CN102383620A - 高耸建筑物的整体平移方法及同步顶推控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高耸建筑物的整体平移方法，包括加固、基础处理、顶升托换、平移和就位连接的步骤，其中平移步骤包括采用悬浮千斤在平移时控制建筑物竖向的平稳，并采用顶推千斤顶通过同步顶推控制系统控制使其反向顶推建筑物沿滑道进行同步平移的双重手段，从而能够防止高耸建筑物在平移过程中发生沉降及倾覆。本发明还公开了一种同步顶推控制系统，用以控制各顶推千斤顶的顶推，使得高耸建筑物进行整体同步平移，也起到避免发生倾覆现象的作用。

Description

高耸建筑物的整体平移方法及同步顶推控制系统

技术领域

本发明涉及建筑物平移技术，更具体地说，涉及一种高耸建筑物的整体平移方法及同步顶推控制系统。

背景技术

目前，建筑物的整体平移技术发展较快，已广泛应用于旧城区改造、道路拓宽、历史性建筑保护。但是，对于一些特殊建筑物，特别是高耸建(构)筑物(例如高层楼屋、井塔等，其高宽比一般大于5)的整体平移，由于高度原因，一般存在以下几个问题：

1、平移时，若风荷载与平移加速度过大，高耸建筑物极易会出现倾覆的危险；

2、高耸建筑物对平移过程中的不均匀沉降很敏感，而且单位面积上的荷载较大，如果出现过大的不均匀沉降，会给上部结构附加额外荷载，很可能超出构件的承载力，易导致建筑物的垮塌；

3、高耸建筑物的高宽比过大，地震作用时，对底层墙柱的受力要求较高，若采用普通建筑物的平移技术将高耸建筑物平移到位后，其柱子及剪力墙将无法达到抗震等级。

综上所述，上述问题一直无法得到有效的解决，已严重制约了高耸建筑物整体平移的实施和发展。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种高耸建筑物的整体平移方法及同步顶推控制系统，用以实现高耸建筑物的整体平移。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该高耸建筑物的整体平移方法包括加固、基础处理、顶升托换、平移和就位连接的步骤，其特征在于，所述的平移步骤包括：

在支撑建筑物的上滑梁和作为滑道的下滑梁之间安装足够数量的悬浮千斤顶，使建筑物随悬浮千斤顶在滑道上平移，并用以在平移时控制建筑物竖向的平稳；

在上滑梁一侧设置多个顶推千斤顶，采用同步顶推控制系统控制顶推千斤顶进行反向顶推上滑梁，使建筑物沿滑道进行整体同步平移。

所述的同步反向顶推的控制步骤如下：

采用压力传感器分别检测各顶推千斤顶的受力，并将力信号输入同步控制计算机；

采用位移传感器分别检测各顶推千斤顶的油缸行程，并将行程信号分别输入顺序状态控制计算机和同步控制计算机；

通过顺序状态控制计算机对接收的行程信号进行处理，并对各顶推千斤顶的输油电磁阀进行开关控制；

通过同步控制计算机对接收的力信号及行程信号进行处理，并对各顶推千斤顶的输油比例阀进行控制，以控制各顶推千斤顶的顶推力与其受力相适配，并使各顶推千斤顶的行程差不超过2mm；

采用显示器实时显示各顶推千斤顶的受力、行程状况及输油速度。

所述的基础处理包括将基础设计成临时基础、过渡基础与永久基础，各基础均采用钻孔灌注桩基础。

所述的在下滑梁的上端、悬浮千斤顶的底部还铺设有一层钢板和一层聚乙烯板。

所述的就位连接为在柱子的连接位置处增加25％钢筋，剪力墙在连接处增加30％钢筋，就位后钢筋连接采用双面绑条焊，然后在托换梁和永久基础之间浇筑高一级膨胀混凝土。

一种同步顶推控制系统包括：

压力传感器，分别设于各顶推千斤顶上，检测各顶推千斤顶的受力；

位移传感器，分别设于各顶推千斤顶上，检测各顶推千斤顶的油缸行程；

顺序状态控制计算机，接收、处理位移传感器输出的行程信号，并控制各顶推千厅顶的输油电磁阀进行开关控制；

同步控制计算机，接收、处理压力传感器输出的力信号和位移传感器输出的行程信号，控制各顶推千斤顶的顶推力与其受力相适配，并使各顶推千斤顶的行程差不超过2mm；

显示器，分别与压力传感器、位移传感器和同步控制计算机相连，实时显示各顶推千斤顶的受力、行程情况及出油速度。

在上述技术方案中，本发明的高耸建筑物的整体平移方法包括加固、基础处理、顶升托换、平移和就位连接的步骤，其中平移步骤包括采用悬浮千斤在平移时控制建筑物竖向的平稳，并采用顶推千斤顶通过同步顶推控制系统控制使其反向顶推建筑物沿滑道进行同步平移的双重手段，从而能够防止高耸建筑物在平移过程中发生沉降及倾覆。本发明还公开了一种同步顶推控制系统，用以控制各顶推千斤顶的顶推，使得高耸建筑物进行整体同步平移，也起到避免发生倾覆现象的作用。

