[摘　要]　歷史建筑的保護(hù)與加固關(guān)系到人類社會(huì)物質(zhì)文明的發(fā)展和人類文化遺產(chǎn)的綿延，具有重要的歷史文化價(jià)值。在當(dāng)今城市建設(shè)中用歷史和發(fā)展的眼光處理歷史建筑保護(hù)與城市建設(shè)的關(guān)系，對(duì)體現(xiàn)城市文化底蘊(yùn)和特色具有積極意義。總結(jié)了歷史建筑的保護(hù)加固現(xiàn)狀和三種保護(hù)方案，根據(jù)不同歷史建筑的特點(diǎn)和保護(hù)要求，提出了加固技術(shù)、整體遷移技術(shù)和在保護(hù)歷史建筑本體的同時(shí)如何提高其抗震性能等關(guān)鍵技術(shù)措施，從結(jié)構(gòu)角度分別對(duì)五個(gè)已完成的典型工程進(jìn)行了討論.
[關(guān)鍵詞]　歷史建筑;保護(hù);加固;平移
1　引言
歷史建筑作為一座城市不同時(shí)期最可靠的見證，承載著它建造年代的政治、經(jīng)濟(jì)、文化和科技等諸多珍貴歷史信息，記錄著一座城市的滄桑歲月，具有重要的歷史、人文和研究?jī)r(jià)值，是祖先留給我們的寶貴財(cái)富，我們有責(zé)任將其完整真實(shí)地傳給子孫后代，只有這樣才能使一座城市的歷史綿延不絕，一座城市的文化才會(huì)得以繼承和發(fā)展.
世界范圍歷史建筑的保護(hù)是從19世紀(jì)后半葉由英、法、意等國(guó)開始的[1]。在我國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，需要進(jìn)行持續(xù)性再建設(shè)和舊城改造，在此過程中，如何處理好城市發(fā)展與歷史建筑保護(hù)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)發(fā)展與保護(hù)的和諧統(tǒng)一，成為在城市大規(guī)模建設(shè)和舊城改造時(shí)期迫在眉睫的問題.
由于歷史建筑年代久遠(yuǎn)，整體性差，抗震性差，因此歷史建筑的保護(hù)工作，不僅僅局限于建筑學(xué)和城市規(guī)劃等方面的研究，更需要結(jié)構(gòu)工程師提出安全可靠、堅(jiān)固耐久和抗震性能好的修復(fù)加固方案.
本文結(jié)合五個(gè)工程實(shí)踐，從結(jié)構(gòu)角度討論了歷史建筑保護(hù)與加固的技術(shù)措施.
2　工程實(shí)踐
2.1　濟(jì)南客站原候車室鑒定加固與增層改造
2.1.1　工程概況
濟(jì)南客站原候車室建于1958年，1992對(duì)其進(jìn)行鑒定加固和增層改造.
該建筑物為兩層鋼筋混凝土內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，外縱墻承重，平面為L(zhǎng)形，在平面轉(zhuǎn)角處有一20mm寬的伸縮縫。伸縮縫處框架柱為六邊形，其余框架柱均為矩形截面，外砌120mm厚粘土磚成八邊形。外承重墻為帶壁柱T形斷面，主梁斷面尺寸為300mm×600mm，跨度為7.8m，次梁斷面尺寸為220mm×450mm，跨度為7.2m。樓、屋蓋為鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋，樓面板厚80mm，屋面板厚70mm，板跨2.4m。柱下為素混凝土基礎(chǔ)，磚墻下為毛石條形基礎(chǔ).
2.1.2　鑒定加固
對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形和裂縫、材料強(qiáng)度、抗震性能、場(chǎng)地地質(zhì)等均進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與勘探.
對(duì)各材料采用不同檢測(cè)方法進(jìn)行取樣和試驗(yàn).
檢測(cè)結(jié)果為混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C15，受力鋼筋為HPB235級(jí)，磚強(qiáng)度等級(jí)為MU10，砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M0.4。屋面梁撓度滿足規(guī)范要求，但大部分存在裂縫，最大裂縫寬度達(dá)0.6mm，樓面梁撓度最大為37mm，約為1200l，房屋傾斜滿足規(guī)范要求.
該建筑物原設(shè)計(jì)未考慮抗震設(shè)防，經(jīng)脈動(dòng)試驗(yàn)法測(cè)定，伸縮縫以東部分橫向基本周期為0.226s，以西部分為0.305s.
該場(chǎng)地地層自上而下依次為：雜填土、粉質(zhì)粘土和閃長(zhǎng)巖。既有建筑物地基持力層為粉質(zhì)粘土，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為170KPa.
