邱會(huì)安

上海天演建筑物移位工程股份有限公司 上海 200336

廈門(mén)后溪長(zhǎng)途汽車(chē)站新建成不久，該建筑所在地塊與新規(guī)劃的福夏高鐵相沖突，建筑主體大部分位于新規(guī)劃的福夏高鐵主干線上。在拆除、保留等多種解決方案中，綜合各種因素對(duì)比考慮，為避免拆除和重復(fù)建設(shè)，決定在一定工期內(nèi)將主站房平移出原址，為新規(guī)劃“讓路”。

根據(jù)實(shí)際工程工序需要以及以往類(lèi)似平移工程案例，在給出的最終限定時(shí)間內(nèi)都難以將該建筑平移出原址。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有的平移技術(shù)進(jìn)行研討[1]，從國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的頂鐵式平移、牽拉式平移，到國(guó)外的夾軌式平移，綜合創(chuàng)新研發(fā)出了交替式步履走行器平移技術(shù)。采用該種技術(shù)能夠?qū)鹘y(tǒng)的平移工期極大地縮減，同時(shí)也減少了對(duì)勞動(dòng)力的依賴(lài)。

1 工程概況

廈門(mén)后溪長(zhǎng)途汽車(chē)站位于廈門(mén)市集美后溪鎮(zhèn)，廈門(mén)北站西北側(cè)。建筑物性質(zhì)為交通類(lèi)公共建筑。后溪長(zhǎng)途汽車(chē)站是服務(wù)島外集美、同安大部分地區(qū)的一級(jí)客運(yùn)站。主站房總用地面積35 281.841 m2，總建筑面積61 709.327 m2。綜合樓總用地面積8 455.102 m2，總建筑面積57 352.613 m2。地下2層，深度為8.85 m，地上主站房2層，建筑高度19.00 m。到站發(fā)車(chē)平臺(tái)2層，建筑高度19.00 m，綜合樓25層，建筑高度99.95 m。

本次主站房平移部分長(zhǎng)軸長(zhǎng)度162.2 m，短軸方向長(zhǎng)度33.8 m，地下2層，地上2層（局部3層）?？偨ㄖ娣e為22 728.270 m2，其中地下2層面積5 482.360 m2、地下1層面積5 482.360 m2、±0 m面積5 454.361 m2、2層面積5 032.713 m2、局部3層面積949.060 m2、局部3層屋頂面積327.416 m2。總質(zhì)量約30 000 t，將主站房從地下2層切割分離，繞虛擬旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)平移90°（圖1、圖2）。

2 平移重、難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

2.1 工期緊迫，施工復(fù)雜，技術(shù)難度大

主站房建筑平移的成功與否是關(guān)系本項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵，選取恰當(dāng)?shù)钠揭品桨?，是本?xiàng)目的核心。平移的主站房裝修較多，且柱距較大，若選擇在首層切斷將會(huì)對(duì)裝修造成較大破壞，且給托換增加難度，從何處切斷以保證被平移結(jié)構(gòu)的整體剛度，亦成為難題。

圖 1 建筑原狀

圖2 新址效果圖

對(duì)策：經(jīng)過(guò)慎重的安全性、經(jīng)濟(jì)性及工期的詳細(xì)評(píng)估比選，確定在地下2層切割分離的方案，可以確保安全和工期，并取得較好的經(jīng)濟(jì)效果，同時(shí)，對(duì)主站房上部結(jié)構(gòu)和裝修的影響最小。采用上托盤(pán)梁桁架梁及頂升移動(dòng)裝置對(duì)框架柱進(jìn)行主動(dòng)卸載，從而保證了主站房切割及平移各工況的安全性。

2.2 平移滑道平整度

旋轉(zhuǎn)平移下滑道梁共設(shè)置26條，下滑梁長(zhǎng)度最長(zhǎng)達(dá)285 m。為保證上部結(jié)構(gòu)在平移過(guò)程中的安全，下滑道梁標(biāo)高及平整度要求誤差不超過(guò)±3 mm。若平移過(guò)程中下滑道的平整度誤差超標(biāo)，或者下滑梁受壓后發(fā)生不均勻沉降，則會(huì)由此引起的上托盤(pán)梁強(qiáng)制位移將會(huì)導(dǎo)致房屋的開(kāi)裂和損壞。

