.1.2 总施工流程................................61
第四章 建筑物远距离平移施工技术与管理
4.1 本平移工程的特点与总施工流程
4.1.1 工程特点
1、海南省侵华日军劳工监狱是两座具有多年历史的单层砌体结构的建筑,由于缺乏妥善的维护,导致建筑物整体的强度和刚度均很弱,墙体有多处裂缝,部分砖墙风化严重,甚至有部分红砖已经完全风化至穿孔。因此要将这样两座整体性极差的建筑整体平移到位,显然是一项具有施工难度大、文物保护要求高以及风险较高特点的工程。
2、该两座建筑由日本人修建,对建筑物原结构基础数据不清楚,所以在施工土方开挖时需特别小心,不能用机械近距离操作,只能由人工边挖边勘探,对施工进度和安全事故有较大的负面影响。
3、由于采用液压模块平板车作为平移装置的“轮动式”平移工程极少的应用于实际平移工程当中,缺乏足够的同类型工程施工的参考和借鉴,因此在施工管理中具有一定的难度和挑战。
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结论和展望
结论
随着我国城镇化的不断深入,建筑物整体平移技术被越来越多的应用去解决因城区改造、道路规划、轨道交通建设等原因导致的既有建筑物存留问题或拆迁矛盾,取得了极大的社会效益和经济效益。因为大部分的建筑物整体平移工程的平移距离都比较短,所以通常采用“滚动式”平移或“滑动式”平移作为解决方案,但是由于建筑物整体平移是一项具有高风险的工程,当建筑物需要进行远距离平移时,传统的平移方式面临着风险与成本成倍增加的考验。因此本文以海南省侵华日军劳工监狱砌体结构整体平移工程为例,对建筑物远距离平移时采用液压模块平板车作为平移装置的“轮动式”平移方式的设计以及施工技术进行了分析研究,主要结论入下:
(1)介绍建筑物整体平移技术概念,阐述了该项技术应用的意义并回顾了国内外发展应用概况与研究现状,对相关工程的平移方式与设备进行了定性和定量分析。
(2)通过对建筑物整体平移的关键技术的系统论述,给出不同托换形式、不同牵引方式以及不同平移方式之间的优缺点和适用范围,其中托换形式要根据建筑物的结构和受力构件进行选取,牵引方式与平移方式要根据建筑物的重量、周围环境与平移距离的远近进行选择。
(3)以海南省侵华日军劳工监狱砌体结构整体平移工程为例,依据简要的经济技术分析,选取了建筑物在需要进行远距离整体平移时采用液压模块平板车作为平移装置的“轮动式”整体平移方案,并以此为基础给出了液压模块平板车的选型建议和两种建筑物装卸平板车方法,对所平移的砌体结构进行了加固设计,并提出了其托换方式及地基处理与顶升方法,同时根据液压模块平板车进出托换托盘底部的需要利用有限元软件MIDAS 对千斤顶拆卸过程和车载平移中的托换托盘进行稳定性分析与验算,验算结果表明拆卸过程以及车载平移阶段安全可靠。以平移工程中的四个关键阶段可靠度分析方法对该砌体结构整体平移的风险进行评估,得出结论“风险较小”,该结论也侧面验证了此平移工程的安全性与可行性。
参考文献(略)