加固改造時(shí)，將原內(nèi)框架結(jié)構(gòu)形式改為框架結(jié)構(gòu)形式，即在柱列縱軸位置處縱墻內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱，且沿縱向設(shè)置鋼筋混凝土聯(lián)系梁。同時(shí)將原伸縮縫兩側(cè)的柱加固成一個(gè)整體柱，取消伸縮縫，滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。對(duì)改造后樓面活荷載增大的板，采用后澆鋼筋混凝土面層加固法。原結(jié)構(gòu)中的框架柱采用在四周植筋后外包混凝土的加大截面加固法。對(duì)于原結(jié)構(gòu)中的梁依不同情況分別采用加大截面法、短筋焊接連縱筋加固法、外包角鋼加固法。由于上部荷載增加較大，對(duì)原基礎(chǔ)采用微型樁進(jìn)行了托換.
2.1.3　增層改造
根據(jù)建設(shè)單位要求，改建后需成為集售票、辦公、會(huì)議、餐廳于一體的多功能建筑，建筑面積由原來(lái)的4501m2增加到6000m2左右，為節(jié)約資金及充分利用原候車室層高優(yōu)勢(shì)(原層高6.9m)，決定通過室內(nèi)增層達(dá)到新的使用要求，將原二層結(jié)構(gòu)增到四層。改建前后剖面見圖1.
2.2　濟(jì)南“老洋行”平移與抗震加固工程
2.2.1　工程概況
位于濟(jì)南市緯六路27號(hào)的“老洋行”建于1919年，是濟(jì)南商埠區(qū)保存較完整具有南歐巴洛克建筑風(fēng)格的早期代表性歷史建筑，見圖2.
圖1　剖面圖Fig.1　Crosssection　圖2　老洋行平移現(xiàn)場(chǎng)Fig.2　Movingofthe“Lao-Yang-Hang”onsite　該建筑為二層帶閣樓磚木結(jié)構(gòu)，建筑面積約600m2。2005年將其向西平移15m.2.2.2　平移設(shè)計(jì)及施工
該工程通過墻下雙上軌道梁及鋼滾軸將上部結(jié)構(gòu)托換到下軌道梁上，平移后位置的新基礎(chǔ)做好后，用多臺(tái)同步液壓千斤頂將歷史建筑牽引平移到新的位置。上軌道梁之間有斜梁連接，共同形成一個(gè)平放的、水平剛度很大的桁架，可以保證平移過程中上部結(jié)構(gòu)的安全。此工程的特別之處在于，平移到位后，滾軸保留在上、下軌道梁之間不再取出，與在縱橫墻交接處后加的鉛芯橡膠隔震支座共同形成隔震層.
此次平移工程在國(guó)內(nèi)首次將隔震技術(shù)應(yīng)用于歷史建筑保護(hù)。通過現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)測(cè)，證明由滾軸與鉛芯橡膠隔震支座共同組成的隔震層隔震效果明顯.
2.3　濟(jì)南宏濟(jì)堂平移與抗震加固工程
2.3.1　工程概況
濟(jì)南市宏濟(jì)堂經(jīng)二路藥店建于1920年，為兩層磚木結(jié)構(gòu)，由南樓和北樓組成，見圖3。南樓建筑面積約320m2，北樓建筑面積約160m2。該建筑向北平移約11.6m，向東平移約16m，旋轉(zhuǎn)3.8度，建筑物平移到位后，再整體頂升0.4m.
圖3　宏濟(jì)堂平移現(xiàn)場(chǎng)Fig.3　Movingofthe“HongJi-tang”onsite　2.3.2　平移設(shè)計(jì)及施工
考慮到該建筑物整體性較差，決定采用對(duì)上部結(jié)構(gòu)影響較小的雙梁式托換，同時(shí)墻兩側(cè)的托換梁每隔1.5m左右就增加了一根連接短梁，并且在各軌道梁之間增加了水平斜撐.
綜合對(duì)比該工程重量小、整體性差和抗震性差的特點(diǎn)，決定采用具有移動(dòng)平穩(wěn)、振動(dòng)小、對(duì)軌道不平整度適應(yīng)能力好等特點(diǎn)的滑動(dòng)式整體平移技術(shù).
使用聚四氟乙稀板作為行走機(jī)構(gòu)，牽引系統(tǒng)采用PLC控制的同步液壓千斤頂，確保平移過程中的平穩(wěn)性和同步性。平移到位后，在上托換梁與地下室墻、柱之間安裝鉛芯橡膠隔震墊，與滑動(dòng)橡膠支座共同組成隔震層.
2.4　濟(jì)南郵政局北二樓鑒定加固工程
2.4.1　工程概況
濟(jì)南市郵政局北二樓位于濟(jì)南經(jīng)二路162號(hào)，為兩層磚混結(jié)構(gòu)，建成于1919年.