對(duì)策：大范圍下滑道標(biāo)高的施工精度完全靠土建措施很難保證平整度滿足要求，所以采用將由液壓千斤頂組成的步履式行走器作為滑腳的懸浮滑動(dòng)平移方式。當(dāng)滑道不平整時(shí)，通過(guò)豎向液壓千斤頂?shù)淖詣?dòng)伸長(zhǎng)或縮短適應(yīng)滑道的高低不平，保證上部結(jié)構(gòu)的水平（最大調(diào)整高度±40 mm），從而避免由于下滑道不平整產(chǎn)生強(qiáng)制位移而導(dǎo)致的房屋損壞。

2.3 平移體系

平移主站房建筑物體量大，長(zhǎng)162.2 m，寬33.8 m，柱間距較大，滑道梁數(shù)量為26條，平移支撐點(diǎn)共有129處，托換梁平面框架的平面內(nèi)剛度相對(duì)較弱，建筑物旋轉(zhuǎn)時(shí)各滑道頂推力與阻力的不協(xié)調(diào)將會(huì)引起建筑物的整體及局部的累積變形，從而會(huì)引起上部結(jié)構(gòu)及裝飾裝修的破壞。

對(duì)策：平移采用PLC移位電腦控制技術(shù)，精確控制各頂推點(diǎn)的頂推位移，通過(guò)反饋的位移信號(hào)自動(dòng)精確調(diào)整各點(diǎn)頂推力，保證頂推力與摩擦力阻力的動(dòng)態(tài)平衡，精度控制在2 mm以?xún)?nèi)，確保建筑物的線形及空間變形在彈性范圍內(nèi)變化。同時(shí)，本次平移所采用的步履走行器為滑靴與懸浮千斤頂間的自平衡體系，將平移水平力分散到129個(gè)平移支撐點(diǎn)上，減弱了以前傳統(tǒng)平移方式對(duì)上部托盤(pán)梁的水平集中作用力，消除了因水平作用力而對(duì)托盤(pán)產(chǎn)生的局部變形和對(duì)建筑物的破壞。

2.4 偏位控制

本工程為大體量建筑物的旋轉(zhuǎn)平移，而且旋轉(zhuǎn)中心位于建筑物外。這種無(wú)固定軸的旋轉(zhuǎn)沿徑向的偏差難以控制和避免，需要采取特殊措施；旋轉(zhuǎn)到位后，就位連接的構(gòu)件為框架柱與剪力墻，對(duì)旋轉(zhuǎn)平移的就位精度要求較高，就位前需要精確糾偏、對(duì)中調(diào)整。

對(duì)策：對(duì)于可能出現(xiàn)的沿旋轉(zhuǎn)中心的徑向偏差，平移采用的步履式走行器平移設(shè)備可以通過(guò)調(diào)整平移頂推角度達(dá)到糾偏目的，同時(shí)預(yù)設(shè)2條限位梁作為備用輔助糾偏措施，采用雙向保險(xiǎn)措施保證平移就位精確。當(dāng)旋轉(zhuǎn)平移過(guò)程中發(fā)現(xiàn)建筑累計(jì)偏差大于允許值時(shí)，通過(guò)調(diào)整步履走行器的頂力施加角度可實(shí)現(xiàn)糾偏效果，確保就位連接前的偏差在±5 mm以?xún)?nèi)。

3 平移方案設(shè)計(jì)

本次平移采用液壓懸浮千斤頂步履式走行器交替平移到新址，與新址地下2層底板進(jìn)行連接。根據(jù)對(duì)原主站房結(jié)構(gòu)的建模分析，在地下2層進(jìn)行切割時(shí)各柱底釋放彎矩較小，主站房分離部分的主體結(jié)構(gòu)整體剛度較大，能提高本次平移過(guò)程中的安全性。

平移過(guò)程中的上托盤(pán)梁體系采用雙夾梁桁架結(jié)構(gòu)形式，夾梁與墻柱的接觸部分進(jìn)行鑿毛，且植入構(gòu)造鋼筋，整體托盤(pán)梁承擔(dān)上部主站房自重荷載以及平移過(guò)程中的次應(yīng)力。

