重慶抗戰兵器工業舊址群鋼鐵廠遷建委員會生產車間修繕和結構加固設計*

劉伯英 胡建新

(1.清華大學建筑學院，北京 100084;2.北京華清安地建筑設計事務所有限公司，北京 100084)

0 引言

重慶抗戰兵器工業舊址群是全國第七批重點文物保護單位，包括兵工署第五十兵工廠、第十兵工廠、第二十四兵工廠、第二十五兵工廠、第一工廠、鋼鐵廠遷建委員會(第二十九兵工廠)、第二飛機制造廠海孔洞等七處遺址，分別位于重慶市江北區、沙坪壩區、九龍坡區、大渡口區和萬盛區。抗日戰爭的八年時間，重慶作為抗戰時期的“戰時首都”和“永久陪都”，成為兵器工業生產基地，承擔了全國械彈2/3的任務，對抗戰勝利起到了重要作用。重慶被譽為戰時的“中國工業之家”，是中國當時最重要、最集中、大后方唯一門類齊全的綜合性工業區，也因此成為工業建筑遺產最豐富的城市。

鋼鐵廠遷建委員會生產車間(簡稱“鋼遷車間”)舊址核心區文物本體保護與展示利用工程中，文物主體建筑包括原軋鋼廠房、一個民國廠房以及三座煙囪(圖1)。建筑占地面積7 061 m2，修繕工程總建筑面積6 070 m2，其中主體總面積3 360 m2。修繕后的使用功能為重慶工業博物館的核心區——抗戰工業展廳。

1 項目范圍

重鋼型鋼廠大型軋鋼車間規模巨大、空間開敞、平面規整、柱網簡單，為更新再利用提供了很大的余地和想象空間。其中，被認定為重點保護的文物主體包括：

1)大型軋鋼廠房及其附跨。原1號整理場的第3跨廠房，長度約383.8 m，為8跨并列廠房中長度最長的一跨(圖2)。現保存下來的大型軋鋼跨廠房為第三跨廠房的西北段，長 107 m，寬 27 m，脊高23.23 m，檐口高度 14.5 m，建筑面積 2 833.0 m2。廠房一側的墻壁、部分屋頂為歷史遺留。廠房隸屬于鋼鐵廠遷建委員會第四制造所，原為鋼軌鋼板廠，主要設備來自漢陽鐵廠。1940年開工建設，1941年底完成。新中國成立初期，研制生產了新中國第一根鋼軌，為新中國第一條鐵路——成渝鐵路提供了全部鋼軌。

圖1 鋼遷車間鳥瞰Fig.1 Aerial view of steel workshop

圖2 軋鋼廠房內景Fig.2 Interior of the rolling mill

圖3 民國廠房外墻Fig.3 Exterior wall of the factory in Minguo period

該廠房被認定為一般保護的文物主體包括：1號煙囪——中型車間加熱爐煙囪(圖 4)、2號煙囪——大型車間加熱爐煙囪、3號煙囪——棒材車間加熱爐煙囪和主電室。

圖4 1號煙囪Fig.4 The No.1 chimney

建設控制地帶為重慶型鋼廠區內的重點保護區范圍向外延伸20 m、中型車間加熱爐煙囪保護范圍線向外延伸5 m。

2 設計原則

1)注重科學保護，確立全局觀念、長遠觀念。

2)注重遺產格局的整體保護，以現存遺跡遺物以及勘查工作成果作為保護規劃的基礎。

3)“最小干預原則”：盡可能減少對文物本體的干預，強調現狀保護，避免建設性破壞。

根據上文所說，我們可以知道銀行作為經營風險的金融機構，想要在激烈的競爭中脫穎而出就要對風險進行有效地管理控制。而信貸業務是商業銀行中最為基礎的一個業務，只有保證了信貸風險管理的有效性才能夠更好地保證我國商業銀行的正常發展。銀行只有具備了更強更完善的信貸風險管理體系以及處理風險的能力，才能夠樹立更加可靠、穩健的市場形象，提升企業在社會中的影響地位，而且也可以更好地吸引市場中潛在的客戶群體，有利于企業更好更持久的發展，開拓了銀行的業務。

