第7讲 建筑物移位技术

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7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.1建筑物移位技术的设计内容
设计包括方案设计和施工图设计两个阶段，特殊建筑物的 整体移位应进行方案的可行性论证。 整体移位工程的设计包括： ① 新基础设计 ② 结构托换设计 ③ 移位轨道设计 ④ 移动系统设计 ⑤ 就位连接构造设计
7.3 建筑物移位关键技术设计
ymax =
− q 1 − e k
y=
P 3 +( P 2 +P 4) e 2k
β
β L0
2
−βa
( cosβa+sinβa) +( P ( cos2βa+sin2βa) 1 +P 5) e
−2βa
cos
β L0

2
最大沉降差为：
∆ymax = ymax − y = q q −β L0 q − β L0 βL + e cos β L0 − e 2 cos 0 2k 2k k 2
7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.5建筑物移位的就位连接构造
2. 框架柱扩大基础就位连接方法 ① 基本构造 扩大基础就位连接方法是一种常规的就位连接方法，做法 是直接将柱底钢筋和新基础内预埋钢筋焊接，然后浇筑混 凝土的连接方法。 ② 扩大基础法的设计 1）设计要求：节点浇筑的混凝土能够承担柱下竖向荷载； 柱中的纵筋在连接节点处具有足够的锚固能力；节点混凝 土足够承担水平剪力。 l0 = lw +10 2）纵筋最小焊接长度：
7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.3建筑物移位轨道设计 3. 轨道基础的设计内容:
① 确定截面形式和尺寸； ② 轨道基础变形的验算； ③ 轨道基础的正截面抗弯和斜截面抗剪承载力验算； ④ 轨道基础底板的抗弯承载力和抗冲切验算。
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7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.3建筑物移位轨道设计 4. 轨道基础计算简图
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7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.2建筑物移位托换技术 4. 柱托换设计
（2）型钢对拉螺栓柱托换节点设计： ① 根据结构荷载确定柱轴力； ② 根据柱轴力和工程条件确定柱托换节点高度； ③ 选定型钢规格； ④ 选定填充混凝土强度； ⑤ 按下式进行节点承载力验算
7.3 建筑物移位关键技术设计
建筑物整体迁移工程的迁移轨道通常包括下轨道和上轨道 ，具体形式和移动方式有关，一般有以下三种： ① 滚动方式：较常用； ② 滑动方式； ③ 滚动方式：适用于房屋层数较少、竖向荷载小情况下的整 体平移。
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7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.3建筑物移位轨道设计 2. 迁移轨道方案选择
（1）迁移轨道的确定原则：安全性原则、经济性原则和施 工简便快速原则。 （2）轨道钢板与型钢的选择：上轨道梁上铺设的钢板或槽 钢各有优缺点。 （3）轨道基础的选择：迁移轨道基础方案选择应综合考虑 地质、建筑物现状、成本和工期等因素。
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7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.5建筑物移位的就位连接构造
2. 框架柱扩大基础就位连接方法 3）构造要求
① ② ③ ④ ⑤ 由于施工空间狭小，钢筋焊接为单面焊。 焊接长度不满足要求时，优先保证搭焊钢筋的上焊接接头长度。 新基础接触面应凿毛、洗净。 连接节点混凝土宜比新基础和柱混凝土强度等级高一级 浇筑混凝土应振捣密实。
4）上部结构力学模型 平移就位连接后的建筑物需要进行结构承载力复核。
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7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.4建筑物移位动力系统设计
1. 移动系统组成：移动装置、移动动力设备和反力支座。 2. 滚轴设计 （1）滚轴种类：常采用实心钢辊和钢管混凝土。 （2）滚轴的长度、直径和个数： 滚轴的长度一般比下轨道板宽度大100-200mm。 工程总常用的滚轴直径为：钢管混凝土滚轴和高强钢管直 径为60-150mm；实心钢辊滚轴直径为40-100mm。 滚轴个数：
① 双夹梁墙体托换设计：包括构件的截面尺寸选择、托换结 合面的强度验算、夹梁的承载力验算和横向拉梁的承载力 验算。 ② 单托梁墙体托换设计：主要计算包括托换梁使用期间的承 载力验算和施工期间的承载力验算。
7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.2建筑物移位托换技术 4. 柱托换设计
（1）植筋柱托换节点设计： ① 统计荷载，计算柱轴力； ② 选择托换节点截面尺寸； ③ 托换节点受剪承载力计算 ④ 截面削弱后的柱承载力验算，不满足则通过改变局部构造 以减小托换施工时对柱截面的削弱。 ⑤ 节点四周包柱结构的抗剪和抗弯验算，验算按钢筋混凝土 深梁计算。 ⑥ 确定设计构造。
• 7.3.2建筑物移位托换技术 4. 柱托换设计
（3）焊接L形筋柱托换节点设计 ① 受剪承载力计算； ② 焊缝长度计算； ③ L形钢筋的数量限制条件。 （4）包柱节点高度下限 最小托换梁高度为：
