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首届全国文物建筑结构振动控制与保护学术会议

首届全国文物建筑结构振动控制与保护学术会议

  • 召开年：2014
  • 召开地：西安
  • 出版时间： 2014-10

主办单位：中国工程建设标准化协会

会议文集：首届全国文物建筑结构振动控制与保护学术会议论文集

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  • 摘要：本文针对不同类型的古建筑,总结分析了主要震害表现、抗震机理和加固措施,综述了防振技术的研究现状和发展趋势,对古建筑的振动控制工作提出建议.古建筑结构形式主要包括木结构、石结构、土结构、砖木结构、砖石结构和砖土结构等，木结构古建筑具有良好的抗震性能，而砖木及砖石结构由于承重材料的抗拉、压、剪强度相对较差，地震时容易产生破坏。建议集国内科研、设计、勘察、施工、材料、管理各方面力量对古建筑的振动控制进行系统研究，在此基础上编制《古建筑振动控制技术规范》，为古建筑振动控制提供依据。应完善古建筑地震风险评估体系，建立古建筑地震概率风险曲线，掌握古建筑在地震作用下的震害规律，避免套用现代建筑的抗震设计理念。古建筑抗震维护与加固技术必须遵守不改变文物原状的原则，在满足结构可靠性鉴定和抗震鉴定的要求下，提出科学合理的抗震维护与加固措施。
  • 摘要：本文主要通过分析国内既有文物建筑抗震、隔震现状,讨论了对文物建筑进行隔震加固的必要性;同时分析了在文物建筑隔震加固中,竖向地震作用的不可忽略性,提出了采用新型三维复合隔震墩对既有文物建筑隔震加固的方法.
  • 摘要：2008年,在旧城改造中,拆除部分房屋后,发现了上海老城厢部分古城墙的遗迹,引起各方的重视,文物等部门决定对其采取适当的保护修缮措施.根据城墙位置、历史资料等分析，该城墙位置与历史资料记载的与上海明代城墙位置吻合，与属上海明代城墙老城墙的遗迹残留。古城墙的残存高度3.84m(基础顶面至压顶梁)，墙身为“人字形”，采用大城砖砌筑，未见雉堞(垛墙)、墙顶用于行走的漫铺大城砖等。残留城墙的外貌、高度等与历史资料的差异较大。由于年代久远，城墙的风化损伤较多，风化深度一般20-30mm，最深为50mm.本次动迁前，城墙周边为杂乱的房屋，城墙被周边房屋作为承重墙使用，较多墙体被凿除，内侧墙体缺失严重。建议城墙作为遗迹原址保留。
  • 摘要：近年来,随着城市轨道交通的大规模建设,列车运行引起振动对沿线文物建筑影响受到格外关注.本文回顾了近20余年来国内古建筑防轨道交通微振动研究的典型案例,总结了研究方法、控制措施等技术问题的发展和成就.然而目前,一些城市在地铁线路规划、建设施工、环境影响评价等环节上,一方面过度强调古建筑微振动控制,另一方面却仍有大量的文物建筑因工程建设遭到不同程度破坏.针对这一问题,分析了微振动控制在文物建筑保护中的地位,提出了古建筑交通微振动控制应围绕不影响文物三个价值为核心思想、以古建筑及其构件承振能力为基础来划分微振动控制等级,并建议振动标准的制定应与文物日常修缮相结合.最后,为我国今后文物建筑交通微振动控制的技术发展给出了建议.
  • 摘要：为保护故宫古建筑,采取现场勘查与归纳分析相结合的方法,以故宫古建大木结构的梁为对象,研究了它们的典型残损问题.基于这些木梁典型构造和受力特点,对其典型残损问题进行了汇总,分析了产生原因,提出了加固建议.结果表明:故宫古建木梁的典型残损问题有开裂、梁头变形、糟朽、加固件破坏等,产生这些问题的主要原因与木材及铁件材料性质,木梁构造,施工工艺、外力作用等因素相关,采取传统和现代的方法均可实现木梁的有效加固.
