建筑物移位改造工程新技术及应用-教育部科技发展中心.PDFVIP

教育部推荐 2014 年度国家科学技术奖公示内容 项目名称：建筑物移位改造工程新技术及应用 项目简介： 本项目属土木建筑技术领域。建筑物移位工程长期存在托换结构设计方法不完善、移 动同步性差、就位连接影响其抗震能力等技术难题，特别是高层建筑托换荷载大、历史建 筑整体性差且移位后抗震加固影响原有风貌，对移位技术提出了更高要求。 本项目在国家科技支撑计划、国家自然科学基金等支持下，历时十余年，针对建筑物 移位工程中结构托换、牵引控制、就位连接等关键技术问题，通过系统的研究，全面揭示 了托换结构受力性能、牵引力变化规律和组合就位连接支座力学特性，发明了滑车及步进 式自行走移位装置、连续行进牵引设备等，研发了移位测控系统，形成成套技术，主要发 明点为： （1）揭示了柱四面包裹托换节点和砌体托换梁的受力机理，首次提出托换结构设计方 法，发现移动过程中托换梁剪跨比不断变化引起托换结构内力变化的规律，发明了一种固 定于托换结构底部的移位滑车装置和可控式提升托换工具 ，实现了托换结构支座位置（剪 跨比）固定不变和托换结构沉降变形的主动控制，提高了托换结构的安全性。 （2）针对移动过程中牵引与控制各关键环节，提出移动摩阻系数取值方法及牵引力计 算公式，研发了基于建筑物重量和摩阻系数的移位测控系统和连续行进移位牵引设备，实 现了建筑物移位同步自动控制。发明了步进式自行走建筑移位装置，能够自适应轨道不均 匀沉降；发明了移位抗倾覆轨道，防止了高层建筑移动过程中偏离轨道发生事故；发明了 移位顶升转向方法，其对上部结构影响小，易操作。 （3）首次提出将行走装置与铅芯橡胶垫相结合的组合隔震支座，阐明了组合支座的受 力机理，发明了组合支座就位连接新方法，提高了移位建筑物的抗震能力；发明了高性能 混凝土外包薄层对截断柱加固方法，提高了框架结构顶升移位后的承载能力。 （4）发明了基于建筑物移位托换技术的以静压桩、钢管桩等为支撑构件的既有建筑地 下增层工艺，解决了既有建筑室内有限空间施工的难题，并可增设多层地下室。 综合技术指标：移动过程中监控点位移差与其距离之比小于 1/1000，就位最大位移差 小于 10 mm，为传统方法的 1/4；移动速度达 3.6 m/h，比传统方法提高 50%；3 栋历史 建筑采用组合隔震支座连接，与移位前相比地震剪力减少 60%；移位造价为拆除重建的 30-50%、工期为 1/4-1/3。 授权发明专利 10 项、软件著作权 1 项、主编国家行业标准《建（构）筑物移位工程 技术规程》、出版专著 1 部、发表论文 87 篇。经教育部鉴定达国际先进水平，获 2012 年 度教育部技术发明一等奖。 本项目技术已在山东、广州、大连和上海等地推广应用，成功完成 64 项建筑移位工程 （其中历史建筑 20 项），并成功用于既有建筑地下空间开发、抗震加固等工程，产生直接 经济效益 1.4 亿元。2004 年完成的梧州福港楼移位工程，以 14800t 的重量获 2006 年吉 尼斯世界纪录；2007 年完成的莱芜开发区 15 层办公楼移位重量达 35000t，为国内外最 重移位建筑物；2013 年为济南繁华商埠区某历史建筑增设了三层地下室。本项目成果使重 要建筑得以保存，为历史建筑遗产保护提供了技术保障，促进了社会可持续发展和文化传 承。 主要完成人及技术贡献： 张鑫 ，排名：1，技术职称：教授，工作单位：山东建筑大学。 对本项目创造性贡献：项目负责人，主持制定项目总体研究方案和技术路线。对第 1、 2、3 项技术发明做出创造性贡献，提出托换结构设计方法和组合隔震支座就位连接新方法 (发明专利 ZL201010195335.5) ，参与研发移位测控系统(软件著作权 2011SR056833)。 主编国家行业标准《建（构）筑物移位工程技术规程》，出版专著《建筑物移位工程设计与 施工》，发表相关论文框架柱托换节点受力性能试验研究等 56 篇。国内会议大会报告 8 次。主持完成 31 项移位工程。研究工作量占本人工作量的 80%。 吕西林 ，排名：2，技术职称：教授，工作单位：同济大学。 对本项目创造性贡献：项目第 2 负责人，参与制定项目总体研究方案和技术路线，主 持完成了与本成果相关的国家级课题研究工作。对第 2、3 项技术发明做出创造性贡献，发 明步进式自行走移位装置（发明专利 ZL201010508481.9），揭示组合隔震支座受力机理。 参编国家行业标准《建（