历史建筑整体移位工程设计分析

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［摘要］本文以苏州某历史建筑为例，介绍了建筑物整体移位工程的设计方案。工程采用车载移位系统，并从从临时加固、墙体托换、移位轨道、新基础设计、就位连接等几个方面进行了精心设计。结果表明：移位设计方案安全、可靠，顺利完成了移位任务。

［关键词］历史建筑；移位；车载移位系统

前言

历史建筑属于物质文化遗产的一种，具有历史、艺术、科学、文化和社会等价值。保护历史建筑，真实、完整的保存并延续其历史信息及价值，将其作为历史见证予以传承，使其成为当代经济可持续发展的重要资源。建国七十多年来，尤其是改革开放四十年来，我国历史建筑保护工作取得了举世瞩目的成绩。然而，随着城市的快速发展及扩大，许多历史建筑已处于城市中心位置，历史建筑的保护与城市规划的矛盾日益突出，建筑物整体移位技术是解决该矛盾的一种有效方法[1-3]。

1工程概况

历史建筑（如图1所示）位于苏州市姑苏区，整体坐西朝东偏北，为单幢带有民国时期风格坡屋顶楼房，两层砖木结构带阁楼。建筑平面呈长方形，长19.45m，宽12.83m；正门位于东南侧，门前设骑廊露台，西南侧设有边门；建筑用地面积为298.1m2，建筑面积为739.2m2。历史建筑始建于民国八年（1919年），一位美国医生得到捐赠，在四摆渡作为医院进行筹建，现状留存单栋楼房原为医院办公楼，至民国二十六年抗战爆发医院停办。新中国成立之后，收治过志愿军伤员、地方精神病人等。该建筑具有一定的历史、文化价值，于2014年被列入苏州市控制保护建筑。为缓解卫生资源的供需矛盾，提升保障与改善民生水平，拟在地块内建设医疗中心。为了满足医疗中心建设的要求，对该历史建筑进行整体移位，向西（偏北）移动约22m，随后向北（偏东）移动约113m，建筑物标高抬升1.3m。

2整体移位设计

建筑物整体移位技术的基本原理是：建筑物与下部基础脱开后，将其托换到移动装置上，利用移动装置将建筑物移动到新址，再与新基础进行就位连接。移位过程中的建筑物如图2所示。

2.1车载移位系统

本工程采用车载移位系统[4]进行建筑物的移位，车载移位系统由移位台车并联组成。移位台车由滚轮、下台车、千斤顶、上台车等几个部分组成（如图3所示）。采用钢制滚轮：刚度大，摩擦力小。上下台车采用型钢焊接而成：下台车内部装有电机，自带动力；上部台车与结构预留的构件连接。千斤顶为双作用液压千斤顶，可实现上升和下降的双控制。 移位台车布置于待移位结构底部，通过上台车进行连接；台车宜均匀分布于结构底部，可根据结构形式、荷载情况等进行适当调整；千斤顶分组接入不同的油路，当地面不平时，可达到自动调节高度的效果，保证建筑物底部处于同一水平面；台车通过精轧螺纹钢或者型钢双向连成一个整体，形成车载移位系统，平面布置如图4所示。车载移位系统可应用于单向、多向、斜向、旋转、顶升、下降、上下坡等单工况、多工况移位工程，适用范围几乎涵盖所有的移位工况，并已多次应用于实际工程中。

2.2临时加固

根据检测报告，该结构整体性和刚度差，抗震措施设置不到位。为保证移位过程中结构安全，在移位前对结构用型钢进行临时加固处理。型钢选用编号14a的槽钢，水平向每层设置两道，首尾相连形成整体；竖向槽钢间距为3000mm，与水平向槽钢相互焊接，从托换梁顶一直延伸至屋檐；墙体内外侧对称设置槽钢，并通过螺栓夹紧固定；为保证强度和刚度接近，槽钢在两个方向均有设置；槽钢内嵌方木，通过方木与原结构接触，可最大限度地减小对原结构面层的损伤。通过采用型钢加固的临时措施，为建筑提供了一个强度、刚度均较好的钢框架，相当于砌体结构中的圈梁及构造柱，可大幅度提高历史建筑的结构安全度；另外，型钢临时加固措施具有可逆性，型钢在移位工程结束拆除后，对建筑基本没有损伤，最大限度地保留了历史建筑的原始风貌。

