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上海玉佛寺大雄宝殿两周将平移30.66米 首次连同内部佛像一起移

2017-09-02 15:07:35

【观察者网综合报道】还记得中国令外媒惊叹的文物保护拿手菜吗?

今天(2日),又一座寺庙正在整体平移中。

按照工程方案,有着130多年历史的上海玉佛禅寺大雄宝殿将先向北水平移动30.66米,平移到位后,在原地向上顶升1.05米。9月2日当天大雄宝殿平移2米,之后计划每天平移6米,顶升阶段每天顶升0.3米,整个平移顶升工作预计在两周内完成。

本次平移还有一项“史无前例”的举动。

因为寺庙砖木结构“不生根”,且需连同内部佛像及文物一起平移,如果说十多年前著名的上海音乐厅(砖混结构)平移是“推箱子”,那这次平移玉佛寺大雄宝殿则是“推桌子”。

“我们视频”截图

玉佛寺大雄宝殿为什么要平移?

据上海玉佛禅寺官方博客,大雄宝殿建成于1918—1928年间,至今有近百年历史,是上海市优秀历史建筑和区文物保护单位。经百年变迁,寺院周边现已是高楼林立,车水马龙。大雄宝殿建造年代久远,建筑又为砖木结构,寺外环境的改造施工不可避免地对殿堂底部的桩基结构造成一定影响。而殿堂木构、瓦片,历经风雨,也存在虫蛀或松动情况。

借由这次平移,这座主殿将在整体结构不做任何变动的基础上,增加底部混凝土平层,从而提升主体建筑抗震性,稳固其建筑结构,更好地保护大雄宝殿的原有历史风貌。

砖木结构的建筑主体和其中文物一起移动,国内尚属首次

玉佛禅寺在高楼林立的都市中已走过了130多个春秋。寺院信众多,海内外游客络绎不绝,年客流量可达到200万人次。每逢重大节日、香期,更是人山人海,特别是除夕、大年初一举行新春祈福活动,单日客流量更是突破10万人次。

寺院中轴线是人员最密集的区域,但现在大雄宝殿前广场空间局促,加上香火较旺,这些都会造成严重的大客流安全隐患。想要做到疏散空间最大化,除了将东西两侧厢房改为独立殿堂以重塑空间外,大雄宝殿整体向北平移30.66米,腾出更多殿前空间,也是关键所在。

大雄宝殿此次平移,不仅能够消除公共安全隐患,也给寺院建筑布局的合理化留出了改善空间,并更好地保护寺院历史建筑。

熟悉寺院历史的信众可能有所了解,当年盛宣怀家族舍宅为寺,历经十年重建,才有了如今的玉佛禅寺。故在修缮工程启动前,除了中轴线上的大雄宝殿和天王殿外,寺院其余建筑都呈现出非常鲜明的江南民居风格。厢房、长廊、回字形的天井,这样的建筑布局使得寺院空间相对逼仄,人行区域狭窄。

外加寺院缺少钟鼓楼,且礼佛的殿宇与生活用房并列,既不符合传统意义上的丛林布局,也在一定程度上给信众礼佛造成不便。

在大雄宝殿平移之后,殿前将加盖钟鼓楼及观音殿,统一江南《营造法原》殿廷建筑风格,使得玉佛禅寺的建筑布局更加完整。当然,即使加盖殿堂,大雄宝殿前的公共空间还是比原来翻了1倍多。

平移后,腾出的地方将加盖钟鼓楼和殿堂,大雄宝殿前广场空间也将扩大一倍左右(解放网图)

上海玉佛寺玉佛之一(图片来自互动百科)

上海音乐厅平移类似推“箱子”,大雄宝殿平移类似推“桌子”

大雄宝殿的平移工程,让人想到十多年前著名的上海音乐厅平移。

项目负责人向解放网记者表示,“与上海音乐厅平移不同,音乐厅的砖混结构使整个平移过程类似于推一个‘箱子’,而大雄宝殿木结构不生根的特点使其过程类似于推一张‘桌子’,‘桌子’下方还需带着所有佛像、佛台一起移动,过程中如何保障整体结构和佛像文物的安全,对于施工方来说是一个巨大的挑战。

“玉佛禅寺和工程方上海博物馆的文物保护专家一起来出谋划策。” 该负责人说,几经论证商议,最后决定采用“框支撑”的保护技术,保证佛像在平移顶升的加速瞬间能够稳如泰山。

