撰文 | 阿嫻
審校|河邊的卡西莫多
2023年12月,加拿大的建築公司準備搬遷一棟重達200噸的建築,為建新的公寓大樓騰出空間。在搬遷過程中,專案負責人使用了700多個肥皂,讓建築成功移動,這是怎麼做到的?如此重的建築為何能被人輕輕鬆鬆地移走?
此搬家非彼搬家
就像把大象裝進冰箱一樣,只需要三步:開冰箱門、放大象、關冰箱門。搬遷建築也可以這樣籠統地分為四步:把建築物與原來的基礎切割開,用頂升裝置把建築物原地抬起來,在建築物底部安裝上可以移動的裝置,讓建築“跑”起來移動至新址。
是不是看上去很簡單?當然,每一步都其實暗藏玄機。比如,需要建築師提前幾個月研究建築物的結構,確定是否適合搬遷,並制訂詳細的搬遷計劃,計算受力情況。搬遷前還需要清理和拆除搬遷路途中的障礙物,比如電線、樹木等。給結構本身就很脆弱的老建築進行加固,不然建築物還沒移動幾米就損壞了......
圖1:在建築物底部插入鋼樑並切割基礎;圖2:用千斤頂、井式支架等頂升裝置抬起建築物;圖3:在建築物底部安裝移動裝置,比如平板拖車、液壓滑移系統;圖4:移動建築物(從左至右,從上到下依次排序) | Wolfe House & Building Movers
這樣異想天開的工程專案早在17世紀就有人開始嘗試了,不過當時的人們受限於技術,只能用牛或者馬來作為牽引,由於牛或馬給建築物施加的力是不一致的,建築物在平移時經常會出現崩頂現象。
1900年,生產糖果的德國公司Hildebrands發行了一系列明信片,上面繪製著人們對未來的幻想:房子可以輕鬆地被蒸汽機車拉著走。|wiki
經過一段時間的發展,人們發現了可以將建築物穩定平移的工具,大大降低了搬遷建築出現損壞的可能。比如,可以將與基礎分割開的建築物穩定抬升幾米的千斤頂,作為牽引裝置可以提供穩定牽引力的捲揚機,方便建築物沿著既定路線移動的滾軸等。
1901年,由於校園擴建,美國愛荷華大學(The University of Iowa)用80個螺旋千斤頂將建築物頂起,採用木樑託換,用了675個直徑150毫米的圓木滾軸作為滾動裝置,30個螺旋千斤頂提供水平牽引力,將三層高的科學館進行了整體平移。在移動的過程中為了繞過另一棟樓,還將其旋轉了45°。
施工時的照片|University of Iowa Libraries
這一專案的順利完成,也讓當時的土木工程界備受震撼,各地的工程師都開始挑戰高難度,研究如何將更重的建築物,安全、穩定地平移到更遠的位置。
移動中的科學館|University of Iowa Libraries
1999年9月16日,丹麥哥本哈根飛機場由於擴建候機廳,需要將其從機場一端移至另一端,橫跨停機坪和跑道。為了讓候機廳在平移時,不影響到飛機的正常起降,工程師花費了四個月詳細規劃路徑,最後決定,候機廳要在四天之內移動3.8千米,並且基本上都是在晚上進行。
該建築物建於1939年,長110米,寬34米,是典型的鋼筋混凝土框架結構。移動前,工程師將一層內外牆體全部拆除,在一層中間用水平和斜向的鋼結構支撐進行加固。
等待搬遷的哥本哈根候機廳|wiki
透過這些支撐,重達2600噸的建築物的荷載可以均勻地分散在60臺平板拖車上。工程師還創新性地在平板拖車上安裝了自動化模組和電腦裝置,自動調節x或y軸方向上的同步移動,以及彌補崎嶇路面導致的z軸方向的沉降差。
由於各個拖車荷載分配與計算不一致,在平移過程中建築物內部還是出現了一些細小裂縫。不過,航站樓的波浪形貝殼屋頂和窗戶均未在搬遷過程中受損。
我國的建築平移技術
而我國也曾完成過諸多令人矚目的建築平移專案,比如2021年,廈門後溪長途客運站原來所在的位置,阻擋了福廈高鐵南下的去路,工程師大膽地選擇將重達3萬多噸的廈門後溪長途汽車客運站搬走。
該專案也憑藉“38天內整體旋轉90度,平移288米”創下了“建築物整體平移弧度最長”的世界紀錄。有人估計,這項平移工程相當於讓 163架波音747-400疊在一起,以每天約 7.5 米的速度完成“搬家”。
相比於重建,平移後溪客運站可以節約近 1 萬立方米混凝土、3000 噸鋼材和 1 萬平方米的玻璃幕牆等建築材料。|圖源網路
為搬建築加入的“怪東西”
介紹完建築平移技術,瞭解了近百噸的建築物真的可以整體移動,讓我們再回到開頭的那個故事中,或許就不難理解肥皂在搬遷建築中的用途了。這些肥皂被放置在大樓下方的十幾根鋼樑上,建築物的重量壓碎了肥皂,讓鋼樑變得光滑,也就更容易讓房屋移動。
在兩臺挖掘機和一輛拖車的幫助下,這座建築按照計劃被拉到了新的位置,為新建築騰出了空間。建築負責人拉什頓說,他已經用肥皂搬過建築物數十次,小型建築一般需要用20~40塊肥皂,但哈利法克斯的這座建築是他從事建築工作5年來搬過的最重的建築,所以用了700多塊肥皂。
每移動一點,建築工人就要上去安裝肥皂。|YouTube
而且,拉什頓只認準使用一種品牌的肥皂:象牙(Ivory)。他說,大多數肥皂品牌很快就會變幹並分解,但象牙肥皂會粘在鋼樑上,以便更順暢地滑動。並且剛生產出來的肥皂更好,因為舊肥皂更容易破裂。
當然,這並不是第一次使用“怪東西”來移動建築物。2023年4月,猶他州交通部使用了一種名為加速橋樑施工(ABC) 的方法,該方法是在舊建築旁邊建造一個新建築,一旦新建築完工,舊建築就可以拆除,新結構會在短時間內取而代之。有效縮短施工時間,並減少了對交通的影響。為了無縫插入新橋,施工人員在鋼樑下方墊的低摩擦墊上,塗了16加侖的黎明(Dawn)牌洗潔精,將一座重2400噸的橋樑順利移動33.5米。
(圖源YouTube)
當猶他州交通部將該專案的影片釋出到Instagram 時,該帖獲得了超過30萬個點贊和數百條評論。一名男子表示,他對這種不尋常的方法並沒有感到太驚訝,因為歷史證明,工程師面臨的大多數複雜問題都是透過這些荒謬的方法解決的。
參考資料:
[1]https://www.straitstimes.com/world/700-soap-bars-used-to-move-220-tonne-building-in-canada
[2]https://www.boston.com/real-estate/real-estate/2023/12/19/building-wouldnt-budge-workers-used-soap/
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