建筑物平移技术管理论文

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近年来，在大规模城市改造和房地产开发过程中，常常涉及到一些保护性的文物建筑和近代优秀建筑，由于这些建筑的特殊性及其在地块中的特殊位置，常常使规划设计顾此失彼，矛盾重重。对这些建筑采取何种保护措施直接关系到规划设计的总体布局，影响到城市改造及房地产开发的社会效益和经济效益。而采用建筑物整体迁移技术则可以很好的解决好这一问题：一方面通过平移可能完好无损的将建筑保存下来，另一方面，通过平移可以使整个地块的规划布局更趋科学合理，从而使经济效益得到明显提升。下面以两个工程实例来说明建筑物整体迁移技术及其在解决上述问题中所发挥的积极作用：

工程实例一：愚园路刘长胜故居迁移工程

刘长胜故居位于静安区愚园路81号，是四层砖、木、混凝土混合结构房屋。房屋始建于1916年，是刘长胜1946年在上海时的寓所，也是中共中央上海局和上海市委的秘密机关所在地。1991年公布为上海市革命纪念地点。房屋东西长14.6m,南北长14.69m，占地面积约200平方米,建筑面积约800平方米，总重约1000吨。

由于要在该地段建造九百城市广场，而故居正处于规划位置的一角，如不将其迁移，不但影响到九百广场的建筑面积和综合效益，且保留下来的故居由于与九百广场太近，其历史价值也无法得到充分的挖掘。有关方面经反复论证后，决定采用建筑物平移技术将故居迁出原址，从而彻底解决这一问题。

该工程于2001年4月开工，于2002年3月底结束，累计平移79.5米，抬升45cm。

目前，九百城市广场主体已经完成，迁移到位的刘长胜故居也已大修改造完毕，重新装修后拟作为党史纪念馆对中外游人开放。

工程实例二：上海音乐厅整体迁移与顶升工程

上海音乐厅（原名南京大戏院）位于延安东路523号，建于1930年。由何挺然等人组织的怡怡股份有限公司所购爱多利亚路（今延安东路）原潮州会馆冢地兴建。1930年3月25日以美国寰球电影公司的新片《百老汇》（Broadway）首映开幕。1951改名为北京电影院。1959年，为举办第一届上海之春音乐会，经改造后更名为上海音乐厅。

上海音乐厅长48.76米，宽27.56米，总建筑面积3000平方米，为中国著名建筑师范文照设计的西方古典建筑形式的实例之一,1989年市政府公布为上海市优秀近代建筑文物保护单位。

上海音乐厅以其特殊的构造特点所产生的音响效果为中外音乐家所称道，但长期以来，由于其狭小的舞台、临近延安路噪音大、周围无法停车、功能设施不全等缺点严重影响了其优势的发挥和经济效益。有关方面急需改变这种状况。随着人民广场综合改造工程的实施，上海音乐厅整体迁移也成为其中的一个重要组成部分，根据规划要求，音乐厅向东南方向平移66.4米，整体抬升3.38米。

音乐厅整体平移到位后,恰处于延中三期新建绿地的中间，就像镶嵌在绿地中间的一颗明珠，不仅使音乐厅可以得到很好的保护，同时使音乐厅获得更大的扩建和发展空间，提高了其艺术品位和人民广场的文化氛围，给上海市人民奉献了一件建筑、文化艺术精品。

平移到位后，音乐厅的交通条件将更加便利，通过扩建，其配套设施及演出条件将大大改善，通过提升高度，将使其更加瞩目，良好的休闲环境及浓厚的艺术氛围将为其带来良好的经济效益。

该工程于2002年12月16日开工，于2003年7月8日迁移到位，目前已进入接柱及新结构施工阶段。

上述两例工程都采用了如下关键技术：结构加固、基础托换和同步顶推。其中刘长胜故居还采用了旋转技术，上海音乐厅还采用了同步顶升技术，在设备上音乐厅采用了更为先进的计算机控制的液压同步系统。

