某不规则大吨位石刻文物迁移保护工程案例分析.pdf

d o i:1 0.3 9 6 3/j.i s s n.1 6 7 4-6 0 6 6.2 0 2 3.0 4.0 2 7某不规则大吨位石刻文物迁移保护工程案例分析马俊朋1,谷海敏2(1.河北建研建筑设计有限公司,石家庄0 5 0 0 2 1;2.河北省建筑科学研究院有限公司,石家庄0 5 0 0 2 1)摘 要:论文介绍了在不规则大吨位石刻文物迁移工程中应用全液压轴线车和重型吊车等技术手段的成功案例。针对所迁移石刻文物体量大、形状不规则的特点,通过方案比选和工程实践,解决了大吨位砾石的装载和长距离迁移问题,充分证明了全液压轴线车和重型吊车在文物迁移施工中的可靠和高效。关键词:文物迁移;液压轴线车;吊装C a s eA n a l y s i so nR e l o c a t i o na n dP r o t e c t i o no f I r r e g u l a rL a r g e-t o n n a g eS t o n eR e l i c sMAJ u n-p e n g1,G UH a i-m i n2(1.H e b e i J i a nY a nA r c h i t e c t u r a lD e s i g nC oL t d,S h i j i a z h u a n g0 5 0 0 2 1,C h i n a;2.H e b e i I n s t i t u t eo fB u i l d i n gS c i e n c eC oL t d,S h i j i a z h u a n g0 5 0 0 2 1,C h i n a)A b s t r a c t:T h i sp a p e r i n t r o d u c e das u c c e s s f u l c a s eo f a p p l i c a t i o no f f u l l h y d r a u l i ca x l e t r u c ka n dh e a v yc r a n e i nr e l o-c a t i o na n dp r o t e c t i o no f i r r e g u l a r l a r g e-t o n n a g e s t o n e r e l i c s.A i m i n ga t t h e l a r g eq u a n t i t ya n d i r r e g u l a r s h a p eo f t h em i-g r a t e ds t o n e i n s c r i p t i o n s,t h r o u g hs c h e m ec o m p a r i s o na n de n g i n e e r i n gp r a c t i c e,t h ep r o b l e mo fl o a d i n gl a r g e-t o n n a g eg r a v e l a n d l o n g-d i s t a n c em i g r a t i o nh a sb e e ns o l v e d.I tf u l l yp r o v e dt h er e l i a b i l i t ya n de f f i c i e n c yo ff u l lh y d r a u l i ca x l et r u c ka n dh e a v yc r a n e i nt h ec o n s t r u c t i o no f c u l t u r a l r e l i c sm i g r a t i o n.K e yw o r d s:c u l t u r a l r e l i c sm i g r a t i o n;h y d r a u l i ca x l ev e h i c l e;h o i s t i n g收稿日期:2 0 2 3-0 2-0 9.