hb ≥ 1.44 fcv ( b + h )
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V = 1.2 ( 2nfsv Asv1 + 0.3 fcv Acv + 0.9 fcalc ) ⑥ 节点构造设计。
7.2 建筑物移位技术发展概况
• 7.2.2国内建筑物移位技术发展与工程应用概况
国内最早采用整体平移技术出现在煤矿矿井建设中，有关 采矿文献中曾介绍过小恒山矿排矸井井塔整体平移。 1995年，河南孟州市政府办公楼平移工程集横向移动、纵 向移动和旋转于一身。1999年10月，建于1885年的北海市 原英国领事馆沿与纵轴成50度角斜向平移55.8m。1996年 ，济南市一建筑群7栋建筑进行了转向平移，同时抬升， 最长移动轨迹196m。1999年12月，临沂国家安全局大楼 创造了我国框架结构双向平移距离最长的纪录，平移 171m。2003年9月，深圳与香港之间的百年罗浮桥经过两 次横移、两次纵移到达120m外的新址永久保存。
N =K Q( f + f 2R
'
) (kN)
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• 7.3.5建筑物移位的就位连接构造
1. 砖混结构就位连接方法 ① 墙体就位连接方法 墙体连接的基本方法是在托换结构与新基础之间砌砖或浇 筑混凝土。 ② 构造柱就位连接方法 配筋及混凝土强度同原设计要求，柱与墙体应设置拉结构 造钢筋。
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V − 0.8 f y As
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• 7.3.2建筑物移位托换技术 4. 托换桁架整体设计
托架设计的内容和步骤如下： ① 连梁布置 ② 内力分析模型 ③ 不利荷载作用下内力分析 ④ 托架杆件设计
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• 7.3.3建筑物移位轨道设计 1. 整体迁移轨道组成和形式
n= k
∑N
F0
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• 7.3.4建筑物移位动力系统设计
（3）滚轴的摆放方式和间距 摆放方式有两种：一种是整个上部结构的加固托架下均匀 摆放；另一种是选择上部荷载传力支撑点，只在支撑点处 摆放滚轴。 L S = 间距： n −1
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7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.4建筑物移位动力系统设计
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唐昌辉
建筑工程系 土木工程学院 湖南大学 Email: 2863472302@ Phone: 13707318187
7.2 建筑物移位技术发展概况
• 7.2.1国外移位技术发展与工程应用概况
世界上最早的建筑物整体平移工程出现在新西兰，工程技 术人员采用蒸汽机车作为牵引装置，将新浦利茅斯市一座 一层民宅移到新址。 1983年罗马尼亚首都布加勒斯特搬迁了五层、七层楼房各 一栋；美国一座近90年历史的大剧院以每小时40ft的速度 移到160ft远的新址；日本具有60年历史的横滨市银行附属 建筑迁移到170m外；希腊寒沙罗索基市火车站以每小时 2m的速度被搬移了40m。
① 荷载取值 ② 支座约束 ③ 墙下条形基础简图 ④ 简支梁计算简图 ⑤ 多跨连续梁计算简图 ⑥ 地基上无限长梁简图 ⑦ 交叉梁简图 ⑧ 连续曲梁简图
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7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.3建筑物移位轨道设计 5. 轨道基础的沉降和沉降差计算
① 无限长梁迁移轨道的计算简图 平移轨道基础采用钢筋混凝土条形基础时，通常可将轨道 基础简化为弹性地基梁进行内力和变形计算。 ② 无限长弹性地基梁的变形计算公式 在集中荷载作用下，距集中力量P为x的梁的变形计算公式 如下： Pβ − β x y= e ( cos β x + sin β x ) 2k k β=4 4 EI
7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.3建筑物移位轨道设计 5. 轨道基础的沉降和沉降差计算
⑥ 轨道基础构造要求： 轨道基础梁的宽度不宜小于250mm； 轨道基础的混凝土标号不宜小于C25，不应小于C20； 新旧混凝土结合面应凿毛，粗糙深度不小于6mm； 轨道基础支座附近宜设弯筋或附加吊筋抗剪； 轨道基础梁上铺设钢板时宜在轨道梁上皮和钢板之间铺设 2-3mm厚粉细砂； 轨道梁上找平砂浆和铺设组合型钢的砂浆强度不宜低于轨 道梁混凝土强度。
• 7.3.2建筑物移位托换技术 1. 托换技术与托换方法
托换技术是指既有建筑物进行迁移或加固改造时，对整体 结构或部分结构进行合理改造，改变荷载传力途径的工程 技术。
2. 移位工程中的托换结构形式
① 墙体托换 ② 柱托换 ③ 上部结构托换桁架
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7.3 建筑物移位关键技术设计
• 7.3.2建筑物移位托换技术 3. 墙体托换设计
沉降差的简化计算： 最大沉降差的简化计算：
∆ymax = yp3 − yp1 =
⑤ 验算方法：
−β a
∆ y m a x ≤ ∆ lim
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βP
(1-α1 ) +α4e 2k