1．房屋加固技术：

对于文物建筑由于使用年代较远，结构较为松散，材料老化严重，经有关部门对房屋进行质量、安全鉴定后，一般都需要进行不同程度的加固，加固时以不改变房屋外貌为原则。

刘长胜故居以强度加固为主，稳定性加固为辅。

刘长胜故居房屋结构设计无抗震构造，木结构局部腐朽并损坏严重，墙体砂浆强度较低，部分粘土砖已风化剥落，有多处空洞及裂缝，个别内墙开裂，承载力有所降低。为保证平移过程中房屋的安全，对一楼采用钢丝网水泥砂浆和型钢进行加固，对二、三楼则只用型钢进行拉，如下图所示。

加固后的故居在先后三阶段平移一次旋过程中，均完好无损，没有出现任何结构裂缝。

上海音乐厅加固以空间刚度加固为主，强度加固为辅。

音乐厅具有如下结构特点：

a.占地面积广、体量大，结构空旷，空间刚度差，结构较为复杂；

b.平面荷重分布极不规则，墙、柱布置不对正，立面上错层较多，结构抗震性较差；

c.梁柱之间缺少拉结，舞台部分柱子自由度较大，稳定性差；

d.使用年限较长，混凝土强度较低，柱的检测强度只有6.3～13.2Mpa,局部结构已经开裂或变形；

e.结构现状不清晰，传力路线不明确，结构构件安全度不一致，不可预知因素多；

f.因其为保护性建筑，建筑艺术高，保护要求严，平移过程中不能损坏原有风貌风格，这就为平移前的加固增加了相当难度，也是历史保护性建筑成功迁移的关键因素之一；

根据上述结构特点，为了提高音乐厅的整体稳定性，对音乐厅总体上采用空间轻型钢桁架进行外拉内撑式“捆绑”加固法，重点对东西两则、观众厅及舞台进行加固。通过加固增加该部分梁柱之间的连接，降低墙、柱的自由度，从而改善原有结构的受力状态，增加音乐厅整体稳定性及整体刚度。加固总体布置图如下

音乐厅加固的特点与效果：

与刘长胜故居及以往移楼加固相比，音乐厅加固具有如下特点：

1．全部为空间刚度加固为主，以弥补音乐厅空间刚度不足，稳定性差的缺点

2.全部为轻型空间钢桁架，与原结构点状连接，不会对原建筑装饰造成破坏；

3.只是为保证平移安全而进行的临时加固，到位后全部拆除。

4.在平移和两次顶升过程中有效发挥了作用，保证了音乐厅的结构安全。

5.验收结果表明，由于采用了有效的加固措施，迁移结束后没有发现任何结构裂缝，吊顶及壁饰完好无损。

刘长胜故居与音乐厅加固对比表如下：

工程项目加固重点加固范围加固方式加固效果是否需要拆除

刘长胜故居强度主要承重墙钢丝水泥网、型钢良好型钢拆除

上海音乐厅刚度观众厅，舞台轻型空间桁架良好全部拆除

2．基础托换技术

所谓整体托换技术就是将滑动面以上的结构从原基础转换到一个新的可移动体系上，这个新的体系通常由夹墙梁、上滑梁、抱柱梁、连系梁等组成，总称为托盘梁系。其布置要与平移方向、墙柱分布、顶点布置相适应。

刘长胜故居基础托换：

刘长胜故居属砖混结构，托换主要是墙托换，局部有柱托换。托盘总布置图如下：。

音乐厅基础托换：

音乐厅总体上是框架结构，主要是柱托换，还有对保留墙体的托换，由于局部荷载比较集中，平移前利用托盘四根荷载较大的柱进行了卸荷。音乐厅托盘总体布置图如下：

与刘长胜故居及其它类似工程相比，上海音乐厅因其体量大，需要顶升的特点，托盘的设计与施工要复杂很多：增加了顶升上支墩、卸荷支撑梁、钢结构支撑梁、限位梁等多种结构。正是这些梁系很好的保证了音乐厅在迁移过程中的安全。

3．同步移位技术

所谓同步平移是指房屋各轴线在平移过程中保持方向不变，各滑道上的位移相同。如果说刘长胜故居的“同步”还处于肉眼观察、人工控制的初级阶段，那么上海音乐厅的“同步”已发生了质的飞跃，其整个过程可以实现自动监测、自动控制，其精度提高了十倍以上。音乐厅的平移就位误差可以较好的说明这一点：最大误差不超过13mm。

