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岩土研究院

既有建筑移位设计

317 2022-02-15 10:07:59

对于已使用多年的建筑物,特别是一些古建筑和旧建筑,其抗震能力和稳定性等一般都低于现行设计规范,而对一些新建筑,虽然符合现行设计规范要求,但由于整体移位时上部建筑结构与基础需切断,其基础受力形式与托换受力有一定差异,因此如何掌握建筑物整体移位的设计标准和计算准则.仍是当前建筑物整体移位中迫切需要解决的问题。

既有建筑移位设计时应具备的条件

一、场地地质状况包括平移路线及就位场地的工程地质资料。

二、原建筑物的设计图纸、施工内业资料、施工期及使用期的有关观测资料。

三、建筑的使用情况调查,包括建筑物的结构、构造、受力特性及现场实地勘察情况及必要的检测与鉴定。

四、建筑物移位方案及可靠性论证和分析。

8.1.2.2 可靠性评价

一、建筑物移位应首先进行综合技术经济分析和可靠性论证,按国家现行有关规范和标准进行检测,核算和鉴定。经综合评定适宜移位后,方可进行整体移位设计。

二、建筑物移位设计应符合国家现行设计规范和标准,在进行整体移位设计前应预先确定如下参数∶

(一)确定移位的路线和距离。

(二)确定基础加固处理方案。

(三)确定托换梁(上轨道梁)的计算方法,在砖混结构中可根据实际情况适当考虑墙梁作用。

(四)确定下轨道梁形式,下轨道可采用装配式钢构件、现浇钢筋混凝土结构或砌体结构,基础可按墙下条形基础设计。

三、对于临时受力构件,如整体平移线路上的基础设计,其设计安全系数可适当降低,即其承载力设计值可考虑相应的折减系数,一般可取0.8。

四、对于反复受力构件,如上轨道梁及推力支座,由于循环反复受力,其安全系数可适当提高并应加强构造措施。

五、整体移位后,若出现新旧基础的交错,则应考虑新旧基础间的地基变形差异。分别计算既有建筑物基础残余沉降值和新基础部分沉降值。设计时根据客观实际可适当考虑既有建筑物地基承载力的提高,必要时应对基础作加固处理。

六、整体移位后,若建筑物位于地震区,则应按抗震鉴定标准进行鉴定,不满足时应进行抗震加固处理。

七、整体移位结构计算简图必须与实际结构相符合,应有明确的传力路线,合理的计算方法和可靠的构造措施。

八、整体移位时,应尽量保持建筑物原受力特征,使受力符合移位设计的要求,防止建筑物出现过大的变形和产生过大的附加应力。

九、整体移位后,建筑物应有可靠的连接,并符合国家有关规范和标准的规定。

平移行定机构设计

一、设计原则

通常重物水平移动有两种方法∶滚动和滑动。滑动的优点在于平移时比较稳定,但其缺点是摩阻力大。需要提供较大的移动动力、移动速度缓慢。另外.要寻找一种高强度、高硬度、摩擦系数小的材料目前尚比较困难。滚动的优点是摩擦系数小,需提供的移动动力小,移动速度快。其缺点是稳定性差,易产生平移偏位。一般建筑物平移均采用滚动进行。平移行走机构设计中,机构本身应具有足够强度及适宜的刚度∶也即滚轴及轨道板具有足够的强度和硬度;平移轨道具有足够的承载能力;加上合理的外加动力布置;施工过程完善的测量措施,从而建筑物平移过程中的安全性和稳定性是完全可以得到保证的。

二、轨道板设计

轨道板其作用在于扩散滚轴压力和减少滚轴摩擦。轨道板一般通长布置,在建筑物平移中由于荷重较大,轨道板均采用钢结构。通常布置的轨道板其接缝处应保持平整,并有一定的连接处理,以形成一个整体。轨道板根据位于滚轴上下的位置分为上轨道板与下轨道板。上轨道板可选用型钢,如槽钢、工字钢、H型钢,组合钢轨或者普通钢板,通常情况下,为了安装方便多数采用钢板,其轨道板宽同上部托换梁宽,其板厚一般在 10~20mm,具体板厚应根据建筑物荷重及现场加工能力确定,当板厚δ>20mm 时,由于切割加工的限制,应分成两块板叠合使用,或采用其他高强度钢板代换。钢板的连接处理见图 8-2。

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板厚10~20mm 的钢板,宜在钢厂剪切成型,,以保证其尺寸及平整度准确,在现场加工时,应采取预防措施,防止切割变形。

下轨道板当不需要提供动力支座时可采用钢板,其要求同上轨道板。当外加动力支座由下轨道板提供时,应采用组合式型钢结构。组式合型钢可提供一个活动的动力支座,给顶推平移提供帮助,提高工效。这一点在远距离平移中具有明显优势.另外组合式型钢刚度较大,能调整地基局部沉降差。

组合式型钢下轨道板设计通常采用槽钢,根据具体情况确定,其断面尺寸、材料及形式参见图8-3。

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三、外加动力的选择

列加动力是指对建筑物平移时所施加的外力。它一般可分解成若干个平移分力,其总和等于或大于平移需要的动力。其力作用点成尽可能降低,以利移动。

通常情况下,根据作用力作用的位置不同、外加动力分为顶推力和牵拉力两种。

(一)顶推力

顶推力作用于建筑物平移方向的后端.其优点是比较稳定,平移偏位容易调整。其缺点是作用点偏高,平移时,建筑物移动一定距离后反力支座需重新安装,给施工带来一定困难。实际平移过程中,由于传力装置一—垫箱之间存在间隙,随着平移距离的增加,平移效率将降低,司时垫箱稳定性能随之降低,需采取一定的加固措施。因此一般顶推平移10~12m 后,应重新安装反力支座。

顶推力一般由油压式千斤顶或机械式千斤顶提供。

(二)牵拉力

牵拉力作用在建筑物前方,其优点是∶在远距离单向平移中,只要设置一个反力装置即可实现平移,千斤顶及反力装置无需反复移动,其动力可由油压干斤顶提供。牵拉力要求较小时也可考虑由手拉葫芦或卷扬机等设备提供动力。牵拉力传力由拉杆或拉绳提供。其作用点较低,可施加在上轨道板上。

由于拉杆或拉绳受力后变形较大,因此应尽量采用应变值一致的拉杆或拉绳。同时对于单台于斤顶牵拉多根拉杆或拉绳时.对其应变值应有更高的要求,以防止拉杆或拉绳受力不均。一般应忧先采用弹性模量较大的牵拉材料。

有关拉杆或拉绳所用材料的性能及承载力见表8-1、8-2、8-3、8-4、8-5。

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采用牵拉方式平移时,其动力施加一般采用预应力张拉设备。

注∶1.钢铰线应符合国标GB/T5224-1995《预应力混凝土用钢铰线》的要求。

2.钢丝绳应符合国标GB/T8919—1996《钢丝绳》的要求。

四、外加动力的计算确定

外加动力包括顶推力或牵拉力,其大小与建筑物荷重、行走机构材料等有关,其计算可按下列各式进行∶

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对于建筑物平移,一般情况下重量较大的建筑物常优先采用圆钢作为滚轴材料。荷重相对小的建筑物。滚轴可采用甩高压钢管.但必须进行室内抗压试验,以确定其承压能力及变形值是否满足要求,如不能满足要求,则应采用在钢管内灌细石混凝土措施,混凝土需掺适量膨胀剂,混凝土强度等级不低于C30,并在两端进行封口处理。常用钢管滚轴见表8-7。

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