將一座重達(dá)7500噸的大樓“搬到”500米之外，還要“毫發(fā)無損”，這一場景發(fā)生在近日的海南省。用時5個小時，山東建筑大學(xué)工程團(tuán)隊完成了這一罕見的舉動，并創(chuàng)造了國內(nèi)最大的拖車遷移單體工程，也是世界首例使用扇形布置拖車遷移的最大、最重工程。
給摩天大樓“搬家”，挑戰(zhàn)在哪里？如何實現(xiàn)？為此，科技日報記者采訪了山東建筑大學(xué)教授、建筑加固結(jié)構(gòu)改造與地下空間工程教育部重點(diǎn)實驗室主任張鑫。
涉及到多學(xué)科的系統(tǒng)工程
(相關(guān)資料圖)
因為海岸線環(huán)境保護(hù)需要，海南紅塘灣當(dāng)?shù)氐囊蛔频暌徊鸪洳鸪亟ǔ杀景嘿F，而平移成本僅為拆除重建成本的一半，因此，酒店方找到了張鑫教授團(tuán)隊。
30年來，團(tuán)隊以山東建筑大學(xué)工程鑒定加固研究院為陣地，已累計為46座建筑平移“搬家”，曾獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎、教育部技術(shù)發(fā)明一等獎等眾多國家級、省部級大獎，積累了大量經(jīng)驗。
2000年，該團(tuán)隊曾將山東臨沂一棟8層辦公樓“挪動”170多米，驚艷建筑行業(yè)，此舉也奠定了這支團(tuán)隊在建筑平移領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
不過，即便如此，當(dāng)拿到酒店的建筑圖紙時，他們也犯了難。該建筑物總重7500噸，需要移動到500米之外。
張鑫向記者表示，這座酒店是一座接近L形或者說是扇形的平面，相比以往的規(guī)則建筑，這座不規(guī)則建筑上部結(jié)構(gòu)的重量是不均勻的，平移過程中要通過車輛把不均勻的荷載順利承擔(dān)住，在整個平移過程中，建筑物要保持水平，是工程的一大難點(diǎn)。
把老建筑從原基礎(chǔ)上切割分離，直接裝車，移動到指定位置，這就是建筑物平移技術(shù)。而“搬走”一棟大樓，涉及多少個學(xué)科？
張鑫告訴記者，建筑結(jié)構(gòu)的截斷、托換，以及移到位后的連接是結(jié)構(gòu)工程專業(yè)的工作；地基的處理、沉降的控制、建筑物的糾偏則涉及巖土工程專業(yè)；而移到位之后加固建筑所用的無機(jī)黏結(jié)劑，就需要材料工程專業(yè)的人來攻關(guān)了。
為了運(yùn)送這個不規(guī)則的龐然大物，張鑫團(tuán)隊計劃把建筑物放在液壓平板拖車上進(jìn)行平移，每輛車有16個能夠獨(dú)立轉(zhuǎn)向的輪子，可以實現(xiàn)平移移動、原地轉(zhuǎn)圈等各種極限運(yùn)輸要求，但是整個樓重量太大，一個拖車遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到需求。
幾十次試驗探索出最優(yōu)方案
“平移路線最好是直線，而要實現(xiàn)直線移動，其中最理想的方案就是所有車輛的行駛方向都是一個方向。”山東建筑大學(xué)加固院設(shè)計二所副所長譚天樂說，“但如果所有車輛行駛方向是一個方向，有一些車輛在行駛過程中就會和自身的結(jié)構(gòu)柱發(fā)生沖突，通過計算，我們發(fā)現(xiàn)同一個方向布車的方案是行不通的。”
一個拖車?yán)粍?，同向布車行不通。過去的經(jīng)驗不能滿足現(xiàn)在的工程情況，張鑫團(tuán)隊通過對建筑物主要受力點(diǎn)進(jìn)行分析，通過大量計算，歷經(jīng)3個月的時間，終于找到了最優(yōu)解決方案。
“我們最終選用了扇形的布車方式，車輛的方向和柱網(wǎng)的方向是一致的。”張鑫表示，“該方案受力合理，同時采用這種橫向布車方案的話，比較節(jié)約成本，節(jié)約車輛。”
車軸是保持液壓平板拖車移動穩(wěn)定的關(guān)鍵，一個軸可以承擔(dān)建筑物50噸的重量。由于不規(guī)則建筑物體積大、重量沉，張鑫團(tuán)隊首次選用256軸的平板車對建筑物進(jìn)行拖移，而且每個車軸都用計算機(jī)提前設(shè)定好路線。
車終于能動了，但是現(xiàn)場500米的行車路線坑坑洼洼，怎樣讓車“背著”建筑物動得又穩(wěn)又好？張鑫團(tuán)隊又開始實驗。
譚天樂介紹：“我們團(tuán)隊設(shè)計的平移路線是沿著一個平面進(jìn)行平移，這樣要對原有場地低的地方填平，高的地方挖去，另外場地要壓密實一些，在上面做一層水穩(wěn)層，平移之前要進(jìn)行整個場地的試路，讓車輛運(yùn)著配重在整個場地上走完一遍后，確保場地在平移過程中能夠滿足此次平移項目的要求。”
難題雖然解決了，但在平移之前，哪怕完成過46次平移工程的張鑫團(tuán)隊依然每天要對搬移的建筑物進(jìn)行精密的測試，絲毫不敢懈怠。張鑫坦言：“每個工程都要反復(fù)推敲、分析、計算，每個工程還都是非常緊張的，像這種平移工程風(fēng)險也比較大，緊張到難以入眠，那是常事。”
平移的日子終于來到，在張鑫團(tuán)隊的精密配合下，歷經(jīng)5個小時，酒店整體被順利“搬到”了500米外的預(yù)制點(diǎn)。
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