曆史建築平移保護與加固改造的研究
發布時間:2014-07-15
[摘 要] 曆(li)史(shi)建(jian)築(zhu)的(de)保(bao)護(hu)與(yu)加(jia)固(gu)關(guan)係(xi)到(dao)人(ren)類(lei)社(she)會(hui)物(wu)質(zhi)文(wen)明(ming)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)人(ren)類(lei)文(wen)化(hua)遺(yi)產(chan)的(de)綿(mian)延(yan),具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)曆(li)史(shi)文(wen)化(hua)價(jia)值(zhi)。在(zai)當(dang)今(jin)城(cheng)市(shi)建(jian)設(she)中(zhong)用(yong)曆(li)史(shi)和(he)發(fa)展(zhan)的(de)眼(yan)光(guang)處(chu)理(li)曆(li)史(shi)建(jian)築(zhu)保(bao)護(hu)與(yu)城(cheng)市(shi)建(jian)設(she)的(de)關(guan)係(xi),對(dui)體(ti)現(xian)城(cheng)市(shi)文(wen)化(hua)底(di)蘊(yun)和(he)特(te)色(se)具(ju)有(you)積(ji)極(ji)意(yi)義(yi)。總(zong)結(jie)了(le)曆(li)史(shi)建(jian)築(zhu)的(de)保(bao)護(hu)加(jia)固(gu)現(xian)狀(zhuang)和(he)三(san)種(zhong)保(bao)護(hu)方(fang)案(an),根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)曆(li)史(shi)建(jian)築(zhu)的(de)特(te)點(dian)和(he)保(bao)護(hu)要(yao)求(qiu),提(ti)出(chu)了(le)
加固技術、整體遷移技術和在保護曆史建築本體的同時如何提高其
抗震性能等關鍵技術措施,從結構角度分別對五個已完成的典型工程進行了討論.
[關鍵詞] 曆史建築;保護;加固;平移
1 引言
曆史建築作為一座城市不同時期最可靠的見證,承載著它建造年代的政治、經濟、文化和科技等諸多珍貴曆史信息,記錄著一座城市的滄桑歲月,具有重要的曆史、renwenheyanjiujiazhi,shizuxianliugeiwomendebaoguicaifu,womenyouzerenjiangqiwanzhengzhenshidichuangeizisunhoudai,zhiyouzheyangcainengshiyizuochengshidelishimianyanbujue,yizuochengshidewenhuacaihuideyijichenghefazhan.
世界範圍曆史建築的保護是從19世紀後半葉由英、法、意等國開始的[1]。在zai我wo國guo,隨sui著zhe經jing濟ji發fa展zhan和he城cheng市shi化hua進jin程cheng的de加jia快kuai,需xu要yao進jin行xing持chi續xu性xing再zai建jian設she和he舊jiu城cheng改gai造zao,在zai此ci過guo程cheng中zhong,如ru何he處chu理li好hao城cheng市shi發fa展zhan與yu曆li史shi建jian築zhu保bao護hu的de關guan係xi,實shi現xian發fa展zhan與yu保bao護hu的de和he諧xie統tong一yi,成cheng為wei在zai城cheng市shi大da規gui模mo建jian設she和he舊jiu城cheng改gai造zao時shi期qi迫po在zai眉mei睫jie的de問wen題ti.
由於曆史建築年代久遠,整體性差,
抗震性差,因此曆史建築的保護工作,不僅僅局限於建築學和城市規劃等方麵的研究,更需要結構工程師提出安全可靠、堅固耐久和
抗震性能好的修複
加固方案.
本文結合五個工程實踐,從結構角度討論了曆史建築保護與加固的技術措施.
2 工程實踐
2.1 濟南客站原候車室鑒定加固與增層改造
2.1.1 工程概況
濟南客站原候車室建於1958年,1992對其進行鑒定加固和增層改造.
該建築物為兩層
鋼筋混凝土內框架結構,外縱牆承重,平麵為L形,在平麵轉角處有一20mm寬的伸縮縫。伸縮縫處框架柱為六邊形,其餘框架柱均為矩形截麵,外砌120mm厚粘土磚成八邊形。外承重牆為帶壁柱T形斷麵,主梁斷麵尺寸為300mm×600mm,跨度為7.8m,次梁斷麵尺寸為220mm×450mm,跨度為7.2m。樓、屋蓋為
鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋,樓麵板厚80mm,屋麵板厚70mm,板跨2.4m。柱下為素混凝土基礎,磚牆下為毛石條形基礎.
2.1.2 鑒定加固
對原結構構件的變形和裂縫、材料強度、
抗震性能、場地地質等均進行了現場檢測與勘探.
對各材料采用不同檢測方法進行取樣和試驗.
檢測結果為混凝土強度等級為C15,受力鋼筋為HPB235級,磚強度等級為MU10,砂漿強度等級為M0.4。屋麵梁撓度滿足規範要求,但大部分存在裂縫,最大裂縫寬度達0.6mm,樓麵梁撓度最大為37mm,約為1200l,房屋傾斜滿足規範要求.