2.4.2　鑒定結(jié)果及加固方案
按甲方要求，僅對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性及抗震性能進(jìn)行復(fù)核，并對(duì)相關(guān)構(gòu)件進(jìn)行承載力復(fù)核和加固設(shè)計(jì)，屬保護(hù)性修繕設(shè)計(jì)范圍.
鑒定發(fā)現(xiàn)部分墻體外裝飾層脫落，磚風(fēng)化酥碎.
現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)了部分墻體的粘土磚和砌筑砂漿的抗壓強(qiáng)度，結(jié)果表明，墻體所用青磚強(qiáng)度≥MU7.5，石灰砂漿強(qiáng)度可評(píng)定為M0.4。因此，采用兩側(cè)外掛鋼筋網(wǎng)外抹水泥漿，其中墻長(zhǎng)小于1m的窗間墻采用沿窗高范圍四角包角鋼的加固處理方法來(lái)解決墻體承載力不足的問題，并對(duì)墻體斜裂縫進(jìn)行灌漿處理.
在原加層擴(kuò)建時(shí)女兒墻壓頂全部開裂，混凝土酥碎脫落，鋼筋外露生銹，因此對(duì)于女兒墻決定拆除重建，重建時(shí)增設(shè)構(gòu)造柱，構(gòu)造柱縱筋采用化學(xué)植筋錨入樓板內(nèi).
部分混凝土柱曾經(jīng)進(jìn)行過擴(kuò)大截面的加固，后加截面與原柱截面脫離，鋼筋生銹外露，混凝土層脫落。處理方法為剔除露筋部位混凝土，鋼筋除銹后，水泥砂漿抹平，然后外包角鋼加固.
鋼筋銹蝕引起混凝土梁底產(chǎn)生順筋裂縫，剔除裂縫周圍混凝土，鋼筋除銹后，用灌漿料修補(bǔ)至原尺寸，待灌漿料強(qiáng)度>C20時(shí)，梁底粘貼300g碳纖維布二層.
2.5　濟(jì)南經(jīng)八緯一路老別墅整體遷移工程
2.5.1　工程概況
原位于濟(jì)南市經(jīng)八緯一路的一幢建于民國(guó)初期的老別墅是中國(guó)近代建筑晚期重要居住建筑之一，距今已有80余年歷史.
該建筑為局部二層磚木結(jié)構(gòu)，墻下灰土條基，東西長(zhǎng)15m，南北寬9m，總高6.5m，占地面積約108m2，總重320t。2009年3月1日，山東建筑大學(xué)工程鑒定加固研究所在國(guó)內(nèi)首次采用大距離原樣整體遷移技術(shù)成功將其遷移25公里，見圖4.
圖4　“老別墅”遷移中Fig.4　Movingofthe“LaoBie-shu”ontheway　2.5.2　行走機(jī)構(gòu)及牽引設(shè)備
此次遷移使用法國(guó)NICOLAS大型液壓平板拖車，共使用2列20組車板，車輪共計(jì)128個(gè)。該大型液壓平板拖車，由載重部分和牽引部分組成，自身具有動(dòng)力裝置.
2.5.3　遷移施工過程
在原建筑物室外地面以下施工鋼筋混凝土墻體托梁→用22個(gè)千斤頂將建筑物整體頂升約0.8m平板拖車移動(dòng)到建筑物下部指定位置→平板拖車底盤升起，建筑物全部荷載轉(zhuǎn)移到平板拖車→平板拖車啟動(dòng)，將建筑物遷移到新場(chǎng)地→平板拖車底盤下降，建筑物全部荷載轉(zhuǎn)移至支撐墻及新基礎(chǔ)并與之連接→按原樣恢復(fù)建筑物.
使用自帶動(dòng)力大型平板拖車進(jìn)行大距離原樣整體遷移建筑物在國(guó)內(nèi)首次成功應(yīng)用于工程實(shí)踐，是我國(guó)建筑物整體遷移技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重大突破，為保護(hù)歷史建筑開辟了一條新途徑.
3　結(jié)語(yǔ)
歷史建筑的原有使用功能往往不能滿足現(xiàn)代人們生產(chǎn)和生活的需要，對(duì)已經(jīng)進(jìn)行保護(hù)加固的歷史建筑，其外觀應(yīng)盡量真實(shí)完整地保留，其內(nèi)部可以進(jìn)行適當(dāng)改造，利用其發(fā)展餐飲業(yè)、旅游業(yè)和服務(wù)業(yè)等，使歷史建筑煥發(fā)新活力。同時(shí)，通過市場(chǎng)化運(yùn)作，吸引民間資本，調(diào)動(dòng)積極因素參與到歷史建筑的保護(hù)中來(lái)，節(jié)省了政府財(cái)政支出，鼓勵(lì)全社會(huì)為保護(hù)我們的歷史建筑共同努力.