附图说明

图1是本发明的高耸建筑物的整体平移方法的原理图；

图2是本发明的同步顶推控制系统的原理框图；

图3是本发明的建筑物平移就位后的浇注连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

本发明的高耸建筑物的整体平移方法包括加固、基础处理、顶升托换、平移和就位连接等步骤。请参阅图1所示，其中，所述的平移为顶推式平移，其主要包括两大步骤：

一、在支撑建筑物的上滑梁1和作为滑道的下滑梁2之间安装足够数量的悬浮千斤顶3，使建筑物随悬浮千斤顶3在滑道上平移，并在滑动过程中根据滑道面的平整程度，通过计算机控制相应位置的悬浮千斤顶3的液压，从而用以对滑道不平以及建筑物发生沉降进行高度补偿，使建筑物能够始终保持竖向的整体平稳，从而可避免建筑物的倾覆；采用该悬浮千斤顶3对建筑物竖向高度进行调整还具有以下优点：

1、自动适应高度变化，以保持上部结构的水平状态，对平移工程尤其有利；2、平移时比较平稳，能有效地减少上部结构的振动；3、偏位时易于调整，便于纠偏；4、平移过程中辅助工作少，施工更加方便、简洁和灵活，速度快，可以缩短总体工期；5、摩擦系数小，需提供的移动动力小，对下滑道的平整度要求相对较低。

二、在上滑梁1一侧设置多个顶推千斤顶4，采用同步顶推控制系统控制顶推千斤顶4进行反向顶推上滑梁1，并使建筑物沿滑道进行整体同步平移，避免在平移中，各部位受阻不同，而发生整体平移不一致所导致的倾覆。

而上述高耸建筑物的整体同步移动控制是成功平移和准确就位的关键。请参阅图2所示，图2所示的是本发明的一种同步顶推控制系统的原理框图，该控制系统用于高耸建筑物的整体平移顶推控制，主要包括压力传感器、位移传感器、同步控制计算机、顺序状态控制计算机和显示器，其中，压力传感器分别设于各顶推千斤顶4上，检测各顶推千斤顶4的受力(即阻力，主要是摩擦力和风荷载)；位移传感器也分别设于各顶推千斤顶4上，检测各顶推千斤顶4的油缸行程；顺序状态控制计算机接收、处理位移传感器输出的行程信号，并控制各顶推千斤顶4的输油电磁阀的开关，从而控制各顶推千斤顶4的顶升启动和停止；同步控制计算机接收、处理压力传感器输出的力信号以及位移传感器输出的行程信号，并控制各顶推千斤顶4的输油比例阀，从而使得各顶推千斤顶4的顶推力与其受力相适配，并且控制各顶推千斤顶4的顶推速度，使得建筑物各部位的平移速度保持一致，而各顶推千斤顶4的顶升行程差不超过2mm；显示器则分别与压力传感器、位移传感器和同步控制计算机相连，实时显示各顶推千斤顶4的受力、行程情况及输油速度。

整个控制系统设计为PLC自动控制，能够自动调整每个顶推千斤顶4的顶推力与建筑物该部位在平移过程中所受的阻力相适配，避免发生受阻力小的顶推千斤顶4的顶推速度较快，受阻力大的顶推千斤顶4的顶推速度较小，导致建筑物整体非同步平移而发生的倾覆。平移控制可采用试平移，分级加载，达到摩擦阻力后，即停止加载，超过摩擦阻力后，减小顶推力的自动控制方式，从而可精确实现平移同步性，确保平移过程中原结构不出现过大的附加应力，为平移工程的顺利完成提供了保障。例如，高耸建筑物左侧的顶推千斤顶受阻较小，因此顶推速度较快，建筑物该侧平移位置靠前，而右侧的顶推千斤顶受阻较大，因此顶推速度较小，平移位置靠后，此时通过顺序状态控制计算机控制前者的输油电磁阀关闭，停止平移，或通过同步控制计算机控制两者的输油比例阀，使得左侧平移较慢，右侧平移较快，从而达到处于同一水平线并保持同步平移，并平移过程中的阻力变化进行实时的自动调整，从而保证建筑物整体始终处于同步平移。

该控制系统的精度可达到≤±2mm，并且采用该控制系统可将建筑物整体平移的加速度数量级控制在10^-5m/s²。由于地脉动(即地面在没有干扰时的震动)数量级为10^-8m/s²，正常行使的公交车对地面的震动影响数量级为10^-4m/s²，因此，即采用该方式控制建筑平移的加速度小于公交车从建筑物旁边经过对建筑物的震动影响，保证了在平移中高耸建筑物的稳定性。