該建築物原設計未考慮
抗震設防,經脈動試驗法測定,伸縮縫以東部分橫向基本周期為0.226s,以西部分為0.305s.
該場地地層自上而下依次為:雜填土、粉質粘土和閃長岩。既有建築物地基持力層為粉質粘土,承載力標準值為170KPa.
加固改造時,將原內框架結構形式改為框架結構形式,即在柱列縱軸位置處縱牆內側設置
鋼筋混凝土構造柱,且沿縱向設置
鋼筋混凝土聯係梁。同時將原伸縮縫兩側的
柱加固成一個整體柱,取消伸縮縫,滿足現行規範要求。對改造後樓麵活荷載增大的板,采用後澆
鋼筋混凝土麵層加固法。原結構中的框架柱采用在四周植筋後外包混凝土的加大截麵加固法。對於原結構中的梁依不同情況分別采用加大截麵法、短筋焊接連縱筋加固法、外包角鋼加固法。由於上部荷載增加較大,對原基礎采用微型樁進行了托換.
2.1.3 增層改造
根據建設單位要求,改建後需成為集售票、辦公、會議、餐廳於一體的多功能建築,建築麵積由原來的4501m2增加到6000m2左右,為節約資金及充分利用原候車室層高優勢(原層高6.9m),決定通過室內增層達到新的使用要求,將原二層結構增到四層。改建前後剖麵見圖1.
2.2 濟南“老洋行”平移與
抗震加固工程
2.2.1 工程概況
位於濟南市緯六路27號的“老洋行”建於1919年,是濟南商埠區保存較完整具有南歐巴洛克建築風格的早期代表性曆史建築,見圖2.
圖1 剖麵圖Fig.1 Crosssection 圖2 老洋行平移現場Fig.2 Movingofthe“Lao-Yang-Hang”onsite 該建築為二層帶閣樓磚木結構,建築麵積約600m2。2005年將其向西平移15m.2.2.2 平移設計及施工
gaigongchengtongguoqiangxiashuangshangguidaoliangjiganggunzhoujiangshangbujiegoutuohuandaoxiaguidaoliangshang,pingyihouweizhidexinjichuzuohaohou,yongduotaitongbuyeyaqianjindingjianglishijianzhuqianyinpingyidaoxindeweizhi。shangguidaoliangzhijianyouxielianglianjie,gongtongxingchengyigepingfangde、水平剛度很大的桁架,可以保證平移過程中上部結構的安全。此工程的特別之處在於,平移到位後,滾軸保留在上、下軌道梁之間不再取出,與在縱橫牆交接處後加的鉛芯橡膠隔震支座共同形成隔震層.
cicipingyigongchengzaiguoneishoucijianggezhenjishuyingyongyulishijianzhubaohu。tongguoxianchangdongce,zhengmingyougunzhouyuqianxinxiangjiaogezhenzhizuogongtongzuchengdegezhencenggezhenxiaoguomingxian.
2.3 濟南宏濟堂平移與
抗震加固工程
2.3.1 工程概況
濟南市宏濟堂經二路藥店建於1920年,為兩層磚木結構,由南樓和北樓組成,見圖3。南樓建築麵積約320m2,北樓建築麵積約160m2。該建築向北平移約11.6m,向東平移約16m,旋轉3.8度,建築物平移到位後,再整體頂升0.4m.
圖3 宏濟堂平移現場Fig.3 Movingofthe“HongJi-tang”onsite 2.3.2 平移設計及施工
考慮到該建築物整體性較差,決定采用對上部結構影響較小的雙梁式托換,同時牆兩側的托換梁每隔1.5m左右就增加了一根連接短梁,並且在各軌道梁之間增加了水平斜撐.
綜合對比該工程重量小、整體性差和
抗震性差的特點,決定采用具有移動平穩、振動小、對軌道不平整度適應能力好等特點的滑動式整體平移技術.
使用聚四氟乙稀板作為行走機構,牽引係統采用PLC控製的同步液壓千斤頂,確保平移過程中的平穩性和同步性。平移到位後,在上托換梁與地下室牆、柱之間安裝鉛芯橡膠隔震墊,與滑動橡膠支座共同組成隔震層.
2.4 濟南郵政局北二樓鑒定
加固工程
2.4.1 工程概況
濟南市郵政局北二樓位於濟南經二路162號,為兩層磚混結構,建成於1919年.
2.4.2 鑒定結果及
加固方案
按甲方要求,僅對結構的安全性及
抗震性能進行複核,並對相關構件進行承載力複核和加固設計,屬保護性修繕設計範圍.
鑒定發現部分牆體外裝飾層脫落,磚風化酥碎.
