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摘要:隨著平移技術諸多難題的逐步攻克,建筑物平移軌道設計,得以解決的平移工程問題也愈來愈多,基本平移問題是建筑物就位位置與建筑物軸線呈一定角度,且建筑物本身朝向還有一定角度改變。本文選自:《河北建筑工程學院學報》主辦: 河北建筑工程學院,周期: 季刊,出版地:河北省張家口市,語種: 中文;,開本: 大16開,國際刊號:ISSN1008-4185,國內刊號:CN13-1252/TU,復合影響因子: 0.089,綜合影響因子: 0.034,創刊時間:1984。創刊與1984年,是河北建筑工程學院主辦的以建筑工程技術為主的綜合性學術期刊(季刊),本刊以馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論和三個電表的重要思想為指導,繁榮科技文化,培養科技人才,促進科學技術向生產力轉化,為社會主義建設服務,為學校教學與科研服務。本刊已加入《中國學術期刊綜合評價數據庫》《中國期刊全文數據庫》《中國科技期刊數據庫》《中國學術期刊(光盤版)》《萬方數據中國數字化期刊群》,本刊所刊論文均被全文收錄。
1軌道設計方法的突破
平移軌道的設計要想打破沿軸線方向設計的瓶頸,就必須解決兩大難題,其中之一是斜向托換的技術,它使建筑物托換到一個不沿軸線方向的上軌道托盤上,上海音樂廳平移工程在托換問題上解決這一難題[2],成功運用斜線軌道設計方法,在不改變建筑物朝向的前提下使上海音樂廳沿與軸線成一定角度的斜線方向平移66.46m。平移軌道設計真正擺脫了軸線方向的限制,設計出的軌道路徑更短,也代表了軌道設計的發展方向。(圖3)另一個必須解決的工程難題是建筑物轉向問題,這就需要建筑物平移過程中有精確的定量的方向控制方法。在山東東營永安商場旋轉工程[3]實施以前建筑物平移的糾偏方法多以定性糾偏為主,永安商場旋轉工程中采用獨創的“假定圓心法”[4]進行糾偏,同時采用弧形軌道設計,成功實現了永安商場這棟高3層,長74m,寬22m的建筑物繞其西北角柱子整體旋轉20°,被譽為“華夏第一旋”,并開創單純弧形軌道設計的先河。(圖4)
2基本平移問題的軌道設計
針對基本平移問題現階段主要有兩種方法,第一種基本平移問題的解決方法是先通過斜線軌道設計方法設計斜線軌道使建筑物的一個角點與就位位置重合,然后再利用單純旋轉軌道設計方法設計弧形軌道,使建筑物繞重合點旋轉,使建筑物達到就位位置。(圖5)為方便比較針對第一種基本問題軌道設計法。下面給出其軌道路徑表達式。
3軌道設計方法的最新演變
通過以上第一種、第二種基本平移問題的解決,工程技術人員嘗試一種廣義的同步弧形軌道的設計,即尋找唯一的一步到位的弧形軌道,使建筑物在平移過程中同步完成轉向,如果存在這樣的弧形軌道。它的圓心必定是所有對應點所運行弧形軌道的圓心,根據圓上任意一條弦的中垂線必過圓心,通過原始位置和就位位置兩組對應點連線作中垂線,中垂線的交點即為該圓心。(圖8)第三種情況設計的平移軌道其形心的軌道路徑為一個弧段,其計算過程復雜,為計算方便首先證明∠EOE3=∠APA3。
4軌道設計的優劣比較與應用
比較三種針對普通平移問題的軌道設計方法,排除施工難度、耗費工期等其他因素,單從造價上來看,軌道路徑愈短,造價愈省,所以軌道設計的演變發展方向應向最短路徑發展。大連開發區白石灣別墅群始建于2009年,其中32號別墅由于施工過程中定位失誤,導致其與其規劃位置發生偏移,且偏移距離較大,影響工程整體的使用,在承接此工程平移任務后,設計技術人員首先將建筑物的尺寸參數代入上述公式,得出建筑物采用三種不同方法設計軌道,建筑物形心路徑長度如表1所示。從表1可以看出,采用第三種設計方法設計出的軌道路徑更為短小有效,這個對比的重大意義在于為從一開始就為工程設計奠定大的方向,最終工程技術人員順利采用了廣義弧形軌道[6]的設計方案,成功的于2013年6月將建筑移動就位,就位精度滿足規劃要求。
5軌道設計發展的意義
軌道設計的發展意義在于,尋求更加高效的軌道設計方法,使設計出的軌道更短更有效。從設計文件編制的一開始就明確何為最為有效的軌道設計手段。在未來的設計過程中,隨著工程實踐的證明,新工法的應用成功,軌道設計將會有進一步的發展,設計出的平移軌道將會更加有效。