加拿⼤⽤肥皂搬⾛200吨的建筑,⼈们在⾥⾯办公还不受影响,怎么做到的?

作者: 阿娴

来源: 把科学带回家

发布日期: 2024-02-13 06:01:17

加拿⼤的建筑公司使⽤700多个肥皂成功搬迁了⼀栋重达200吨的建筑,展示了建筑平移技术的创新应⽤。

2023年12⽉,加拿⼤的建筑公司准备搬迁⼀栋重达200吨的建筑,为建新的公寓⼤楼腾出空间。在搬迁过程中,项⽬负责⼈使⽤了700多个肥皂,让建筑成功移动,这是怎么做到的?如此重的建筑为何能被⼈轻轻松松地移⾛?

搬迁建筑也可以这样笼统地分为四步:把建筑物与原来的基础切割开,⽤顶升装置把建筑物原地抬起来,在建筑物底部安装上可以移动的设备,让建筑“跑”起来移动⾄新址。当然,每⼀步都其实暗藏⽞机。

⽐如,需要建筑师提前⼏个⽉研究建筑物的结构,确定是否适合搬迁,并制订详细的搬迁计划,计算受⼒情况。搬迁前还需要清理和拆除搬迁路途中的障碍物,⽐如电线、树⽊等。给结构本身就很脆弱的⽼建筑进⾏加固,不然建筑物还没移动⼏⽶就损坏了......

这样异想天开的⼯程项⽬早在17世纪就有⼈开始尝试了,不过当时的⼈们受限于技术,只能⽤⽜或者⻢来作为牵引,由于⽜或⻢给建筑物施加的⼒是不⼀致的,建筑物在平移时经常会出现崩顶现象。1900年,⽣产糖果的德国公司Hildebrands发⾏了⼀系列明信⽚,上⾯绘制着⼈们对未来的幻想:房⼦可以轻松地被蒸汽机⻋拉着⾛。经过⼀段时间的发展,⼈们发现了可以将建筑物稳定平移的⼯具,⼤⼤降低了搬迁建筑出现损坏的可能。

⽐如,可以将与基础分割开的建筑物稳定抬升⼏⽶的千⽄顶,作为牵引设备可以提供稳定牵引⼒的卷扬机,⽅便建筑物沿着既定路线移动的滚轴等。

1901年,由于校园扩建,美国爱荷华⼤学(The University of Iowa)⽤80个螺旋千⽄顶将建筑物顶起,采⽤⽊梁托换,⽤了675个直径150毫⽶的圆⽊滚轴作为滚动装置,30个螺旋千⽄顶提供⽔平牵引⼒,将三层⾼的科学馆进⾏了整体平移。

在移动的过程中为了绕过另⼀栋楼,还将其旋转了45°。这⼀项⽬的顺利完成,也让当时的⼟⽊⼯程界备受震撼,各地的⼯程师都开始挑战⾼难度,研究如何将更重的建筑物,安全、稳定地平移到更远的位置。

1999年9⽉16⽇,丹⻨哥本哈根⻜机场由于扩建候机厅,需要将其从机场⼀端移⾄另⼀端,横跨停机坪和跑道。

为了让候机厅在平移时,不影响到⻜机的正常起降,⼯程师花费了四个⽉详细规划路径,最后决定,候机厅要在四天之内移动3.8千⽶,并且基本上都是在晚上进⾏。该建筑物建于1939年,⻓110⽶,宽34⽶,是典型的钢筋混凝⼟框架结构。移动前,⼯程师将⼀层内外墙体全部拆除,在⼀层中间⽤⽔平和斜向的钢结构⽀撑进⾏加固。通过这些⽀撑,重达2600吨的建筑物的荷载可以均匀地分散在60台平板拖⻋上。

⼯程师还创新性地在平板拖⻋上安装了⾃动化模块和电脑设备,⾃动调节x或y轴⽅向上的同步移动,以及弥补崎岖路⾯导致的z轴⽅向的沉降差。

⽽我国也曾完成过诸多令⼈瞩⽬的建筑平移项⽬,⽐如2021年,厦⻔后溪⻓途客运站原来所在的位置,阻挡了福厦⾼铁南下的去路,⼯程师⼤胆地选择将重达3万多吨的厦⻔后溪⻓途汽⻋客运站搬⾛。

该项⽬也凭借“38天内整体旋转90度,平移288⽶”创下了“建筑物整体平移弧度最⻓”的世界纪录。有⼈估计,这项平移⼯程相当于让163架波⾳747-400叠在⼀起,以每天约7.5⽶的速度完成“搬家”。相⽐于重建,平移后溪客运站可以节约近1万⽴⽅⽶混凝⼟、3000吨钢材和1万平⽅⽶的玻璃幕墙等建筑材料。

介绍完建筑平移技术,了解了近百吨的建筑物真的可以整体移动,让我们再回到开头的那个故事中,或许就不难理解肥皂在搬迁建筑中的⽤途了。这些肥皂被放置在⼤楼下⽅的⼗⼏根钢梁上,建筑物的重量压碎了肥皂,让钢梁变得光滑,也就更容易让房屋移动。在两台挖掘机和⼀辆拖⻋的帮助下,这座建筑按照计划被拉到了新的位置,为新建筑腾出了空间。

建筑负责⼈拉什顿说,他已经⽤肥皂搬过建筑物数⼗次,⼩型建筑⼀般需要⽤20~40块肥皂,但哈利法克斯的这座建筑是他从事建筑⼯作5年来搬过的最重的建筑,所以⽤了700多块肥皂。⽽且,拉什顿只认准使⽤⼀种品牌的肥皂:象⽛(Ivory)。他说,⼤多数肥皂品牌很快就会变⼲并分解,但象⽛肥皂会粘在钢梁上,以便更顺畅地滑动。并且刚⽣产出来的肥皂更好,因为旧肥皂更容易破裂。

当然,这并不是第⼀次使⽤“怪东⻄”来移动建筑物。2023年4⽉,犹他州交通部使⽤了⼀种名为加速桥梁施⼯(ABC)的⽅法,该⽅法是在旧建筑旁边建造⼀个新建筑,⼀旦新建筑完⼯,旧建筑就可以拆除,新结构会在短时间内取⽽代之。有效缩短施⼯时间,并减少了对交通的影响。为了⽆缝插⼊新桥,施⼯⼈员在钢梁下⽅垫的低摩擦垫上,涂了16加仑的黎明(Dawn)牌洗洁精,将⼀座重2400吨的桥梁顺利移动33.5⽶。

当犹他州交通部将该项⽬的视频发布到Instagram时,该帖获得了超过30万个点赞和数百条评论。⼀名男⼦表示,他对这种不寻常的⽅法并没有感到太惊讶,因为历史证明,⼯程师⾯临的⼤多数复杂问题都是通过这些荒谬的⽅法解决的。

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