关键词： 排架建筑；迁移；拖换技术
在城市建设和改造过程中，经常发生现有建筑物（构筑物）和规划之间矛盾的问题，许多建筑物刚刚建造，还没有到使用年限，但是因为规划原因不得不拆除；还有一些是古建筑,特别是历史保护文物,具有无可比拟的文化价值,若强行拆除则损失难以估计。但是为避免拆除,不得不修改和调整规划,给城市建设发展造成永久缺憾,甚至带来新的问题。而建筑物整体迁移技术的出现,比较好地解决了这一难题；另外，因为只需要对基础部分进行处理，整体迁移工程所以工期通常较短，一般只有三至六个月，而拆除重建至少需要一至两年；通过整体迁移则可节约二分之一至六分之五的拆除重建费用；减少了建筑垃圾的处理,有利于保护环境。因此对于城市建设和改造具有重要的意义，其推广应用将产生巨大的经济社会效益。
建筑物整体迁移技术把建筑结构力学与岩土工程技术紧密结合起来，在保证建筑物主体结构整体性和使用功能的前提下,将其从原址迁移到新址的技术。主要包括建筑物水平方向的平移、旋转和纠偏等，还包括垂直方向的顶升、加高和调坡等。本文研究的移动建筑物为某库房，建筑长70米，宽15米，建筑面积1400平方米，结构形式为框架排架结构。原工程的使用年限为50年，剩余使用年限为35年。根据建设单位发展和场地规划要求，建筑物平移顺序：先向南平移约80米，再向西平移约100米，最后向南平移20米。
一、迁移步骤的设计分析
平移方案的基本思路是将建筑物和基础分离，放到移动系统上，移动系统安放到轨道梁上，在建筑物一侧施加推力或拉力，移动系统和建筑物就会在轨道上移动，到达预定新位置后，将建筑物和新基础连接。本工程施工方案的关键是托换技术（将建筑物托换到滚动装置上）、切割技术、同步移动施力系统和就位连接构造。本方案采用安放滚动装置和同时浇筑上加固梁的托换技术，同先切断再用千斤顶顶起的托换方法相比，节省顶升千斤顶费用，避免因顶升不同步产生附加应力的危险。移动时随时调控，安全可靠。
施工过程如下：
① 上部结构临时加固（根据原结构状况确定）；
② 制作下轨道梁并安放滚动装置；
③ 在滚动装置上制作上托架；
④ 切断柱，使建筑物支撑在移动装置上；
⑤ 安放牵引装置；
⑥ 水平牵连引，建筑物在轨道上平移；
⑦ 就位连接，包括其它生活配套设施。
二、迁移前结构临时整体加固
考虑到本次平移建筑结构楼层底，结构整体质量较轻，原结构排架部分上部结构整体性差，为保证平移过程中结构安全和平移对结构的刚度要求，需要对该结构采用临时型钢支撑进行临时加固处理，加强各推进点的同步控制，有效控制相邻点的位移差值，能够确保上部结构的整体安全，平移后进行拆除，对原结构不造成破坏。
三、上下轨道梁及横墙托梁的设置
平移托盘系统在建筑物平移过程中主要起承托上部结构和平移施力系统。需要将建筑物整体分离后，搁置在托盘系统上，平移时通过慢绞车对托盘系统施加水平牵引力，从而使结构整体移动，因此要求平移托盘系统必须具备一定的承载能力和足够刚度来抵御平移过程中结构的变形，根据结构空间布置情况和承重方式选用钢筋混凝土夹梁，同时设置一定数量的型钢支撑，增强托盘系统的水平刚度。
四、轨道梁系统
平移轨道分为下轨道和上轨道，下轨道是结构平移线路上连接新旧基础用于支撑滚轴的结构。上轨道梁是平移结构底部，设置在滚轴上部用于托起上部建筑的结构。轨道一般由下轨道梁和铺设的钢板组成。轨道梁起安全支撑作用，钢板起减小摩擦和防止滚轴受力不均匀引起的局部承压破坏的作用。
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本工程结构底部托盘系统同时充当平移过程中上轨道梁，上轨道梁采用在柱和墙体两侧设置夹梁，并间隔一段距离将墙体打通采用横向梁将夹梁连接成整体的方法进行上托盘轨道梁施工。下轨道梁在原结构基础顶部以及结构平移线路上进行设置。上、下轨道梁的的位置因上下对应。本工程下轨道梁分两个部分，原结构基础部分采用支模浇筑混凝土形成下轨道梁，浇筑宽度同上轨道梁。平移路线部分，对平移路面进行平整夯实后，上铺枕木和组合型钢形成下轨道梁。
五、建筑物迁移的拖换和监测方法
轨道梁施工完成后，为了尽量减小对原结构的损伤和扰动，采用无损静力切割技术对该建筑上部结构与基础进行分离。无损静力切割设备可选用水钻。本工程采用牵引环、慢速绞车对建筑物施加牵引力，平移前先固定慢速绞车，慢速绞车通过钢管等固定在地面上，慢速绞车牵连引绳要与建筑物重心、平移线路方向一致。慢速绞车的安装既要保证在竖向平面内水平,又要保证在水平平面内水平，以避免慢速绞车在施加水平牵引力时出现向下或向下及向右或向左的分力。前者分力会增加建筑的倾斜度，增加局部滚轴和平移轨道间的摩擦力。后者反力则会使滚轴的轴线和轨道轴线出现斜交，使建筑在平移中出现偏位。根据设计要求，在平移过程中慢速绞车是要移动的，且每隔10m移动一次。
楼房平移中精确的同步控制相当重要，控制应为同步位移控制，其中上轨道梁的应力应变监测为辅。为保证各个轴线同步移动, 本工程采用PLC计算机控制系统实现平移过程中的同步控制。核心控制装置是西门子S7-200系列的CPUS7-224，施工前需根据各横向轴线上各柱竖向轴力的合力计算出每轴所需要的牵外力。加荷之前应选择在所需要的牵外力最大的轴线的上轨道梁的适当部位，安装振弦应变计以方便对上轨道梁的应力应变进行监测，荷载逐步增加，直到房屋移动。整体平移工程设计启动时滚动摩擦系数为10%，实际顶推时，启动荷载滚动摩擦系数6%左右，正常平移时只有4%。
六、建筑物的就位及与新基础的连接
在平移建筑新基础施工时，在基础顶面柱、墙体等于原结构连接部位预先留设连接钢筋，待平移建筑平移至新址后，将建筑物相应位置的钢筋凿出，同新基础预留钢筋焊接连接，然后对连接部位凿毛并清理干净后浇筑高强灌浆料使之成为整体；建筑物就位后，上部结构继续建造的过程中，需要对结构主体状态实时监测。
结语：我国目前每年拆除建筑物的面积高达上亿平方米，大量建筑物被拆除，而建筑物迁移技术可以为房屋拆迁、城市建设、绿色发展提供了新的思路，具有巨大的经济和社会价值。在建筑迁移工程中受力状态复杂，需要结合结构自身的特点对移位方案进行具体的分析，在施工过程和就位后的建筑物进行监测，保证其使用性和安全性。
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作者：李翔，安徽黄山人，1984年出生，硕士研究生.
论文作者:李翔
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷第20期
论文发表时间:2020/1/14
标签：建筑物论文; 结构论文; 轨道论文; 慢速论文; 绞车论文; 技术论文; 排架论文; 《建筑实践》2019年38卷第20期论文;