  • 摘要：西安钟楼始建于明洪武十七年(1384年)，是重檐三滴水四角攒尖木结构建筑，西安地铁二号线绕行通过西安钟楼,为降低地铁长期运营对钟楼的振动影响,在钟楼段采用了钢弹簧浮置板道床进行减振.以地铁二号线运行影响下对钟楼振动监测的实测数据为基础,通过对钢弹簧浮置板道床段和普通道床段的振动实测值比较与分析,得出了减振段和普通段的振动差异,以此评价钢弹簧浮置板道床在地铁应用中的减振效果.
  • 摘要：以西安地铁四号线穿越城墙和平门为工程背景,预测地铁运行对其产生的振动响应,并评估安全性是否满足要求.根据国家相关规定制定出西安城墙的容许振动标准,对城墙和平门区段的砖结构进行弹性波波速测试，获得城墙砖结构的平均弹性波波速值，通过现场振动测试得到现阶段地面交通对其振动响应.对地铁运行分四种工况进行分析,并通过大型有限元分析软件ABAQUS建立隧道+地层+城墙的整体模型计算,并对地面交通和地铁运行进行了振动响应叠加计算.结果表明:综合考虑路面交通振动叠加后,各个工况下的最大速度幅值均满足《古建筑防工业振动技术规范》的容许振动标准要求.
  • 摘要：本文针对西安钟鼓楼古砖砌体疲劳试验展开研究.根据《砌体基本力学性能试验方法标准》GBT50129-2011确定了古砖砌体试件的尺寸,进行了古砖砌体的压缩疲劳试验,研究了不同上限应力比疲劳试验试件的动应力—应变之间的关系.反映出古砖砌体试件在开始加载至疲劳破坏的三个不同阶段:初始加密阶段应变发展较快,裂纹稳定发展阶段应变稳定发展,裂纹不稳定发展阶段应变快速发展.根据疲劳试验获得的上限应力比与循环次数之间的关系得出了古砖砌体的S-N曲线,得到了疲劳寿命.
  • 摘要：敦煌莫高窟是我国石刻文化三大宝库之一,由于游客走动、交通工具、机械施工等引起的振动会对洞窟内文物造成损伤累积等不利影响.为实现敦煌莫高窟内微振动的实时监测,采用分布式无线振动传感测试仪组建无线微振动传感网络的方案,解决了微弱振动信号的传感检测、无线分布式振动信号采集、窟区及洞窟内部的无线信号覆盖、微振动监测及风险预控一体化软件等关键技术难点.该系统的构建可以实时监测莫高窟的微振动环境,全面分析评估振动对文物的影响和损害程度,在周围环境出现突发超阈值振动时发出预警信息,通过对莫高窟内振动环境的调控,减小振动对文物的影响,对敦煌莫高窟的文物保护具有重要意义,同时对其他世界文化遗产地的保护也有一定的示范作用.
  • 摘要：本文对文物古建的加固技术进行了有益的总结和传承创新.文物古建是人类在历史发展过程中遗留下来的宝贵历史文化遗产,因其具有特殊的历史价值、科学价值、艺术价值而弥足珍贵,称为人们追溯历史、传承创新的根本依托,需要很好的保护和修缮.因此,如何科学的进行修复,让其延平益寿,更长久的保存于世这个问题,摆在了人们的面前,修复过程中的加固修缮显得尤为重要,基于对文物古建修复的基本原则(真实性、最少干预原则;保护历史叠加物,可读性原则;可识别原则;可逆性原则)的遵循和对文物古建修复四大基本要求(即保存原形制、原结构、原材料、原工艺)的落实.