为了减少平移阻力，在音乐厅施工过程中第一次将不锈钢板－四氟板磨擦应用到平移领域，其摩擦系数只有0.02－0.025，而刘长胜居所采用的钢板－钢板的摩擦系数为0.1－0.2。

同步顶升技术：

建筑物提升适用于以下几种情况：

（1）建造年代较远的老建筑，由于上海近几十年来的地层沉降和道路多次修建，使得这些老建筑的底层地坪低于室外道路0.5－1.0甚至底于排水管道；常常因雨天积水室内潮湿而无法正常使用，为了改变其现状，可以通过整体提升的办法解决，刘长胜故居即属于这种情况。

（2）建筑物本身极具保护价值，但建筑面积小，功能不全，土地无法得到充分利用，历史价值无法得到充分挖掘，或经济效益不明显，或建筑效果不理想。通过整体提升并增加地下室进行扩建的方法可以解决此类问题，上海音乐厅即属于这种情况。

整体提升可以两种方式实现：爬坡提升和同步提升。

在刘长胜故居的迁移过程中，由于其平移距离较长，提升的高度不大，且现场施工条件较好，适宜于爬坡提升的方法，通过单向爬坡和正反坡平移将故居累计提升45cm,提升后的室内地坪高于室外人行道。

由于要与周边环境相适应及增加地下室的需要，上海音乐厅累计提升高度3.38米，为实现这一目标，经过专家反复论证，采用了整体顶升技术，顶升分两步：第一次在原地顶升1.7米，平移66.4米到达新址后再提升1.68米，整个顶升过程历时二十天，顶升结束后，吊顶等外装饰及结构完好无损。如此大规模，大体量的顶升，在国骨尚属首例，在国外亦不多见，该工程因其特殊性引起了国内外媒体的广泛关注。

4．PLC同步控制系统

在国内已经实施的建筑物移位项目中，无论是平移或是顶升，多以手动控制为主，同步控制的自动水化水平还较低，采用计算机控制技术的更少。且多用在纠偏顶升中，顶升的高度一般不超过80cm。上海音乐厅整体平移66.4米,累计顶升3.38米，迁移重量达5850吨，其综合施工难度堪称国内之最，在国外亦不多见。该方案集成了国内房屋平移、顶升方面先进的设计理论及施工实践经验，并运用了国际上先进的平移及顶升设备，代表了国际、国内在文物建筑平移领域的领先水平，该项目首次采用了PLC控制的液压同步系统，填补了国内在这方面的空白。

该套系统由由液压系统（油泵、油缸等）、检测传感器、计算机控制系统等几个部分组成。液压系统由计算机控制，可以全自动完成同步位移，实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示、故障报警等多种功能。该系统具有如下特点：

具有友好Windows用户界面的计算机控制系统；整体安全可靠，功能齐全；液控单向阀可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载有效支撑；所有油缸既可同时操作，也可单独操作；同步控制点数量可根据需要设置；适用于大体积建筑物或构件的同步位移；

由于在音乐厅迁移工程中采用了许多新技术、新材料，并引进了国外先进的设备，综合各方面，音乐厅平移与刘长胜故及类似的工程相比具有如下先进性：

工程项目摩擦系数平移速度(max)监测同步精度就位误差

刘长胜故居0．1-0．26cm/min肉眼观察30mm50mm

上海音乐厅0.02-0.0255cm/min计算机实时监控2mm13mm

除了上述关键技术外，在刘长胜整体平移工程中还采用了旋转技术、正反坡平移技术；在上海音乐厅平移工程中还采用了卸荷技术和限位技术等。其中正反坡平移和限位技术在国内属首次使用。

目前，建筑物整体平移技术已经日趋成熟和完善，特别是上海音乐厅的成功迁移，使这项技术达到了一个新的高度。刘长胜故居和上海音乐厅成功迁移的工程实例表明，在城市建设过程中，对于类似的问题完全可以采用建筑物整体移位技术进行解决，它对于解决城市建设中继承与发展的矛盾提拱了一条新思路。

作者信息:

郑华奇,系上海音乐厅平移顶升工程及刘长胜故居平移工程总工程师,同济大学建筑物移位技术研究中心主任工程师.