记者了解到,承接本次移位、顶升、加固专业工程的上海天演建筑物移位工程股份有限公司,有着上海音乐厅等建筑的平移经验。

大雄宝殿平移刻度(新民网配图)

与上海音乐厅平移相同的是,玉佛禅寺大雄宝殿平移结束后,还需要在到位后顶升1.05米。但相比上海音乐厅,玉佛禅寺计划采用的交替顶升技术已比那时有了明显的提升。十多年前,上海音乐厅的顶升采用的是临时支撑的方式,千斤顶顶升一定高度后,将整座建筑安放在临时支撑物上,再重新设置千斤顶高度,进行下一轮的顶升。在这“一顶一放”的过程很有可能会造成建筑角度扭转等问题。“十五年后的今天,交替顶升技术已经得到广泛推广使用,可以有效避免上述问题。

据悉,大雄宝殿平移到位后,底部千斤顶将分为两组进行交替顶升,使建筑物连续受力,不发生偏斜。

大雄宝殿的“脚”(新民网图)

此前,国内在保护文物方面,已多次采用楼房平移技术

在中国,随着城市化的加速推进,中国的城镇人口越来越多。据国家统计局的数据,中国的城镇人口从1995年的3.52亿人增长到2015年的7.71亿人。

中国大陆有14座城市人口超过500万,仅仅在2016年一年,中国就建成了84座摩天大楼。在如此迅速的城市化进程中,如何保护城市里具有历史意义的建筑就成了一个亟待解决的课题。对这些建筑的保护,中国人的解决思路是——搬迁。

2016年,武汉的汉口义勇消防联合会旧址整体平移90米

2013年,上海正广和汽水厂大楼整体平移38米

2008年,位于北京的中国农工银行旧址整体平移约50米

2008年,上海音乐厅整体平移约68米

2001年,广州锦纶会馆整体平移80米

关于大雄宝殿移位工程的相关问答(上海建筑设计研究院有限公司 总工程师 李亚明)

问题1 :为什么要对大雄宝殿移位?目的是什么?

答:由于城市的发展建设,相对玉佛寺存在:内部地势变低,内部场地拥挤,房屋年久失修,已不能很好地满足实际使用需求,为消除这些公共安全隐患,改善环境需对玉佛寺进行整治、改造、修缮。大雄宝殿的移位工程就是其中之一。

问题2 : 玉佛寺大雄宝殿建筑有近百年的历史,那是什么样的结构形式?与现今的建筑有什么不同?

答:玉佛寺大雄宝殿是砖木结构建筑,主要承重结构是抬梁式木构架,屋架为歇山式木构架,东西山墙为实心黏土青砖。不同与现今建造方式是古老的江南《营造法原》殿庭建筑,其中大小木作均为重点保护对象;大雄宝殿的砖雕、石雕、屋面灰塑、瓦脊等工艺精湛是重点保护对象;大雄宝殿内佛像为始建时原物也为重点保护。

问题3: 众所周知,百年建筑基础之重,关键是基础的支撑,玉佛寺大雄宝殿要进行移位,很难理解大雄宝殿的基础是怎样的?

答:大雄宝殿原基础是在建筑台基上构筑砖基础,立木柱。限于当时的条件基础浅,完整性差,对移位工程的实施不利影响非常大。为进行移位工程我们在原很浅的基础范围内建立一完整的新基础,形成一托盘,大雄宝殿稳稳建在这托盘之上。这一部分的工程我们称之为托换工程,是一个非常复杂非常关键的工程。

问题4: 玉佛寺大雄宝殿内有很多佛像,这些佛像都是非常高大,移位时佛像怎么办?

答:大雄宝殿和佛像一起整体移位,这就给我们移位工程带来了新的技术挑战,在这方面没有经验可依据。为此我们开展了技术研究,从几方面进行多方合作分析研究,如:首先了解佛像、佛台的结构构造;第二采取合适的保护加固措施对佛像、佛台进行临时加固保护;第三采用特殊的技术和施工方法对佛台基础托换。形成大雄宝殿建筑物的基础和佛台基础为一整体托盘。

问题5: 移位过程中如何保证大雄宝殿的安全和完好?

答:在移位过程中我们在建筑物上包括佛像上布置很多观测点,这些观测点有力和变形的电子信息传感器、有光学观测表面变化的等多种方式实时监控移位的整个过程,和相对应的预警措施。对移位的加速度、速度是严格控制的。

问题6: 移位是否要考虑天气变化的影响?

答:对于极端天气,如:大风、雷暴雨,为了安全我们会暂停移位,并进行必要的安全检查和监控,或采取临时的安全加固措施。

问题7:玉佛寺大雄宝殿移位工程的关键技术是什么?

