玉佛禅寺大雄宝殿平移工序9月2日将启动,借助现代平移技术向北位移30.66米 | |
史博臻 薛旋青 王扬帆 | 2017-08-28 09:32 |
上海市民关注的玉佛禅寺大雄宝殿平移工序,将于9月2日正式启动,大殿将借助现代平移技术向北位移30.66米,到位后顶升1.05米。为了保证原始原貌,内部佛像及文物也将同步完成平移,这在国内建筑史上尚无先例。
据总承包施工的上海建工四建集团有限公司项目负责人今天透露,玉佛禅寺大雄宝殿自2017年5月18日封闭以来,日前已完成了全部结构加固修缮及平移准备工作,9月2日上午10时平移正式启动,当天计划平移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。平移结束后,殿前将增设钟古楼、观音殿,而大雄宝殿与天王殿之间的广场面积将扩大近一倍,为重大香期及大型活动提供容积场地。整个修缮工程完成后,玉佛禅寺将重现光彩,可容纳更多前来瞻仰的香客信徒,成为上海对外交流的重要桥梁和纽带。
佛像佛台一同平移
上海玉佛禅寺经过百年变迁,面临着消防、交通、建筑结构、高密度人员集聚等多重公共安全隐患。为了消除这些隐患,更好地保护寺院历史建筑,上海玉佛禅寺于2014年7月正式启动“消除安全隐患保护性修缮工程”,由上海建工四建集团有限公司进行总承包施工。历时30个月后,工程东区、西区相继完成,包括卧佛殿、普贤殿、济公殿等12个厢房单体均以崭新的面貌迎接各路香客。
即将平移的大雄宝殿,是玉佛禅寺第二进殿堂,矩形平面东西向24米、南北向18.34米,殿高18.2米,占地面积约450余平方米。大殿作为传统砖木结构,采用抬梁式木构架承载,屋架及上部荷载通过木柱传给基础,砖墙仅起分隔作用。殿内中央供奉着三尊泥塑大佛,佛高4米,大佛背面是大型海岛观音壁塑,殿内两旁是二十诸天像,神态各异,栩栩如生。
项目负责人表示,这次平移的原理为先对大雄宝殿进行加固托换,与原基础切断,将其放置在平台上,进行整体的移动和抬升,这个平台称之为托盘梁;在托盘梁下部修建一滑移轨道,滑移轨道与托盘梁间安装滑移装置,利用水平千斤顶顶推上托盘梁,使大雄宝殿沿着轨道方向滑移到新的位置,再安装千斤顶进行交替顶升,抬升就位;最后将大雄宝殿与新基础进行连接。
与十年前著名的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。
解决托换加固种种难题
首先,解决大殿木结构的加固。据了解,大雄宝殿木构架承重,托换至托盘梁后结构整体性弱,主要受力木构件已出现风化、开裂、连接松动等现象,如何确保托换平移中的大雄宝殿结构安全,是施工方的首要考虑因素。项目监测人员首先对殿内的所有构件进行检测,运用平移顶升模拟分析结构薄弱环节,最后采用独立体系钢桁架对木构件进行了限位保护。由于大殿内不允许焊接,且木柱的直径、倾斜、相对位置各不相同,给钢桁架施工带来不少困难。为此,项目部特别选用了一批可调节的连接杆件,采用了相对耗时的螺栓连接方式,并对连接节点进行逐一加固,使得整个大殿完成“一体化”,保证平移过程中的结构整体安全。
二是木柱的托换难题。木柱作为大雄宝殿的竖向受力构件,插于鼓蹬,放置于青砖磉石基础上,承担着大雄宝殿上部所有荷载,如何进行托换既能保证木柱平移中的稳定性,又不损伤原有的鼓蹬构件,成为项目部的重点研究课题之一。针对所有独立木柱,项目技术人员决定运用可拆卸抱柱技术:首先在鼓蹬外围放置钢套箍并浇筑灌浆料形成鼓蹬抱箍,随后于托盘梁上架设四根钢柱及两根托换钢梁,通过抱箍与钢梁的精轧螺纹钢连接使木柱荷载通过钢梁托换至托盘梁上,最后形成了可靠的木柱托换体系。
再次,大型佛台的托换亦十分关键。大殿佛台由碎石基上砌砖四周围合而成,内部空心、外形庞大,基础稍加扰动就易造成上部砖块脱落。为了研究采取何种工艺对佛台进行无扰动托换,项目部首先在佛台四周开挖探坑探查佛台基础的宽度、深度数据,并通过钻孔取芯探查佛台基础的内部构造。根据探查结果,最后采用钻孔内插型钢进行佛台托换。托换前,先对佛台碎砖基础四周进行混凝土围护加固及内部注浆加固,确保钻孔时佛台基础不变形。钻孔托换中施工人员遇到内部三合土松散、成孔困难、塌孔等诸多问题,项目部耗费大量时间与耐心予以解决。完成的佛台基础钻孔孔型呈8字型,开孔后插入工字型钢,封闭孔口,灌入灌浆料,最终形成孔间距300毫米的内插型钢托换体系。
最后,需要在平移过程中小心保护佛像文物。坐立于佛台上的佛像由泥塑而成,前后左右没有任何支撑约束,为保证佛像在平移顶升加速瞬间能够稳如泰山不被损坏,施工方采用非接触式柔性加固技术对佛像进行保护。工人在佛像四周搭设刚性框架,钢框架与佛像间沿竖向分段布置水平木夹板和限位肋板,关键的两道限位肋板分别设于佛像肩部与腰部附近,肋板与佛像间的空隙通过柔性防火材料纤维支垫进行填充,即使平移过程中佛像产生轻微晃动也不会造成损伤。此外,为保证佛像法相庄严,刚性框架外部全部采用木板及布条进行封闭。
运用前沿技术支撑运营管理
施工过程中采用基于多源数据的既有建筑数字化建模技术。大雄宝殿虽为单层建筑,但结构架构错综复杂,陈列佛像神态各异,单一扫描方式无法兼顾建筑外部庞大的数据量和内部高精度细节的要求。为此,四建集团运用了三维激光扫描、近景测量、无人机航摄影像等技术,对大雄宝殿进行快速扫描,采用数据融合技术实现2D和3D影像的融合,对三维场景精准复原,同时利用虚拟现实技术及其他数字技术,立体再现大雄宝殿的原貌,更好地促进对于古建筑及既有建筑的研究和展示。
四建集团还研发了互联网+移位远程智能监控平台,将平移顶升过程中的设备运行状态、施工状态、安全监测等各类数据进行整合并可视化,将数据驱动模型技术与BIM模型相互关联,通过手机网页等端口即可远程实时监测大雄宝殿移位进度和状态,为现场动态管理提供便捷。此外,在锚杆及二层土方开挖过程中,项目部全程使用了静力水准仪及振弦式表面应变计,运用电脑软件进行数据采集,对大雄宝殿的微应变量、沉降及倾斜状况进行全面监测,保证可能影响建筑主体变化的施工作业中的结构安全及顺利进行;在结构加固钢桁架支撑阶段安装倾角计及运用激光测距仪对大雄宝殿的倾角及应变量进行检测,自动化前沿技术得到充分运用。
项目部将传统工艺与现代新技术紧密结合,运用仿宋举折压弯工艺优化铜瓦施工,采取偏心下锯、弯曲原木合理截断法等系列工法提高综合出材率和锯材质量,研究木包柱与钢柱的全新连接方式,优化桩位方案解决现场触檐难题等,运用新技术“修旧如旧”已成为这座古寺修缮的点睛之笔。
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