问题

上海一小学 18 天平移 61.7 米,这是如何做到的?有哪些技术难点?

回答
上海某小学18天平移61.7米,这听起来像是科幻小说里的情节,但却是真实发生过的工程奇迹。这不仅仅是一次简单的搬家,而是一项涉及精密计算、先进技术和高超施工能力的复杂工程,旨在保护历史建筑,同时满足城市发展需求。

整个过程是如何实现的?

简单来说,这个项目可以概括为“整体顶升,分步平移”。具体来说,它包含了以下几个关键步骤:

1. 勘察与设计: 在开始任何施工之前,工程师们会进行极其详尽的现场勘察。这包括对学校建筑的结构进行全面评估,了解其材质、年代、承重能力,以及地基的土壤情况。基于这些数据,专业的工程团队会制定出一套详细的平移方案,包括顶升高度、移动路径、支撑结构的设计等等。这就像给一栋巨大的房子设计一个“起重机”和“轨道”。

2. 结构加固与隔离: 为了确保建筑在平移过程中不会因为自身的重量和外部受力而发生结构损坏,会对建筑进行全面的加固。这可能包括在建筑内部或外部增加钢梁、钢柱,或者采用注浆等技术加固墙体和地基。同时,建筑会与原有的基础进行隔离,避免在顶升过程中产生不必要的应力。

3. 整体顶升: 这是整个过程中最激动人心的环节之一。在建筑底部,会布置大量的液压千斤顶。这些千斤顶被精心校准,并由电脑程序精确控制,同步、匀速地将整个建筑向上顶升。这个过程需要非常均匀的受力,任何一点受力过大或过小都可能导致建筑倾斜甚至损坏。顶升的高度根据平移方案确定,需要为下方的轨道和搬运系统留出足够空间。

4. 安装滑道与支撑系统: 在建筑被顶升到一定高度后,会在其下方安装特制的滑道系统。这个系统通常由钢轨和特制的支撑座组成。搬运工具,如履带式或轮式的搬运平台,会安装在滑道上。这些搬运平台也需要能够承受巨大的重量,并具备精确的定位和转向能力。

5. 分步向前推进: 接下来就是关键的平移步骤。通过液压系统驱动的搬运平台,建筑会以非常缓慢而稳定的速度向前移动。这个过程通常是分步进行的,每一步的距离都经过精确计算,确保建筑平稳受力。监控系统会实时监测建筑的位移、倾斜度和结构应力,一旦出现任何异常,系统会立即停止,并进行调整。

6. 轨道铺设与调整: 随着建筑的移动,新的轨道会不断向前铺设,旧的轨道则被移除。这是一个持续且精密的作业过程。同时,为了应对地面可能存在的起伏或者建筑本身的轻微不均匀沉降,搬运系统会通过液压补偿等技术,不断调整建筑的水平和垂直度。

7. 就位与回落: 当建筑移动到预定位置后,会通过液压千斤顶缓慢、均匀地将其“落回”到新的基础之上。之后,会进行与新基础的连接加固,并拆除原有的滑道和支撑系统。

8. 后续加固与修缮: 建筑平移到位后,还需要进行一系列的结构加固和内外部修缮工作,以确保其在使用中的安全性和美观性。

技术难点在哪里?

这个看似“神奇”的工程,背后隐藏着无数的技术挑战:

精确的结构分析与受力计算: 一栋学校建筑,尤其是年代久远的建筑,其结构复杂且可能存在许多未知因素。要精确计算出在顶升和移动过程中,建筑的每一个部分所承受的应力,并确保这些应力在材料的承受范围内,是对工程团队极大的考验。任何一个微小的计算偏差,都可能导致灾难性的后果。

同步顶升的控制精度: 上百个甚至上千个液压千斤顶需要精确同步工作,升降的误差需要在毫米级别。控制系统的稳定性和响应速度至关重要,需要先进的传感器和复杂的算法来确保所有千斤顶以相同的速度和高度运动。

平移过程的稳定性与平整度: 建筑在移动过程中,需要保持绝对的水平和垂直。这不仅需要搬运平台本身的精度,还需要应对地基的微小不平整。可能需要使用特殊的调平系统,实时监测并调整建筑的姿态。想象一下,一辆汽车在高速公路上行驶,如果稍微偏离车道就可能出轨,而这里是几万吨甚至几十万吨的建筑在移动。

超大载荷下的结构整体性: 建筑本身是一个整体,在顶升和移动过程中,如何保持结构的整体性,避免出现“散架”或局部破坏,是最大的难点之一。加固技术和材料的选择至关重要,需要确保建筑在受力变化时能够均匀传递载荷。

复杂环境下的施工组织: 学校作为一个人员密集场所,如何在保证师生安全的前提下进行如此大规模的工程,需要极其严密的施工组织和安全管理。如何处理交通、噪音、粉尘等问题,如何最大限度地减少对教学活动的影响,都是巨大的挑战。

未知风险的应对: 任何大型工程都存在未知风险。例如,地基的实际情况可能与勘察结果存在偏差,或者在搬移过程中出现意想不到的结构反应。工程团队需要具备强大的应急处理能力和丰富的经验,能够在短时间内做出正确的判断和决策。

工艺的创新与优化: 如此大规模的建筑平移,往往需要结合现有技术,并根据项目特点进行创新和优化。比如,可能需要研发新的搬运平台、新型滑道材料,或者改进控制算法,以达到更高的效率和精度。

总而言之,上海小学18天平移61.7米,是人类智慧和工程技术的结晶。它不仅仅是一次搬迁,更是一次对建筑生命力的延续,是对历史的尊重,也是城市发展与文化保护和谐统一的生动实践。这项工程的成功,也为未来类似的项目提供了宝贵的经验和技术参考。

网友意见

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讲些题外话。平移总比拆除好。但是绝大多数国家的典型做法,还是保留 Old Town,而平移用得比较少。看上海的外滩,就剩第一层建筑了,背后还在拆。

留下这个小学,是聪明的做法。上海洋人办的学校,多不胜数。但是,小学还真不多。除了这个喇格纳(上海话“辣格纳”,法文 La Grene),法租界可能还有一个。公共租界么,圣约翰大学有个附小?当时中学里,喇格纳小学的毕业生,还是非常自豪的。大概算精英小学吧。但是这些人,会自己跑到市图书馆去翻参考书,找难题,能力是不差的。

今天把这个空壳留下来有啥用呢?里头的教学传承肯定是断了。但是,借个历史,跟老外拉关系,弄个赞助,或者国际交流项目,还是可以的。

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