下滑道共設(shè)置26條同心圓弧，根據(jù)其部位分為原址、扇形過(guò)渡段及新址筏板三部分（圖3、圖4）。原址下滑梁為底板上植筋加做400 mm×1 000 mm滑道梁，與原址底板形成疊合梁；扇形過(guò)渡段采用PHC預(yù)應(yīng)力管樁受力，樁頂設(shè)置1 000 mm×1 000 mm滑道梁；新址底板設(shè)置500 mm×1 000 mm滑道梁，與新址底板形成疊合梁共同受力，所有滑道頂均為同一標(biāo)高。為防止旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生偏位，在整體旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)另增設(shè)了2條1 000 mm×1 400 mm斷面的限位滑道，可在平移過(guò)程中對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行糾偏。

圖3 下滑梁示意

3.1 下滑梁

下滑梁是整個(gè)建筑物移位的基礎(chǔ)，用來(lái)承受滑動(dòng)面以上的全部動(dòng)、靜荷載。下滑梁作為房屋行走的軌道，按位置可分為原址下滑梁、過(guò)渡段下滑梁及新址下滑梁。下滑梁頂標(biāo)高均為－8.50 m。本工程無(wú)固定旋轉(zhuǎn)軸，且為旋轉(zhuǎn)90°平移，平移設(shè)備已具備糾偏功能，但為更大地增加平移糾偏保證力度，設(shè)置2條限位梁作為備用糾偏措施，采用雙重保證措施為平移施工的順利實(shí)現(xiàn)保駕護(hù)航。

圖4 下滑梁整體剖面示意

1）原址下滑梁：地下2層底板澆筑400 mm×1 000 mm的C40滑道梁。

2）過(guò)渡段下滑梁：在φ500 mm的PHC樁頂澆筑1 000 mm×1 000 mm的C40滑道梁。

3）新址下滑梁：新建地下室底板上澆筑650 mm× 1 000 mm的C40滑道梁，并將鋼筋埋入地下室底板內(nèi)。

4）限位梁：所有位置的限位梁上皮標(biāo)高均比下滑梁高400 mm，限位梁底標(biāo)高與同位置處的下滑梁底標(biāo)高相同，限位梁截面寬度均為1 000 mm。

原址下滑梁采用原結(jié)構(gòu)板上疊合梁的形式作為平移整體受力體系，而地下室在室外土方開(kāi)挖到位后需進(jìn)行基坑降水，同時(shí)會(huì)把原建筑底板下的水位降低，造成地下室底板與下部土層分離。為避免這一懸空情況以及充分利用土承載力，原址下滑梁施工完畢，且室外基坑開(kāi)始降水后，在原址下滑梁處采用板底注漿形式進(jìn)行加強(qiáng)。

3.2 上托盤(pán)梁

上托盤(pán)梁采用框架柱邊雙向雙梁設(shè)計(jì)，托盤(pán)梁與上部框架柱相交處通過(guò)抱柱做法將框架柱底內(nèi)力傳遞至上托盤(pán)梁；抱柱四周混凝土鑿毛，根據(jù)相關(guān)規(guī)范計(jì)算，鑿毛接觸面摩擦力足夠承擔(dān)上部柱底內(nèi)力，除交界面鑿毛外，采用額外植筋φ12 mm@300 mm的方式增加抱柱節(jié)點(diǎn)傳遞內(nèi)力的可靠性，植筋深度為15倍鋼筋直徑。同時(shí)，為了增加平移旋轉(zhuǎn)時(shí)的整體剛度，在托盤(pán)梁雙梁間增加厚250 mm的板，以保證平移過(guò)程中的水平受力。

上托盤(pán)梁底部設(shè)置支撐千斤頂，千斤頂?shù)牟贾梦恢眯璞ＷC在整個(gè)平移過(guò)程中均不與框架柱等沖突。支撐千斤頂作為上托盤(pán)梁的底部支座，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)柱底內(nèi)力情況進(jìn)行上托盤(pán)梁設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目單根上托盤(pán)梁截面為500 mm×1 200 mm（混凝土強(qiáng)度C40），部分受力較大處截面增大為600 mm×1 200 mm，上托盤(pán)梁底標(biāo)高為－8.00 m。上托盤(pán)梁底標(biāo)高根據(jù)支撐千斤頂構(gòu)件的高度要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，上托盤(pán)梁底與下滑梁頂之間的凈距必須滿足平移設(shè)備的需要，當(dāng)不滿足時(shí)，將上托盤(pán)梁整體標(biāo)高往上抬（圖5）。