  • 摘要：本文依据《古建筑防工业振动技术规范》推荐的计算公式和容许振动速度,分析了施工期打桩、强夯以及运输车辆振动对龙门石窟文物本体的影响范围和程度,并提出了相应的振动影响减缓措施.游客步行桥桥墩距离现有漫水桥南约900m，灌注桩施工地面振动速度小于石窟容许振动速度，不会对龙门石窟石质文物产生大的影响。运输车辆在常见车速40km/h时，在45m范围内汽车地面振动速度大于石窟容许振动速度，因此，提出所有大型施工车辆不得进入龙门北桥和现有漫水桥之间的区域。对于伊东渠右岸加固应采取人工方式进行土石方、混凝土的运送和填筑施工并禁止采用强夯进行夯实。
  • 摘要：随着城市建设和交通的迅速发展,城市交通对古建筑的振动和噪声的影响也日益严重.西安钟楼为木结构建筑，由地面至楼顶高36米，建筑面积1379平方米。结合西安钟楼现场的振动和噪声测量数据,提出了一个新的保护措施.这个新的保护措施包括在钟楼300米范围设立大型车辆禁入区(相应地以钟楼为中心,在300米左右周围建设环形公交路线);钟楼地下人行道与地上车道相互对换,即建立钟鼓楼步行广场,出租车和小汽车在地下通行(人在地上走,车在地下行).将钟鼓楼广场改为步行广场将减小钟楼的振动，而且可以免受车辆废气的污染，更好地保护国家重点保护文物钟楼和鼓楼。这些改动不大，但是不仅有利于钟楼结构的环境保护，而且可以改善西安的整体文化环境。
  • 摘要：本文通过对2000年以来涉及长城本体建设工程项目的梳理,从项目的数量和类型、方案存在的问题、监管缺失等几个方面,对现状和问题进行分析,并展望了文物建筑振动控制与保护研究的方向和行业需求.长城以土、石、砖等为主，首先应该根据文物建筑的年代、结构形式、材料特点和残损程度等信息，对我国文物建筑进行科学分类。其次，针对不同类型的文物建筑结构，研究系统的研究分析这些文物建筑结构的残损机理和致损因子，量化研究其对环境振动的敏感性。在上述工作的基础上，制定文物建筑结构振动的控制指标参数和标准。从专业技术层面抓紧编制和颁布涉及文物的工程建设中文物保护的标准。完善管理制度和程序，对工程建设方案的审批，施工过程、竣工验收和后期运行过程的全过程进行跟踪管理，并强化文物保护专业技术单位和人员的参与程度。
  • 摘要：《古建筑防工业振动技术规范》规定，砌体古建筑的振动限值由其纵波波速和保护等级确定。新建北京至张家口高速铁路将从全国重点文物保护单位、世界文化遗产八达岭长城下穿过.为预测铁路建成后列车运营行驶时对长城本体结构所产生的振动参数,评估其对长城本体的影响,本文完成了相似地段既有线路的现场振动实测、新建线路振动计算机模型仿真分析与简化计算等三项工作.计算机模型仿真分析是结合既有铁路线上列车运行引起的振动数据及长城基岩的物理参数,采用Universal Mechanism软件建立列车-轨道三维动力模型,求得行驶列车作用于轨道上的轮轨作用力,将轮轨力作用于轨道-隧道-山体-长城本体结构有限元模型上,计算出长城本体结构的动力响应.研究结果表明,列车通过时引起长城本体的最大振动速度点出现在长城顶部,该部位的振动最大速度为0.83×10-4m·s-1.综合上述工作,可推断新建京张高铁列车行驶时引起的振动符合现行国家标准规定的结论,支持项目立项.
  • 摘要：本文以北京地铁8号线二期盾构施工长距离连续下穿中心城区古旧平房群工程为研究背景,首先根据《城市区域环境振动标准》(GB10071-88)，在选定断面的典型建筑物上(主要是指砖木结构)，每次布设5个测点，对两个水平方向的振动也进行测量。通过盾构作业面现场测试获得了盾构施工振动振源的时程曲线并分析了其频幅特性;对盾构施工引起的周围古旧平房群的振动响应进行了现场测试;在此基础上,利用Z_soil有限元分析软件,建立了考虑隧道结构-周围土层-建筑物动力相互作用的盾构施工引起周围建筑物振动响应的三维动力有限元分析模型,结合现场测试成果,分析了地铁隧道盾构施工引起的周围古旧建筑物的振动响应规律.
  • 摘要：为保护故宫古建筑;采取理论分析与现场勘查相结合的方法;研究了故宫古建大木檩三件的典型残损问题与加固方法.基于檩三件典型构造和受力特点,对其典型残损问题进行了归纳和汇总,分析了问题产生原因,结合典型算例,提出了加固建议.结果表明:故宫古建筑檩三件容易出现的残损问题包括糟朽、挠度、开裂、构件分离、垫板歪闪、连接松动等;产生这些残损问题的原因与古建大木施工工艺、木材材性、檩三件构造特征、外力作用等因素密切相关;采取铁件拉接、支项、包裹、贴补、化学加固、替换等方法均可实现檩三件的有效加固.