答:可以说玉佛寺大雄宝殿的整个移位工程所有工序都是非常重要的,每一个工序都会影响各方的安全进行,譬如下滑道梁的很微小沉降变形就会影响整个工程的安全导致移位无法继续,他不同与一般建筑对沉降没那么敏感,所以我们在基础设计时是要进行精细分析、精准设计的,严格控制沉降变形。

要说关键技术,大致可以分为三大部分:

托换工程——将建筑物及内部设施全部由原基础转换到新基础上(托盘)。

从结构工程角度讲,将已受力的结构构件进行转换,会发生变形和力的重分布,对结构才生永久的影响,这些影响会导致建筑坍塌。对这些影响应进行精准计算分析,使其对原结构不产生严重不利影响。

玉佛寺大雄宝殿还存在不利因素,近百年老建筑,已存在结构损伤,缺乏原结构资料性文件,对结构无法全面掌握;原建筑基础浅,给新托换基础施工带来很多限制条件;不仅对建筑物移位还必须对建筑物内佛像等一起完整的移位,使托换工程更加复杂。

临时加固保护——玉佛寺大雄宝殿是木结构老建筑,是江南《营造法原》方式建造,木梁柱节点为榫卯形式,一些已破损松动,木构件自身强度不够,对木柱要进行固定加固不能强硬复位固定,以免加固过程损伤原结构构件,这不同与一般砖结构或钢筋混凝土结构可以施加力来紧固。

佛像的保护,没有经验可依据,要采取非常手法,通过科研进行论证。

托换移位过程监控——对近百年老建筑怎样检测,怎样预警都是新课题。监控点,预警值都是为大雄宝殿特殊制定。

大雄宝殿移位顶升施工的问答(上海天演建筑物移位工程股份有限公司 创始人蓝戊己)

问题1:大雄宝殿地面上的砼结构作用是什么?

这层砼结构高度0.8m,在平移工程中叫上托盘梁,主要作用是承载上部结构竖向荷载和水平顶推的水平荷载,像盘子一样托着上部结构平移到新址位置。

问题2:从外面看大雄宝殿内部架设了很多纵横向钢结构,是为了保护大雄宝殿的安全吗?

是的,大雄宝殿是典型的木结构建筑,榫卯结构,木柱不生根于基础,整个结构像桌子似的搁置于地面,整个平移过程中的水平加速度很小,不容易察觉,理论上对房屋的影响很小,但是为了预防各种意想不到的意外情况(如地震等),保证整个平移万无一失,有必要对大雄宝殿进行一定的加固,主要作用是限制大雄宝殿的位移。

问题3:这部分加固钢结构在施工过程中有哪些难点吗?

大雄宝殿为木结构建筑,所有钢结构均采用螺栓连接,在既有建筑内采用螺栓连接的方式拼装钢结构难度比较大,主要体现在螺栓连接构件精度要求比较高,但是既有木柱的间距、直径、倾斜等各不相同,需要边安装边测量边加工。

问题4:在施工过程中对大雄宝殿保护构件采取了哪些防护措施?

在进场后首先开始对大殿重点保护部位进行了必要的防护,比如中间佛像及东西侧佛像采取薄膜覆盖的防尘防潮措施,对木柱采用方木模板防碰撞的措施,对四周大理石防污染措施。

问题5:在施工中贯穿整个雨季及高温天气,对工程有哪些影响?

进场施工后,拆除了南北两侧的原有门窗,土方开挖后基础暴露于外面,雨水灌入或淋入大殿内对结构安全影响较大,为了安全,除了加强降排水措施外,土方采用分层开挖,第一层土方开挖后室内地坪高于室外地坪,第二层土方开挖时从一面向内开挖,保证雨水不汇集于大殿范围内,而且编制了台风暴雨的应急预案。

高温天气时现场搭设了凉棚,供工人休息,调整作息时间,业主单位在凉棚内供应绿豆汤,给工人解暑。

问题6:在哪些监测手段?

施工过设置了实时自动监测的设备,7台静力水准仪实时监测东西佛台及中间佛台的沉降情况,10几个倾斜传感器监测木柱的倾斜情况,激光测距仪监测佛像的位移情况,应变计监测钢结构的应力情况,而且对整个施工过程的动力特性进行监测和平移时的动力加速度进行监测,这些数据都是实时采集传输至电脑云端。

问题7:在施工中采取了哪些直观的观测手段?