現場抽樣檢測了部分牆體的粘土磚和砌築砂漿的抗壓強度,結果表明,牆體所用青磚強度≥MU7.5,石灰砂漿強度可評定為M0.4。因此,采用兩側外掛鋼筋網外抹水泥漿,其中牆長小於1m的窗間牆采用沿窗高範圍四角包角鋼的加固處理方法來解決牆體承載力不足的問題,並對牆體斜裂縫進行灌漿處理.
zaiyuanjiacengkuojianshinverqiangyadingquanbukailie,hunningtususuituoluo,gangjinwailushengxiu,yinciduiyunverqiangjuedingchaichuzhongjian,zhongjianshizengshegouzaozhu,gouzaozhuzongjincaiyonghuaxuezhijinmaoruloubannei.
部bu分fen混hun凝ning土tu柱zhu曾zeng經jing進jin行xing過guo擴kuo大da截jie麵mian的de加jia固gu,後hou加jia截jie麵mian與yu原yuan柱zhu截jie麵mian脫tuo離li,鋼gang筋jin生sheng鏽xiu外wai露lu,混hun凝ning土tu層ceng脫tuo落luo。處chu理li方fang法fa為wei剔ti除chu露lu筋jin部bu位wei混hun凝ning土tu,鋼gang筋jin除chu鏽xiu後hou,水shui泥ni砂sha漿jiang抹mo平ping,然ran後hou外wai包bao角jiao鋼gang加jia固gu.
鋼筋鏽蝕引起混凝土梁底產生順筋裂縫,剔除裂縫周圍混凝土,鋼筋除鏽後,用灌漿料修補至原尺寸,待灌漿料強度>C20時,梁底粘貼300g
碳纖維布二層.
2.5 濟南經八緯一路老別墅整體遷移工程
2.5.1 工程概況
原位於濟南市經八緯一路的一幢建於民國初期的老別墅是中國近代建築晚期重要居住建築之一,距今已有80餘年曆史.
該建築為局部二層磚木結構,牆下灰土條基,東西長15m,南北寬9m,總高6.5m,占地麵積約108m2,總重320t。2009年3月1日,山東建築大學工程鑒定加固研究所在國內首次采用大距離原樣整體遷移技術成功將其遷移25公裏,見圖4.
圖4 “老別墅”遷移中Fig.4 Movingofthe“LaoBie-shu”ontheway 2.5.2 行走機構及牽引設備
此次遷移使用法國NICOLAS大型液壓平板拖車,共使用2列20組車板,車輪共計128個。該大型液壓平板拖車,由載重部分和牽引部分組成,自身具有動力裝置.
2.5.3 遷移施工過程
在原建築物室外地麵以下施工
鋼筋混凝土牆體托梁→用22個千斤頂將建築物整體頂升約0.8m平板拖車移動到建築物下部指定位置→平板拖車底盤升起,建築物全部荷載轉移到平板拖車→平板拖車啟動,將建築物遷移到新場地→平板拖車底盤下降,建築物全部荷載轉移至支撐牆及新基礎並與之連接→按原樣恢複建築物.
shiyongzidaidonglidaxingpingbantuochejinxingdajuliyuanyangzhengtiqianyijianzhuwuzaiguoneishoucichenggongyingyongyugongchengshijian,shiwoguojianzhuwuzhengtiqianyijishufazhandeyigezhongdatupo,weibaohulishijianzhukaipileyitiaoxintujing.
3 結語
曆li史shi建jian築zhu的de原yuan有you使shi用yong功gong能neng往wang往wang不bu能neng滿man足zu現xian代dai人ren們men生sheng產chan和he生sheng活huo的de需xu要yao,對dui已yi經jing進jin行xing保bao護hu加jia固gu的de曆li史shi建jian築zhu,其qi外wai觀guan應ying盡jin量liang真zhen實shi完wan整zheng地di保bao留liu,其qi內nei部bu可ke以yi進jin行xing適shi當dang改gai造zao,利li用yong其qi發fa展zhan餐can飲yin業ye、旅(lv)遊(you)業(ye)和(he)服(fu)務(wu)業(ye)等(deng),使(shi)曆(li)史(shi)建(jian)築(zhu)煥(huan)發(fa)新(xin)活(huo)力(li)。同(tong)時(shi),通(tong)過(guo)市(shi)場(chang)化(hua)運(yun)作(zuo),吸(xi)引(yin)民(min)間(jian)資(zi)本(ben),調(tiao)動(dong)積(ji)極(ji)因(yin)素(su)參(can)與(yu)到(dao)曆(li)史(shi)建(jian)築(zhu)的(de)保(bao)護(hu)中(zhong)來(lai),節(jie)省(sheng)了(le)政(zheng)府(fu)財(cai)政(zheng)支(zhi)出(chu),鼓(gu)勵(li)全(quan)社(she)會(hui)為(wei)保(bao)護(hu)我(wo)們(men)的(de)曆(li)史(shi)建(jian)築(zhu)共(gong)同(tong)努(nu)力(li).