圖5 托盤(pán)梁布置示意

3.3 切割分離

主站房平面位置切割范圍為A6～A24軸/AA～AE軸范圍。其中A6～A24軸的＋6.50 m標(biāo)高發(fā)車(chē)平臺(tái)與主站房直接設(shè)置沉降縫，可利用該沉降縫做分離線，地下室該軸線范圍需靜力切割拆除。由于該區(qū)域AE軸到A1/E軸線間距只有3.6 m，按軸網(wǎng)中線切割分離，一端懸挑不到1.8 m，梁能夠保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，故切斷后無(wú)需進(jìn)行支撐加固。

主站房地下1層在南側(cè)相較于地下2層有擴(kuò)充區(qū)域，在平移施工過(guò)程中，施工作業(yè)面在地下2層，而A24軸南側(cè)區(qū)域只有地下1層，無(wú)地下2層，所以該區(qū)域必須在平移施工前進(jìn)行拆除，以滿足A24軸的托盤(pán)梁施工要求。

主站房在A6軸北側(cè)是汽車(chē)坡道，根據(jù)托盤(pán)梁平面布置圖，地下2層汽車(chē)坡道至少需要拆除靠近6軸一側(cè)4.5 m寬，其余樓層則可以在切割線位置切割，將主站房與汽車(chē)坡道分離。坡道保留部分則在主次梁交叉部位設(shè)置支撐體系進(jìn)行支撐。

主站房地下2層內(nèi)填充墻、機(jī)械設(shè)備、水電管網(wǎng)以及裝修構(gòu)件等影響平移托換施工，需要將其拆除。其余在切割線位置處的管線、填充墻等均需斷開(kāi)，確保主站房與周邊建筑完全分離（圖6、圖7）。

圖6 平移范圍

圖7 平移范圍三維示意

3.4 旋轉(zhuǎn)平移

根據(jù)構(gòu)件的受力柱分布情況，考慮到受力的均布需求，本方案采用26條同心圓軌道進(jìn)行旋轉(zhuǎn)平移施工。

本工程旋轉(zhuǎn)平移時(shí)采用交替頂推器進(jìn)行控制，其優(yōu)點(diǎn)包括：

1）有效減少現(xiàn)場(chǎng)的施工人員需求，步履走行器會(huì)跟隨建筑物一起行走，不再需要組織人員對(duì)底部軌道和滑移塊進(jìn)行搬運(yùn)。

2）降低對(duì)底部行走軌道的要求，底部不再需要鋼結(jié)構(gòu)軌道，有效減少了軌道的投入。

3）避免卡軌現(xiàn)象的發(fā)生，該設(shè)備的頂推方式采用的是自行走方式，底部不存在卡軌的現(xiàn)象。

4）頂升懸浮采用AB兩組頂升的方式，使頂升的安全系數(shù)加倍（圖8、圖9）。

圖8 A組懸浮頂推

圖9 B組懸浮頂推

設(shè)備工作原理如下：A 組懸浮頂升→A 組頂推150 mm→B組懸浮頂升→A組水平縮回150 mm→B組頂推150 mm→A組懸浮支撐→B組橫向縮回150 mm→重復(fù)以上步驟。

4 糾偏措施

旋轉(zhuǎn)頂推過(guò)程中，設(shè)備頂推的累計(jì)誤差、滑道梁的施工精度誤差、外力作用及其他不可預(yù)見(jiàn)因素，均會(huì)造成建筑物在平移時(shí)與設(shè)計(jì)軌道產(chǎn)生誤差。當(dāng)誤差大于預(yù)警值時(shí)，就應(yīng)當(dāng)停止繼續(xù)頂推，分析偏差產(chǎn)生的原因，及時(shí)調(diào)整頂推策略，達(dá)到縮小誤差的目的。當(dāng)采用調(diào)整策略仍無(wú)法消除誤差時(shí)，即應(yīng)當(dāng)采取糾偏措施。

