江南大酒店整体平移工程的关键技术_卫龙武

图 3 柱切割原理示意图
五 、同步控制 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 。江南大酒店平移工程中 ,在 6 层与 7 层部 分之间 ,从底层到顶层由伸缩缝断开 ,房屋和基础切断 后 ,就成为相互独立的两栋房屋 。要保证两栋房屋“齐 步走”,平移动力的控制就更加重要 。工程的移动动力 系统由 15 个顶推千斤顶组成 ,由 3 台油泵控制 。为保 证各个轴线同步移动 ,该工程采用了以下措施 :
为防止第二种不平衡情况 ,设计了报警灯 ,以轴 ① 和轴 λζ连线为基准 ,移动差大于 5mm 时 ,基准线钢丝 和触发装置相接触 ,报警灯电路闭合 ,报警灯亮 ,停止 加荷 ,调整力的大小 。实际平移过程中 ,没有出现不平 衡超限情况 。
六 、就位连接 江南大酒店整体平移工程的就位连接采用了一项 新技术 ———滑移隔震技术 ,采用此项技术的原因有两 个 : 一是柱下切断部位距 ±0100 只有 500mm ,就位后如 果采用焊接 ,则根据国家规范 ,抗震设计中同一截面内钢 筋焊接接头数量不超过 50 % ,除非钢筋锚固长度满足抗 震设计规范的要求 ,而本工程不满足。二是采用隔震技 术 ,工程投资增加不多 ,可以将地震作用减小至原来地震 作用的 1/ 4～1/ 6 ,结构抗震性能显著提高。滑移隔震由 上下钢板和中间的滑移材料组成 ,如图 4 所示。
的受力简图 。验算内容包括地基承载力复核 ,悬挑部
分截面 121 抗弯 、抗剪验算等 。经验算满足要求 ,则该
部位的原条形基础上部纵筋切断 。
下轨道梁的实际受力状态
为连续梁 ,为防止楼房移动到下
轨道梁跨中时 ,支座部位在负弯
矩作用下起反拱 ,采用了几个构
造措施 :将与原条形基础接触面
凿毛 ,在底板上打 <16 膨胀螺
栓 ,将下轨道梁纵筋和膨胀螺栓 图 2 轴 Ψ交轴 ④, ⑦处切
焊接。在实际平移中 ,这些连接 部位没有出现异常。
断后轴 ⑤, ⑥下条形 基础简图
21 下轨道梁找平
下轨道梁的平整度直接影响推力的大小和移动的
困难程度 ,并且可能引起结构局部开裂 ,控制精度要求
较高 ,工程要求达到 ±2mm ;不允许出现上坡 ,下坡坡
图 1 轴 Ψ原条形基础和下轨道梁相对位置示意图
施工中 ,需要对施工状态进行安全验算 。为保证 轨道连续 ,将原条形基础在柱根部向下凿除 30cm ,凿 除后对削弱后的柱根部截面进行抗弯验算和抗冲切验 算 ,验算后满足要求 。柱根部原条形基础上部纵筋为
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受压钢筋 ,抗弯验算满足后 ,将纵筋割断 ,然后绑扎轨
度不大于 1/ 1 000 。为了达到这一精度要求 ,采取多个
措施进行控制 。首先在轨道梁整个 40m 长度上要求
支模准确 ,误差控制在 5mm 内 ,所有模板经过验收后
才允许浇注混凝土 ;对模板牢固程度进行了严格检查 ,
1) 东大特种基础工程公司 ,南京 ,210096 ;2) 东南大学土木工程学院 , 南京 ,210096 ;3) 南京城市建设控股有限公司 ,210024 。
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并调整 3 台油泵的压力比 ,即可恢复 。比如房屋东侧 移动距离大 ,西侧移动距离小 ,则将滚轴略偏东北西南 方向 ,并且使西侧油泵加大油压 、东侧油泵减小油压 , 扭转现象即可纠正 。在移动过程中最大扭转角达到约 01001 4 (东西侧移动差 7cm) ,每个行程 15cm ,经过三 个行程就纠正过来了 。
江南大酒店就位后 ,2001 年 6 月 3 日进行了滑移 隔震现场测试 。
七 、结束语 房屋整体平移技术尽管十几年前就已出现 ,且国 内已有几十个成功平移的实例 ,但因缺乏系统而深入 的研究 ,至今还没有形成成熟的方法 ,也没有专门的施 工技术规程 。本文通过对江南大酒店整体平移工程中 关键施工技术的介绍 ,为以后的平移工程提供了参考 。