2.3墙体托换

托换技术是建筑特整体移位的关键的技术之一，本工程的墙体和构结柱采用双夹梁式托换方法。双夹梁式托换方法施工便捷，工期短，成本大，对建筑安全系数高。双夹梁尺寸为250mm×600mm，连梁间距不大于1000mm，梁上端标高不得高于外墙花岗岩仿石砖下端。在面积超过15m2的房间位置，增设交叉连梁，以增大结构整体钢度大，减小建筑物在移动过程中的变形。每道双夹梁在钢筋绑扎过程要相互连接并整体浇筑，共同组成了一个刚性的托架体系，这一刚性托架既可调整移位中因轨道不均匀沉降或轨道变形的少量不均匀变形，又可以保证牵引力可以较为均匀地传递到各个轴线的墙体上，极大地提高房屋在移动过程中的抗变形能力和整体性，避免结构在移动过程中出现裂缝和损伤。根据测绘图进行PKPM软件的建模（如图5所示），其中墙体按测绘图纸厚度输入，楼盖、屋盖活载取为0.5kN/m2，托换双夹梁的配筋依据软件的计算结果。由于托换双夹梁的重要性，不仅要满足受力的要求，还需要满足挠度的要求。根据软件计算结果，托换双夹梁挠度最大值为0.65mm，是计算跨度的1/9330，远小于规范要求的挠度限值，竖向刚度大，在移位过程可有效降低不均匀变形对建筑的影响。

2.4移位轨道

本次移位工程，铺设枕木、砂石、钢板作为下轨道。（1）场地平整，对低凹区需填土碾压夯实，对局部较高地势需降低地面标高；（2）挖除回填土，以2层黏土作为持力层，采用级配砂石分层夯实，每层厚度不大于200mm，压实系数不小于0.94；（3）采用重型压路机压实，地基承载力特征值不小于150kPa；（4）辅设一层枕木，枕木垂直轨道方向辅设；（4）枕木上铺设20厚钢板；（5）轨道与枕木间用砂石垫实，保证轨道平整、均匀受力。

2.5新基础设计

由于建筑物荷载不大、分布均匀，且场地内无液化土，新基础采用条形基础进行设计。根据岩土工程勘察报告，场地内2层黏土属于中偏低压缩性土，土质均匀，工程性能较好，地基承载力特征值为200kPa，适宜作为持力层。条形基础的宽度、厚度、配筋由模型计算得到。条形基础上砌筑一定高度的砖放脚，以满足就位连接的要求。

2.6就位连接

建筑物移位到目标位置后，与新基础处条形基础进行连接，使上下结构形成一个整体。首先设置临时支撑，在保证建筑物稳定的情况下，分区域分批撤出移位台车；使用L形钢筋，在双夹梁及基础处分别植筋，植筋深度满足规范要求；进行外包混凝土的浇筑，浇筑厚度为100mm。就位连接立面图如图6所示。

3结论

本工程采用车载移位系统对历史建筑进行移位，从临时加固、墙体托换、移位轨道、新基础设计、就位连接等几个方面进行了精心设计，安全、可靠，保证了项目的顺利完成。目前，历史建筑已顺利移位至目标坐标，并通过了文物主管部门的验收。

参考文献

[1]卫龙武，吴二军，李爱群等.江南大酒店整体平移工程的关键技术[J].建筑结构，2001，31（12）：6.

[2]李爱群，卫龙武，吴二军等.江南大酒店整体平移工程的设计[J].建筑结构，2001（12）：3-5，8.

[3]徐风，杨燕，陈永站等.地下空间开发中的历史建筑迁移保护实例研究[J].建筑工程技术与设计，2015（35）：25-26.

[4]卫海，卫龙武，徐维平.具有自行走功能的建筑物整体平移装置[P]中国：ZL201510623250.5，2017-05-03.

作者：徐贾 卫海 卫龙武 单位：江苏鸿基节能新技术股份有限公司