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“当代愚公”与“建筑移位”, 把不可能变为可能
《华东科技》     发布时间:2018-04-18 15:20    

相传古时候愚公移山,二郎神担山压太阳,虽然都是神话故事,但无不体现当时人们对改变自然的渴望。而在当今社会,随着城市建设发展脚步的不断加快,越来越多历史文物的传承在城市规划建设中不自然的成为“障碍物”,要如何将古建筑遗产与现代城市建设发展保持平衡?如何将古代神话中的“移位”切实运用到现代城市建设发展中去?

“上海音乐厅平移与顶升”、“浙江三门千年古樟整体平移”、“刘长胜故居整体平移”和“百年玉佛寺平移与顶升”无不在用事实告诉大众——“愚公移山”是臆想,“建筑移位”却是现实。这背后离不开上海天演建筑物移位工程股份有限公司(以下简称“天演”)的“上帝之手”,其先后获得“上海高转项目认定”、“上海高新技术成果转化”、“专利试点企业”、“上海科学技术进步二等奖”等荣誉证书。


百年玉佛寺“凌波微步”

上海玉佛禅寺自1882年兴寺以来,已历经130多个春秋。寺院信众多,海内外游客络绎不绝,年客流量可达到200万人次。每逢重大节日、香期,更是人山人海,特别是除夕、大年初一举行新春祈福活动,单日客流量更是突破10万人次。面临着消防、交通、建筑结构、高密度人员集聚等多重公共安全隐患。因此,在综合空间、安全、人流等因素后,拥有一百多年历史的玉佛寺开始整体向北“凌波微步”,“行走”了30.66m且整体升高0.85m。

据天演董事长蓝戊己介绍,在移位之初,由于是优秀历史文物且是砖木结构的建筑样式,此次平移对大雄宝殿进行了加固,在楼房、佛像等处都搭建了脚手架,墙壁内外都要贴上木板、木龙骨,将整个楼房“包裹”成一个整体,楼底则用钢筋混凝土浇筑一个“托盘”,托住整个建筑物,平移时的受力点也都在“托盘”上,而不是在楼体建筑上。而后再是安装千斤顶进行交替顶升,抬升就位;最后将大雄宝殿与新基础进行连接。

虽然同样是平移,但玉佛寺和上海音乐厅的手法还是不同的。“如果把上海音乐厅的平移过程看作是推一个‘箱子’的话,那么大雄宝殿木结构不生根的特点使其过程类似于推一张‘桌子’。”蓝戊己如是说,“‘桌子’下方还需带着所有佛像、佛台一起移动,过程中如何保障整体结构和佛像文物的安全,对于施工方来说是一个巨大的挑战。”

最后经过多方的论证和商议,决定采用“框支撑”的保护技术,此举的好处在于能够保证佛像在平移顶升的加速瞬间稳如泰山。随着平移的结束,殿前将增设钟鼓楼、观音殿,而大雄宝殿与天王殿之间的广场面积将扩大近一倍,为重大香期及大型活动提供容积场地。


“平移术”里的高科技

当然,较之于十多年前上海音乐厅的平移,此次玉佛禅寺计划采用的是交替顶升技术,后者在工程实施过程中更具有可控性。

具体原理,蓝戊己现身说法表示,前者的顶升采用的是临时支撑的方式,千斤顶顶升到一定高度之后,将整座建筑安放在临时支撑物上,再重新设置千斤顶高度,进行下一轮的顶升。在这“一顶一放”轮流交替的过程中国暗含着诸多的风险,即不排除造成建筑角度扭转等可能性。而此次玉佛寺的交替顶升技术已经得到广泛推广使用,可以有效避免上述问题。据悉,大雄宝殿平移到位后,底部千斤顶将分为两组进行交替顶升,使建筑物连续受力,不发生偏斜。

此外,在平移中,“先托换后开挖”、“木柱可拆卸抱鼓凳托换”、“三维激光扫描”、“近景测量”、“无人机航摄影像”等技术也被运用其中,它们逐一地对大雄宝殿进行快速扫描,采用数据融合技术实现2D和3D影像之间的互通,对三维场景精准复原,同时利用虚拟现实技术及其他数字技术,立体再现大雄宝殿的原貌。

由于移位的同时需要一同平移“佛像”,因此天演在建筑物(包括佛像)上布置了很多观测点,这些观测点有力和变形的电子信息传感器、有光学观测表面变化的多种方式实时监控移位的整个过程,以及相对应的预警措施。在作业过程中,对移位的加速度、速度等进行实时监控,及时做到防患于未然。


不断演进的“平移术”

随着移位、顶升改造工程在国内的不断发展与完善,其实际应用也不断地走进大众视野。蓝戊己表示,经过这些年的发展与创新,相关技术正在逐渐走向更高的技术层面、更高的可操作性与更安全的施工工艺。

作为上海高新技术企业的天演在建筑结构顶升、平移领域进行了大量的创新与实践,并申请了多项针对建筑结构顶升、平移施工的专利,获得过上海市科技进步二等奖等荣誉。通过不断的应用与改善,形成了一些规范性的施工工艺技术,使得施工过程稳定有效,还参编了《桥梁顶升移位改造技术规范》。

“在‘顶升、平移、再顶升’的工程三步曲中,最关键也是难度最大的是平移前的顶升。”蓝戊己如是说。

不管是上海音乐厅移位中所首次采用的“PLC控制的液压同步平移顶升系统”,还是浙江三门千年古樟移位中第一次将建筑物整体移位技术与园林技术完美结合,从而填补我国古树名木整体平移技术领域的这一空白……它们都在不同程度上保护着建筑物的整体布局,降低了费用、减少了经济投入,取得了较好的社会效益和经济效益。

此外,天演不仅拥有移房、移树、抬桥等几项拳头产品,而且把移位技术推广应用到城市地铁下穿及轻轨托换沉降控制、大型隧道盾构掘进机掉头等前沿施工领域中。当然,这些成绩的取得离不开发展过程中的人才资源。

天演始终注重把科技创新和人才培养与引进作为重点。天演与同济大学建筑物移位技术研究中心合作,在建筑物安全保障体系与抗震加固领域有着广博精深的研究,并在建筑物移位中房屋质量检测、房屋加固、隔震与实时监测等方面取得了丰硕成果。天演在为建筑物移位技术研究提供大量科学依据的同时,还培养了一大批的人才。

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2019年07月刊

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