首先在墙体原有的裂缝处粘贴灰饼,标记裂缝的长度、走向、宽度,如裂缝发展后通过灰饼标记可以直观观察,另外木柱的倾斜设置X/Y两个方向的吊锤标记,如木柱发生倾斜吊锤位置发生变化。

平移过程采用标尺标记,直观观察平移速度和距离。

问题8:本次平移是采用滑动平移方式吗?

建筑物平移有滚动和滑动平移方式,滑动平移过程平稳,没有振动。

问题9:滑动平移需要克服摩擦力,有采取减小摩擦力的措施吗?

采用了不锈钢板和四氟乙烯板摩擦减小滑动摩擦力,摩擦系数可以在0.05以内,这有利于减小启动的加速度。

问题10:外面的新基础和过渡段是用砼结构浇筑的,砼梁上面平移平整度如何,会不会因为不平整对上部结构造成损伤?

砼梁叫平移下滑道梁,采用两种措施保证平移不对上部结构造成损伤,一是要求下滑道梁的平整度正负2mm以内,二是采用液压悬浮千斤顶,通过液压千斤顶的伸缩来调整下滑道梁沉降和不平整的影响,保证上部结构是始终水平。

问题11:整体平移有哪些主要结构?

整体平移主要有三个层次的结构,一是下滑道梁体系,主要保证上部结构由原址滑动到新址位置;二是中间的托盘梁体系,主要是承载上部结构荷载,增加建筑物的整体性,与建筑物一起平移的滑动到新址;三是上部结构的加固措施,主要作用是保证上部结构在不可预见的情况下不发生意见损伤。

问题12:大雄宝殿整体平移采取了哪些新的工艺?

大雄宝殿主要采取了先托换后开挖技术、木柱可拆卸抱鼓凳托换技术、佛台管棚托换技术、佛像加固技术、悬浮千斤顶平移技术、交替顶升技术等。

问题13:大雄宝殿平移的主要工序是怎样的:

先施工托换结构,首先开挖第一层土方-0.9m,佛台托换、墙体托换、木柱托换等托换结构,然后施工锚杆静压桩,这些托换结构完成后,开挖第二层土方,浇筑下滑道梁,同时上部结构加固展开施工,然后安装平移顶升设备,进入平移顶升阶段,到位后进行永久连接工作。

问题14:在施工过程中有哪些意想不到的情况发生?

平移方案编制过程中进行了充分的准备,参建各方能想到的方面都编制了措施和预案,进行了论证,但是由于是文物建筑,缺乏建造图纸,基础情况只有进场全部开挖后才能清楚,虽然对各种基础情况都有预案,但实际情况还是比预想的复杂很多,佛台基础下面全部为三合土,碎砖、白灰混合而成,具有一定的强度,内部夹杂着一部分土,而且佛台内部为实心结构,为了保证安全的前提下应对这种情况,先分段开挖然后浇筑高强灌浆料,将整体基础包裹成一个整体,然后对佛台基础进行压浆加固,主要作用是保证佛台内部材料能形成整体,钻孔过程中不塌孔。

问题15:在整个施工过程中沉降情况是否正常,墙体有无出现开裂?

整体施工过程中开挖后木柱最大沉降小于5mm,钢分配梁应变小于100微应变,数值都正常。墙体也没有出现裂缝的变化。

问题16:大雄宝殿平移最大的特点是带佛像一起平移,针对这种情况佛像加固有哪些考虑?

佛像加固从开始一直是各方关注的重点,加固的难点在于佛像造型各异,有的是木雕,有的是泥塑,这些材料本身强度都不是很高,加固措施既要起到加固作用,又不能对佛像造成损伤。一开始从工程角度考虑,采用木结构加固和钢结构对佛像加固,比如木模板封闭内部填充柔性材料,这种方式填充的材料体量巨大,而且存在火情隐患,还考虑用钢结构架子,采用柔性绷带将佛像固定于钢架上,但这种方法绑带的操作难度较大,预拉力不太好确定。经过数个方案比选后,请都上海博物馆可移到文物的包装专家,最好采取了夹板框架式加固方式。

问题17:平移顶升过程中如何实时了解平移顶升进度和数据情况?

这次平移我们与总包四建集团一起研发了《互联网+平移顶升远程监控平台》,整个平台可以在电脑端和手机端登录,实时了解大雄宝殿实时的平移距离、平移速度、压力、位移等情况,包括内部的沉降数值、应变数值、倾斜数值等情况,如果超过设计预警情况则进行报警。

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来源:观察者网 | 责任编辑:周远方
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