  • 摘要：西安明城墙是全国文物重点保护单位,其中北门区段的振动环境最为复杂,持续微振动对文物建筑的长期安全有一定影响.对北门区段进行不同工况下的振动监测,以实测数据为基础,分析路面汽车、轨道交通及铁路运行对城墙北门区段的振动影响大小,为该区段的长期保护提供重要参考.结果表明路面交通引起城墙北门的振动响应较大;地铁二号线采用深埋、绕行和钢弹簧浮置板道床等措施后，地铁运行引起城墙北门的振动响应较小，其振动信号淹没在路面交通振动信号中。陇海线列车运行引起的北门振动响应较大，尤其是货车快速通过时，水平向最大振动速度达到0.53mm/s，大大高于《古建筑防工业振动技术规范》容许振动标准。
  • 摘要：文物建筑的保护越来越受到人们的重视,但这些饱经岁月沧桑的古遗迹在现代社会中往往面临生存的考验.针对西安万寿寺塔的倾斜,从地质环境概况、塔体的倾斜过程及其倾斜过程中的地基受力、塔体的基础组成及地基处理、地基土的物理力学性质及变化等方面进行综合分析.结果表明，万寿寺塔所在地貌单元为黄土梁，塔体下地基土的物理力学性质差(大孔隙、强湿陷性或高压缩性)、地基土承载力低、地基处理厚度不足、地基处理效果较差是塔体倾斜的根本原因,塔基下原状黄土层的含水量增加是其地基土发生剧烈变形及塔体加剧倾斜的诱因,地基土的不均匀变形加速了其倾斜发展.本文可为与万寿寺塔具有相似地质条件的古塔及其他古建筑的保护提供借鉴.
  • 摘要：《古建筑防工业振动技术规范》(GB/T50452-2008)针对古建筑提出了工业振动的技术要求,对促进文物的保护具有重要意义.但是该规范在针对莫高窟文物开展振动影响评估及其保护技术研究中,表现出了一些不适用性.在对莫高窟文物特性深入分析的基础上,详细讨论了这些不适用的原因.《规范》所针对的古建筑结构主要指古建筑的承重骨架，但是莫高窟中最主要的、最珍贵的是大量的彩塑和壁画文物，而《规范》并没有给出这类文物的容许振动值。而莫高窟洞窟之间相距很近，在动载作用下会存在相互作用。莫高窟的古建筑结构并不独立，不能直接利用《规范》中提供的计算方法。该问题的讨论和分析,对于莫高窟的保护工作以及该规范的后续修订与完善,具有重要的参考价值.
  • 摘要：工业遗产是指具有历史价值、技术价值、社会意义、建筑或科研价值的工业文化遗存,包括建筑物、机械、车间、工厂以及相关的加工场地等.在对工业遗产保护、开发、改造利用过程中，首先要对其结构安全性进行检测评估，再根据其后续使用要求，对其进行加固改造，以保证其最起码的安全性和耐久性。工业遗产按结构体系总要分为三大类:砖混结构、钢筋混凝土框架结构和钢结构体系。工业遗产的加固改造方法多种多样，因此在具体的工程中应该根据实际情况选择合适的加固方案，同时还应考虑其是否具有良好的施工性、经济性等方面。我国工业遗产规模宏大，近年来随着国家对工业遗产保护越来越重视，工业遗产加固市场前景非常广阔。
  • 摘要：为分析西安地铁二号线运行振动对西安钟楼木结构的影响,对西安钟楼分7种工况进行了现场动力响应测试.通过木结构振动分析模型并依据《古建筑防工业振动技术规范》对地铁二号线运行对钟楼木结构振动响应进行分析.测试结果表明:不同工况下钟楼木结构的振动幅值差别较大;木结构项部的振动幅值较柱基础放大较明显;振动幅值满足规范要求.最后,提出了一些必要的减振措施.

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