建筑可以行走吗?
答案是可以!这项技术叫做建筑物的移位。
今天,我们就来认识一下,经过整栋平移的文保建筑——上海音乐厅!
图源:上海音乐厅
01
30年代上海最豪华的影戏院
上海音乐厅原名南京大戏院,由范文照建筑事务所赵琛设计,建成于1930年。
它坐南朝北,立面是简化的古典主义构图,以爱奥尼克式壁柱构成三扇圆拱形窗,上下2层观众厅共1540座,是当年上海最豪华的影戏院。
上世纪30年代的南京大戏院
图源:《烽火中的华盖建筑师》
1930年3月26日,南京大戏院开业,首映的是美国环球电影公司的歌舞片《百老汇》。尽管建成之初上海音乐厅主要放映电影,但也常伴有其他形式的艺术表演,如杂技马戏、乐池伴奏、舞台剧、地方戏等。
图源:央视一套《见证·发现之旅》栏目
在这里,曾举办过工部局乐队(上海交响乐团前身)的首场演出,放映过第一部国产影片《银河双星》,演出过歌剧《白毛女》,迎来过梅兰芳、俞振飞、袁雪芬等艺术家……
图源:央视一套《见证·发现之旅》栏目
上海音乐厅(1959年更名为上海音乐厅)见证了八十年代古典音乐热的壮观场面、记录了无数音乐家的辉煌时刻、沉淀了浓厚的音乐情感,具备无可替代的人文价值。
八十年代的上海音乐厅内景
图源:《绑架卡拉扬》剧照
02
年过七十迎来“大搬家”
2002年,上海音乐厅迎来了第72个生日,“古稀之年”的它却遇到了上海城市建设史上的大事件——上海市政府决定对市中心进行综合改造,重点项目之一是把从虹桥机场至外滩的延安路进行拓宽。
上海音乐厅地处延安东路南侧,在道路红线之中。综合考虑之后,上海市政府决定对上海音乐厅进行保护性迁移。
老音乐厅位于未拓宽的延安路旁
图源:sohu
上海音乐厅重达5650吨,想要平移这个庞然大物,难度有多大可想而知。除了体量大、平移距离长,整个音乐厅技术难点还有建筑结构不连续、不对称、大跨度穹顶无支撑、墙柱基础深浅不一等。
另外,音乐厅里众多的大理石雕饰、罗马廊柱等历史原物都必须保护不得有损,这些都增加了平移的难度。
平移前的上海音乐厅
图源:蓝戊己
对此,技术专家做了详尽的方案和专项措施。打个简单的比方,就是把建筑绑扎牢固,再装上“溜冰鞋”移到需要的位置。
整个过程可以分为:加固—切割—顶升—平移—顶升—连接。
03
先打包成一个结实的整体
上海音乐厅的结构体系十分复杂,楼座支撑是钢结构,墙体基本是砖砌结构,舞台是混凝土结构,屋顶是木结构,建筑无法形成一个强度统一的整体。
上海音乐厅近30米宽,但大厅中央却没有任何支撑,二楼的观众席是悬空的,穹顶覆盖其上,所有的重量都压在横跨东西的钢桁梁上。缺少稳固的支撑,整体平移会使建筑内应力状态改变以至于倒坍。
为了确保平移安全,必须先加固和保护建筑!针对不同问题,施工方采用了不同的方法。1000多平方米的大厅内,网状结构钢架支撑于穹顶四周的墙体和下部的钢筋混凝土托盘上,就像雨伞的骨架一样,在柱墙向内倾倒时产生支撑力,向外倾倒时产生拉力,大大加强原有空间的整体性。
穹顶下的钢架支撑
图源:蓝戊己
在整个音乐厅最重的二楼楼座下,增加8根粗大的钢柱,固定在钢筋混凝土托盘与钢桁梁之间,加强建筑的稳定性。音乐厅的外墙采用内撑外拉的方法,加上二十多根钢桁架,使薄弱的墙体被里外撑住,既不会向内,也不会向外倾斜。上海音乐厅被“打包”成了一个结实的整体!
外墙的钢架支撑
图源:蓝戊己
04
分离老结构与原地基
接下来,要做的是截断地基和结构托换。
掀掉地板,向地下挖掘,切断地基,对建筑底部的墙、柱进行切割,老结构和原地基之间不能有任何粘连。71根柱子被切断,南部舞台背后的墙体下方与舞台台口两侧的粘连处被一一分离。
2003年4月,上海音乐厅与原始地基彻底分离。59台千斤顶将建筑物顶起,音乐厅的基座被转移到一个新浇筑的、1800吨的钢筋混凝土托盘上。
托盘梁与分离地基施工中
图源:施工单位资料
出于对文物建筑的保护,施工时只挖开了很小的空间安装千斤顶,工人们只能躺在地上作业。59台千斤顶被分成4组,分别由4个泵站控制,每台千斤顶承担的荷载都经过精密的计算。在计算机的控制下,千斤顶逐渐增加压力,直到达到承担的荷载值。
2003年4月15日,59台200吨的千斤顶以每分钟2毫米的速度将上海音乐厅向上抬升。千斤顶一次只能顶高10厘米,所以每升高10厘米就要往千斤顶两旁放上垫块,在垫块的基础上再向上顶升,整个过程一共使用了3540块垫块。最终,上海音乐厅在原地“长高“了1.70米。
顶升和平移的主角千斤顶
图源:施工单位资料
05
穿上钢靴行走
准备工作都做好了,要怎么移动呢?施工单位在新址与原址之间架设了10条近一人高的滑道(方向与音乐厅移动方向一致),每根滑道后方各安置一台千斤顶来推动。
给支撑建筑的59台千斤顶全部穿上钢靴,并在滑道上铺上光滑的不锈钢板,加上垫片,这样音乐厅就可以穿着钢靴滑行移动了。
钢靴和滑道构造
图源:《见证·发现之旅》
一开始加压试推时,因为静摩擦力和动摩擦力不一样大,音乐厅没有丝毫动静。开始移动之后,第1天就移动了1.3米。随后根据钢靴下材料的摩擦系数的分析,北部10台千斤顶撤下了4台。
建筑在滑道上向新址平移
图源:施工单位资料照片
就这样,“打包”得结结实实的上海音乐厅在庞大的滑轨系统上,带着它厚重的历史缓慢而稳定地向新址前进。66.46米,按人的步行速度只需要几分钟,五千多吨的上海音乐厅行走了一个星期,而为了这一个星期的行走准备工作用了半年。
平移过程中的音乐厅
图源:蓝戊己
音乐厅平移到位
图源:蓝戊己
平移到位之后,上海音乐厅再次顶升1.68米,新增的地下室钢筋混凝土柱网与音乐厅原有的66根承重柱柱网正好连接在一起。移至新址之后,建筑整体也进行了加固。
经过两次顶升,上海音乐厅共“长高”3.38米,在绿地环境中体量更为适宜。
绿地中的上海音乐厅鸟瞰
图源:蓝戊己
平移修缮后,上海音乐厅以崭新的面貌、更完善的功能再次出现在观众面前,焕发着新的艺术生命力和影响力,以更加动听的旋律歌唱这座城市的历史与未来!
上海音乐厅内景
图源:上海音乐厅
作者:蔡颖佶,上海宣囿建筑设计事务所
编辑:小叮当
科学审核:蓝戊己,教授级高级工程师,代表工程有上海音乐厅的平移与顶升、上海玉佛禅寺大雄宝殿的平移与顶升等。
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来源:上海科技馆
编辑:乐子超人