图 4 滑移隔震支座构造图
施工时先将隔震装置就位 ,设计上钢板上皮和平 移轨道上铺设的钢板标高相同 。用水泥砂浆将整个装 置固定 。为防止砂浆污染滑移面 ,影响地震时的滑移 效果 ,固定前用塑料薄膜覆盖 。将移动时铺设的下轨 道梁钢板与隔震支座的上钢板相连 ,房屋就位时 ,滚轴 就直接滚到隔震支座上 ,然后将滚轴上面和托换节点 工字钢的下皮焊接 ,滚轴中间用膨胀混凝土填实 。支 座以外的滚轴拆除 。最后 ,将固定用的砂浆凿除 ,给出 隔震支座足够的滑移空间 ,将限位装置施工完毕 。外 露的钢板四周和滚轴外侧应涂刷防锈漆 。
防止出现鼓模现象 ,影响平整度 ; 用高强砂浆找平 ,找 平采用 525 号水泥 ,水 、水泥 、砂配合比为 014∶1∶2 ,强 度达到 C45 以上 。用塑料模板 、水准管找平 ,在初凝前 进行检查 ,对不合格的找平层要求返工 ,这些措施使轨 道梁的平整度控制良好 ,为成功平移创造了条件 。
三 、滚动机构的安装和托换结构的施工 在以前的几个平移工程中 ,滚动机构由轨道梁上 铺设的下钢板 、滚轴和与托换结构相连的上钢板组成 。 江南大酒店采用了新的结合钢结构和混凝土结构优点 的托换方法 ,不需要另外设置上钢板 。 11 滚动系统的安装 江南大酒店整体平移工程的滚动系统由下钢板和 滚轴组成 。 钢板采用 1cm 的厚钢板 ,以往平移工程中钢板的 铺设均固定在下轨道梁的上表面 ,本次平移工程进行 了大胆的尝试 ,在钢板下铺设厚 2～3mm 的粉细砂 ,上 面直接铺钢板 ,钢板的接缝要严密 ,移动时钢板有翘曲 现象 ,但基本没有对平移产生什么影响 。铺设的细砂 分散了钢板下局部压力过大产生的应力集中 。钢板在 施工中重复利用 ,楼房滚过后的钢板再铺设到楼房的 前方 。以前认为重复利用时钢板应重新调平 ,本工程 未进行调平 ,而是反过来应用 ,由于钢板的平面外刚度 很小 ,滚轴滚上后很快将其压平 。 滚轴采用内灌筑 C60 膨胀细石混凝土的 <60 ×5 无缝钢管 ,为防止移动过程中个别滚轴受力过大出现压 扁现象 ,在每个柱下加设部分实心滚轴后 ,效果较好 。 21 柱下托换 工程采用的柱托换节点构造 ,主要是为了解决其 它托换方法节点尺寸过大的问题 。采用这种托换方 法 ,托换节点的高度只有 51cm 高 ,将其上表皮成功地 控制在 ±0100 以下 。为了保证这种托换方法的有效 , 在东南大学结构试验室进行了足尺抗压试验 。 在江南大酒店节点托换过程中 ,由于对柱截面进 行了削弱 ,因此对削弱后的截面进行了验算 ,并且在施 工中分批施工 ,确保了结构安全 。 四 、柱子的切断 由于施工空间小 ,在托换节点和下轨道梁之间只 有滚轴架起的 6cm 高度 , 并且不能对柱产生过大振 动 ,因此 ,切割难度很大 。江南大酒店整体平移工程采 用先进的瑞士设备 ———金刚石线切割锯切割 ,切割一 根 400 ×500 的钢筋混凝土柱只需要 15～20min 的时 间 ,安装设备时间约 40min 。其切割原理见图 3 。图中 的金刚石线条锯柔性很好 ,只需要很小的空间就可以 绕到柱子上 ,然后通过接头连成闭合环 ,缠绕在动力导 向轮上 。通过导向轮的高速旋转 ,柱子即可很快切断 。
ห้องสมุดไป่ตู้
一 、引言 尽管国内已有一些介绍整体平移工程的文章 ,但
对一些具体施工问题不够深入 。并且 ,江南大酒店整 体平移工程由于自身的结构特点 ,和其他平移工程相 比 ,有许多不同之处 。本文主要从施工角度对江南大 酒店整体平移的几个关键技术加以介绍 。
二 、轨道梁的施工 在房屋整体平移施工中 ,第一道关键工序是下轨 道梁的施工 。下轨道梁的施工质量和平整度将对平移 过程产生重大影响 。 11 轨道梁和原基础连接部位的处理 江南大酒店为框架结构 ,原基础为钢筋混凝土条 形基础 ,下为碎石桩复合地基 。条形基础的方向为纵 向 ,在轴 ①, ②, ⑧, λω, λξ , λζ部位设 6 道横向拉梁 ,以 增加基础的整体性 ,减少房屋的沉降 ,但在平移施工中 干扰了下轨道梁的施工 。原有的条形基础的上皮标高 为 - 0155m ,而下轨道梁的位置在上部托换结构的下 面 ,上部托换结构的尺寸不能太大 , 否则将会超过 ± 0100 ,就位后需要凿除 ,因此本工程中的下轨道梁和原 条形基础的位置相互交叉 ,相互影响 , 增加了施工难 度 ,尤其是两道梁中的纵筋相互影响 ,见图 1 。