作者简介:马俊朋(1 9 8 6-),高级工程师.E-m a i l:5 6 8 2 3 3 8 2 9q q.c o m1 工程概况 该案例所迁移石刻文物为一块体量较大、形状不规则、磨圆度较好的中细粒结构紫红色砂岩砾石。石体存在水平裂隙,倾向1 4 8,倾角1 6,长轴方向1 2 0,砾石长8.6m,宽4.9m,厚近3m,重约3 5 0t,顶部局部有较严重开裂。石体南立面较平整,在长4.9m、高1.8m的范围内遗存有明代刻文。石刻文物原址位于在建抽水蓄能电站库区位置。为更好保护文物,对其进行整体迁移。迁移路线为普通山地道路,路线长度约4.2k m。迁移石体原址状态见图1。2 迁移运输技术2.1 迁移运输方案比选工程实践中,大吨位建(构)筑物和石体雕塑等迁移工程常用施工方案为钢滚轴平移和气囊平移。该案例因迁移路程远、迁移路线路况条件复杂等因素,提出了多轴线重型液压组合式运输车迁移运输方案,并从011建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第4期技术性、经济性等方面与气囊迁移方案进行了分析和比较。2.1.1 气囊迁移方案高压气囊搬运重物的工作原理是在需要搬运的重物底部放置若干个行走气囊,气囊充气后将重物顶升托起,通过牵引设备拖拽重物,气囊随之滚动,从而实现搬运大型构件的目的1。高压气囊搬运技术在船舶下水、沉箱出运等工程应用成熟2,并多次应用于建筑物平移工程,如图2所示。从迁移距离和迁移吨位考虑,高压气囊适用于此次石体迁移。但石体迁移路线有一半长度位于某大型建设项目施工场地内,施工运输车辆通行繁忙,且无绕行路线。因石体自身宽度等因素,石体迁移行进过程中,道路需断交。因气囊迁移施工需往复放置行走气囊,虽比一般钢滚轴平移行走速度快,但行进速度依然缓慢,断交时间长,对其他建设项目将产生较大影响。迁移路线为山区道路,路面有较大起伏,气囊平移上坡时牵引和下坡时制动的技术难度大,不利于石体的平稳运输。2.1.2 全液压轴线车迁移方案多轴线重型液压组合式运输车专为运输超大型货物设计3,广泛应用于大件运输行业。相比气囊迁移方案,采用全液压轴线车,迁移速度快、迁移过程简单、周期短、工程造价低。轴线运输车相比气囊运输,对道路平整度要求低,可很好地适应上下坡路段,制动和起步平稳。该案例所迁移石体,形状不规则、质量大、宽度大,轴线车需采用对应的拼接方案以满足运输需要。2.2 迁移运输方案技术要点2.2.1 轴线车拼接形式及牵引车选用液压轴线车一般采用2纵列运输模式(运输宽度3m)。该案例所迁移石体形状不规则,底部宽度约5m,常规运输模式平台宽度不满足要求,因此选用双台2纵列平车横向拼接模式,形成4纵列(运输宽度6m)平车。根据石体长度,纵向采用9线拼接,合计3 6轴,共1 4 4轮。四纵九线组合模式如图3所示,选取重型牵引车2台,前后各布置一台,采取前拉后推模式。2.2.2 迁移运输途中相关技术措施该案例所迁移石体形状不规则,底部不平整。为了避免石体放置不稳或平车车架局部受力过大,在石体和平车之间采用枕木填充。枕木放置位置根据石体底部情况灵活布置。轴线车的组合后宽度为6m。运输道路有较长路段宽度也仅6m。为了保证迁移顺利进行,在石体装载前,进行了空车试走。根据试走情况,对沿途道路不满足通过的位置进行了针对性的处理,并在合适位置设置调换车头场地,采用调换车头的方式完成转弯。石体迁移路线需通过两处钢筋混凝土圆管涵,且管涵存在损伤。在轴线车通过该路段时,采用临时开挖和回填措施。首先将混凝土管涵挖出,然后采用砂石料回填密实,并在表面铺设钢板。待运输车通过后,重新埋置管涵。3 文物装载技术方案大吨位石体常用装载方案为起重机吊装和千斤顶原位顶升等技术手段。该工程所装载石体体积大、荷载重、形状不规则、重心位置难以确定,且现场场地条件复杂,经过分析比选,最终确定采用两台12 0 0t汽车吊进行抬吊吊装。每台吊车各挂载一根钢绞线,钢绞线沿石体横断面环绕布置。该方案可有效防止石体起吊后因重心调整造成翻转。111建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第4期3.1 吊车和吊绳选用3.1.1 吊车选用吊装方案以文物移位过程中吊装距离最大、质量最大工况作为起吊和装车条件,选择吊装机具。吊装立面示意见图4。