另外，由于高耸建筑物在平移过程中对不均匀沉降特别敏感，所以要严格控制地基的沉降，因此，在基础处理中还包括将基础设计成临时基础、过渡基础与永久基础，各基础均采用钻孔灌注桩基础5。并且将下滑梁2顶面标高做高2cm，以补偿在临时基础处建筑物的沉降。

为了保证平移工程的万无一失，将平移推进方向上的上滑梁1伸出上部结构1.5米，从而可扩大整个托换底盘，必要时为上部结构提供支撑。

并且，在下滑梁2的上端、悬浮千斤顶3的底部还铺设有一层厚度为20mm的钢板8和一层厚度为10mm的聚乙烯板9的滑移材料，并且聚乙烯板9设于钢板8下方，如此聚乙烯板可反复使用。

为了确保平移能够按设计循序推进，顶推时必须设限位装置，以达到有控制地逐步推进。限位装置包括行进方向和侧向两个方向，分别安装在抱住梁6及柱子7上，其中，侧向限位可由倾斜量控制，从而可限制柱子在平移过程中出现侧向的绝对位移，保证建筑物整体沿推进方向前进，且可以防止风、地震等水平荷载作用下上部结构出现失稳。

请参阅图3所示，最后，当高耸建筑物平移就位后，在柱子7的连接位置处增加25％钢筋，剪力墙在连接处增加30％钢筋(图3中，虚线是原有的，实线为增加的钢筋)，就位后钢筋连接采用双面绑条焊12，然后在托换梁和永久基础11之间浇筑高一级膨胀混凝土。如此浇筑后的混凝土强度比原混凝土强度提高一级，以满足抗震要求。

综上所述，本发明的整体平移方法可适用于高度为200m以内的各种高耸建筑(构)物的整体平移，有效地克服了现有技术存在的易倾覆、易沉降以及抗震差的缺陷。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种高耸建筑物的整体平移方法，包括加固、基础处理、顶升托换、平移和就位连接的步骤，其特征在于，所述的平移步骤包括：

在支撑建筑物的上滑梁和作为滑道的下滑梁之间安装足够数量的悬浮千斤顶，使建筑物随悬浮千斤顶在滑道上平移，并用以在平移时控制建筑物竖向的平稳；

在上滑梁一侧设置多个顶推千斤顶，采用同步顶推控制系统控制顶推千斤顶进行反向顶推上滑梁，使建筑物沿滑道进行整体同步平移。

2.如权利要求1所述的高耸建筑物的整体平移方法，其特征在于，

所述的同步反向顶推的控制步骤如下：

采用压力传感器分别检测各顶推千斤顶的受力，并将力信号输入同步控制计算机；

采用位移传感器分别检测各顶推千斤顶的油缸行程，并将行程信号分别输入顺序状态控制计算机和同步控制计算机；

通过顺序状态控制计算机对接收的行程信号进行处理，并对各顶推千斤顶的输油电磁阀进行开关控制；

通过同步控制计算机对接收的力信号及行程信号进行处理，并对各顶推千斤顶的输油比例阀进行控制，以控制各顶推千斤顶的顶推力与其受力相适配，并使各顶推千斤顶的行程差不超过2mm；

采用显示器实时显示各顶推千斤顶的受力、行程状况及输油速度。

3.如权利要求1所述的高耸建筑物的整体平移方法，其特征在于：

所述的基础处理包括将基础设计成临时基础、过渡基础与永久基础，各基础均采用钻孔灌注桩基础。

4.如权利要求1所述的高耸建筑物的整体平移方法，其特征在于：

所述的在下滑梁的上端、悬浮千斤顶的底部还铺设有一层钢板和一层聚乙烯板。

5.如权利要求1所述的高耸建筑物的整体平移方法，其特征在于：

所述的就位连接为在柱子的连接位置处增加25％钢筋，剪力墙在连接处增加30％钢筋，就位后钢筋连接采用双面绑条焊，然后在托换梁和永久基础之间浇筑高一级膨张混凝土。

6.一种同步顶推控制系统，其特征在于，包括：

压力传感器，分别设于各顶推千斤顶上，检测各顶推千斤顶的受力；

位移传感器，分别设于各顶推千斤顶上，检测各顶推千斤顶的油缸行程；

顺序状态控制计算机，接收、处理位移传感器输出的行程信号，并控制各顶推千斤顶的输油电磁阀进行开关控制；

同步控制计算机，接收、处理压力传感器输出的力信号和位移传感器输出的行程信号，控制各顶推千斤顶的顶推力与其受力相适配，并使各顶推千斤顶的行程差不超过2mm；

显示器，分别与压力传感器、位移传感器和同步控制计算机相连，实时显示各顶推千斤顶的受力、行程情况及出油速度。

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