根據(jù)步履式走行器的功能介紹，走行器可以調(diào)整頂推油缸、滑移板、底部安裝板等與弧形下滑梁的角度，進(jìn)行單行程平移。當(dāng)平移產(chǎn)生偏位且達(dá)到預(yù)警值時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整頂推油缸頂推方向的角度，從而通過(guò)產(chǎn)生的水平分向力達(dá)到糾偏效果。同時(shí)為了保證平移的就位精準(zhǔn)性，在A9～A10、A20～A21軸線之間設(shè)置2條輔助混凝土限位梁，限位梁斷面為1 000 mm ×1 400 mm，其鋼筋與底板或PHC預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行錨固。可通過(guò)在限位梁與托盤(pán)梁間設(shè)置糾偏設(shè)備，使得建筑向預(yù)定平移軌道位置偏移，當(dāng)建筑物回歸設(shè)計(jì)行走路線時(shí)，停止糾偏。

通過(guò)步履式走行器設(shè)備糾偏和限位梁輔助糾偏的雙重保證措施，保證了平移過(guò)程按設(shè)計(jì)路線行走以及就位的精準(zhǔn)性。

5 就位連接

本工程平移范圍包含主站房2層地下室。由于地下2層地震作用極小，故此范圍框架柱及剪力墻以傳遞軸力為主，彎矩極小。這為提高本項(xiàng)目平移后框架柱及剪力墻根部鋼筋與新地下室頂板連接的可靠性提供了便利。

根據(jù)JGJ 107—2010《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》：混凝土結(jié)構(gòu)中要求充分發(fā)揮鋼筋強(qiáng)度或?qū)ρ有砸蟾叩牟课粦?yīng)優(yōu)先選用Ⅱ級(jí)接頭。當(dāng)在同一連接區(qū)段內(nèi)必須實(shí)施100%鋼筋接頭的連接時(shí)，應(yīng)采用I級(jí)接頭。

因?yàn)樵ㄖ┕χㄎ慌c圖紙存在偏差，以及在施工過(guò)程中精確定位的難度很高，需要?jiǎng)兂鲈Y(jié)構(gòu)鋼筋位置進(jìn)行定位后，再進(jìn)行新址預(yù)埋，這樣無(wú)法保證預(yù)埋鋼筋與平移到位后的墻柱鋼筋精確對(duì)上，所以為了保證新址墻柱鋼筋連接的精確性，新址筏板上采用在底板上預(yù)留杯口基礎(chǔ)，平移就位后鋼筋連接并錨入底板上的連接方式（圖10）。

圖10 墻柱連接

6 結(jié)語(yǔ)

隨著全國(guó)范圍的城市規(guī)劃和城市改造熱潮的興起，整體遷移技術(shù)在我國(guó)取得了空前的發(fā)展。目前我國(guó)已有上百個(gè)成功的工程實(shí)例，多用于建筑物的整體遷移，結(jié)構(gòu)形式包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)，一次又一次地刷新了平移行業(yè)內(nèi)的新紀(jì)錄。

廈門(mén)后溪長(zhǎng)途汽車(chē)站主站房平移工程無(wú)論是平移面積還是平移荷載，是國(guó)內(nèi)迄今為止最大、最重的單體建筑平移工程，得到了業(yè)主和專(zhuān)家的高度重視。本項(xiàng)目采用的步履式走行器平移設(shè)備，克服了平移行業(yè)內(nèi)常用的頂推以及牽拉平移的施工短板，不會(huì)像頂推平移一樣在平移過(guò)程中反反復(fù)復(fù)地鋪設(shè)滑道鋼板和倒換頂鐵，也不會(huì)像牽拉平移一樣在克服靜摩擦力的瞬間會(huì)有勢(shì)能釋放，產(chǎn)生較大的瞬時(shí)加速度，對(duì)建筑產(chǎn)生不利影響，同時(shí)牽拉需設(shè)置多個(gè)臨時(shí)錨點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)平移的精度較差。此次旋轉(zhuǎn)平移大大降低了施工的難度，同時(shí)還提高了平移的精準(zhǔn)度，為平移施工提供了一個(gè)新的思路和方向。

通過(guò)該項(xiàng)目步履走行器平移方式的成功運(yùn)用，將建筑物移位引導(dǎo)入一個(gè)全新的領(lǐng)域，甚至?xí)璐碎_(kāi)啟一個(gè)全新的“移位”時(shí)代。