根据图4可知,吊车的吊装半径为:R=1 20 0 0mm;吊钩高度为:H1=2 85 0 0mm;吊臂最高点距吊钩距离:H2=20 0 0 mm;吊车就位后 自身 高 度:H3=30 0 0 mm;则 吊 车 吊 装 高 度:H=H1+H2-H3=2 75 0 0mm;得出吊车吊臂长度:L=30 0 0 0mm。移位文物吊装时的整体质量约3 5 0t,吊装过程中取动载荷系数为1.1,吊装时整体质量为3 5 01.1=3 8 5t,即文物移位吊装时应选用作业半径在1 20 0 0mm和臂长在30 0 0 0mm时吊装质量大于1 9 5t的汽车吊。查询吊车性能表可知选用12 0 0t汽车吊在吊装半径为1 2m,吊装高度为2m,臂长3 0m时,吊装质量为2 1 7t,可满足要求。3.1.2 吊绳选用因吊车数量和吊绳放置位置限制,吊装采用两条吊绳方案,因吊装石体质量大、表面硬度高,吊绳采用钢丝绳。文物吊装时的整体质量约为T5=3 5 01.1=3 8 5t;吊钩至文物吊装固定点用2根钢丝绳进行吊装,吊绳水平夹角取3 0,则每根钢丝绳的受力为T1=T5/2=1 9 2.5t;吊装用钢丝绳安全系数取K=6,则钢丝绳的最小承载质量为T2=KT1=11 5 5t;钢丝绳的破断拉力为F=T2G=11 5 59.8 1=1 13 3 0k N;选用抗拉强度19 6 0MP a钢丝绳,则单根钢丝绳截面面积需57 8 0mm2。3.2 吊装施工3.2.1 吊装前准备石刻文物位于河北岸石滩。为保证文物整体吊装工作进行,首先对现场场地进行了平整和吊车作业平台填方处理。该阶段实施过程中,为防止土石方或施工机械与文物发生碰撞对文物造成损伤,施工机械与文物保持足够的安全距离。靠近文物区域采用人工作业,并对文物体采用临时遮挡措施,防止施工对其造成损伤。因石体底部由数块散布的石头支撑,其他区域被沙土填满,现场在石体底部拟设置吊绳位置采用人工掏土的方式,掏凿出了可满足吊装钢绞线穿过的孔洞。3.2.2 吊装实施吊车进场前,检查吊车作业平台填方填筑质量。按吊装、水平位移及就位平面位置图,现场标示出吊车211建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第4期回转中心、运输车辆停放位置4。吊车进场后进行配重、吊钩等安装工序。吊装机械组装完毕后,采用吊车辅助进行穿吊绳工序。为防止吊绳对石体造成损伤,吊绳和石体接触位置从内之外依次填充橡胶垫和硬木。吊绳放置完成后,进行试吊。两台吊车同时起吊,同时密切关注石体状态。待石体全部离地约2 0c m后,停止起吊,检查吊车支腿情况、石体平衡情况。经检查没问题后,继续抬升,石体以原始倾斜状态吊离至原位。两台吊车密切配合,调整石体状态,缓慢的将其放平于前期平整好的场地,之后松开吊绳,重新调整吊绳位置,以保证石体再次起吊时为平放状态,满足装载需要。吊装现场见图5,石体起吊后状态见图6。4 应用效果分析石刻文物采用吊车吊装和四纵九线轴线车迁移方案后,顺利完成了迁移施工。运输质量达3 5 0t,仅用8h就完成了石体4.2k m的迁移运输任务,比气囊平移保守估计节省两天时间。整个运输过程平稳可靠,文物本体未发生任何损伤,充分证明该施工方案可靠和高效,值得进一步推广使用。5 结 语近年来,我国建(构)筑物和石体雕塑等大吨位迁移项目逐渐增多。经过多年的技术积累,各种新的迁移理念和施工方法层出不穷,因此研究和总结迁移技术具有十分重要的现实意义。参考文献1 李旭光,付素娟,李 佳.高压气囊搬运技术在建筑物平移中的应用研究J.建筑结构,2 0 1 4,2 1(4 4):9 1-9 4.2 李旭光,付素娟,李 佳.高压气囊平移建筑物工程设计方法研究J.施工技术,2 0 1 4,2 2(4 3):9 4-9 8.3 侯友山,石博强,王 慧,等.多轴线重型液压组合式运输车的使用注意事项J.专用汽车,2 0 0 9(5):6 1-6 2.4 姚 立.景观石高空吊装和运输施工技术J.施工技术,2 0 1 6,4 5:6 5 3-6 5 6.311建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第4期