第 31 卷 第 12 期
建 筑 结 构
2001 年 12 月
江南大酒店整体平移工程的关键技术
卫龙武1) 吴二军2) 李爱群2) 郭 彤2) 陈文海1) 王彦文1) 黄 俊3)
[ 提要 ] 房屋整体平移对于我国的城市改造具有重要意义 ,重点介绍了南京市江南大酒店整体平移工程中的 关键技术 ,主要包括轨道梁的制作 、托换结构施工 、柱子切割 、同步平移控制和滑移隔震的就位连接等五个方 面 ,可供今后的平移工程参考 。 [ 关键词 ] 整体平移 施工 托换 切割 同步移动
Monolithic movement of building is significant for remaking city. Some key technique in construction of the greatest building movement engineering —Jiangnan Hotel movement engineering is introduced. These technique include con2 struction of trackbeam ,underpinning ,cutting ,synchronous moving and linking. Keywords :monolithic movement ; construction ; underpinning ; cutting ; synchronous moving
11 逐级加荷 施工前已经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推力 ,即推力 = 轴力和 ×滚动 摩擦系数 ×实际情况放大系数 。第一级加荷加到设计 荷载的 30 % ,以后每级以荷载的 10 %递增 ,超过设计 荷载 70 %以后 ,以设计荷载的 5 %递增 ,直到房屋移 动 。这样可以较准确地测定实际所需的摩擦系数 。 江南大酒店整体平移工程设计启动时的滚动摩擦 系数为 10 % ,柱的总竖向力约为 80 000kN ,总推力为 8 251kN ,实际顶推时 ,启动荷载约 4 800kN ,滚动摩擦 系数为 6 %左右 。正常平移时只有 3 000kN ,每条轴线 上推力约为 200～300kN 。正常移动时按实际推力分 级加荷和卸荷 ,以 30kN 为一级荷载 ,等所有轴线的上 一级荷载加上后 ,再施加下一级荷载 ;卸荷时亦然 。 分级加荷有效地防止了房屋移动过程中的偏移 , 并且经过对比 ,房屋的振动减小很多 。 21 移动前多次加荷训练 在正式顶推前 ,分别测试每条轴线上千斤顶顶推 产生微小位移时的推力 ,以实际测定各轴线上的加荷 比例 。然后反复调整 3 台油泵的油压力 ,直到房屋能 够均匀地向前移动 。测定时分别在轴 ①, ⑤, ⑧, λξ , λζ 处设置了百分表 。通过百分表的读数能够精确判断平 移距离是否相同 ,其精度大于 011mm 。 31 严格实时监控 平移过程中采用了多种实时监测措施来及时发现 移动不平衡 。产生不平衡的原因有两种 : 一是整个房 屋的扭转 ,东西侧移动距离不同 ;二是各横向轴线之间 的位移差 。 第一种情况根据在房屋南侧所安放的百分表读数 可以很快发现 ,发现后及时调整 ,调整时将滚轴斜放 ,
道梁的上部纵筋 。
为了实现大空间 ,在房屋首层在轴 Ψ与轴 ④、⑦相
交处抽柱 ,将条形基础看作弹性地基梁 ,抽柱部位原条
形基础上部受拉 ,则纵筋切断需要进行验算 。假设轴
④, ⑦部位上部纵筋切断 ,切断部位可能从上到下裂
通 。于是 ,轴 ③, ⑤, ⑥, ⑧处的原条形基础的一侧形成
悬臂 ,悬臂长度为 311m ,见图 1 。图 2 表示轴 ⑤, ⑥处