4)“可逆性原則”：新增構造措施的安裝過程是可逆的，可以在不破壞文物本體的前提下被移除。

5)“可識別性原則”：新增加建筑構件的樣式和風格在與文物本體取得協調的基礎上，在視覺上和文物有明顯區分。

6)鼓勵文物保護科學研究成果的應用，提倡公眾參與，注重普及教育。

3 設計策略

3.1 對文保建(構)筑物的保護和修繕

通過對現有建筑和結構進行清理、檢測、鑒定、修繕和加固，保證其擁有更長的使用壽命和更高的質量。對全國重點文物保護單位廠房現有結構進行維修和保護，對廠房磚砌外墻進行修繕，修舊如舊。對大跨廠房內的混凝土柱、鋼柱、鋼梁、鋼屋架等構件，以及煙囪進行結構檢測、鑒定和加固。

為配合原有廠房作為博物館使用新功能的需要，新的圍護結構應采用與原有建筑墻體不同的材料和工藝，邊界明確和特征區分，強調可識別性，強化新舊對比，使人更清楚地辨別出改造的過程。

3.2 對原有工業風貌和歷史信息的展示

保留原有壯觀的工業建筑尺度和豐富的外部空間形態。博物館展陳設計時，盡可能利用原有工業建(構)筑物的內部空間，包括地面坑道、主席步道、設備管道等，不破壞和改變原有的外部空間形態，以及建(構)筑物設施。保留和利用原有的機器設備和工藝流程，盡可能利用原有的機器設備并賦予其新的功能。

3.3 滿足民用建筑的使用要求

對工廠內的化學污染進行全面治理，將受污染的文物表面進行技術清理和替換，使其達到安全衛生的民用建筑使用標準。替換的方式為采用原有構件或工藝手段，保證達到修舊如舊的效果。

根據功能轉換為博物館的需求，設計增加新的交通和服務設施，使其滿足民用建筑防火和疏散等技術標準的要求，實現既有工業建筑的性能提升。新增加的建筑構件均使用工廠預制的輕鋼結構，在現場干作業，最大限度減少對文物本體的影響，并滿足可逆性原則。

更新和改善廠房內部的物理環境，使其符合博物館的展陳需求。通過將現有廠房的外圍護結構的修復、對屋頂和天窗的修復，將室外空氣和自然光線引入建筑物內部，同時增加必要的保溫和防水措施。

圖5 鋼遷車間修繕設計鳥瞰Fig.5 Aerial view of repair of the steel workshop

4 結構安全評估及損傷情況分析

甲方委托專業部門對文保建(構)筑物進行了全面檢測和結構安全鑒定。

4.1 鋼結構部分

根據JGJ 125—99《危險房屋鑒定標準》進行檢測，各連接節點的焊縫、螺栓、鉚釘等情況良好，鋼柱與梁的連接形式、支撐桿件、柱腳與基礎連接局部損壞，該建筑鋼結構保存較完好，屋架、梁架等鋼結構未出現開裂等危險現象，整體狀況穩定(圖6)。但有油漆脫落、鋼結構生銹的情況出現，需要進行防銹、涂漆處理和必要的加固。

4.2 鋼筋混凝土結構部分

廠房建筑主體為鋼筋混凝土結構，建造時間久遠。構件無明顯的裂縫，但由于風化、雨水侵蝕及溫度變化等作用，混凝土構件局部出現箍筋裸露和腐蝕的情況(圖7)，柱的根部及頂部無明顯水平裂縫，無屋架傾斜，支撐系統穩定，適當維護后可以正常使用。

圖6 軋鋼廠房屋架Fig.6 The roof truss of rolling mill

圖7 受損混凝土柱Fig.7 The damaged concrete column

4.3 墻體部分

經初步檢測，雖然墻體為磚墻，且年代比較久遠。磚砌體承重墻未發現明顯變形和裂縫，未發現拱腳裂縫和位移;墻體局部出現的雨水侵蝕、青磚粉化、磨損等情況不影響正常使用。該建筑基礎和整體比較穩定，通過加固改造后能繼續正常使用。

4.4 地面部分

經現場調查和測繪，建筑地面由于工廠搬遷造成嚴重損壞，地面凹凸不平，部分地面破損、起翹(圖8)，地面局部鋼筋裸露。

4.5 文物安全評估結論

建筑整體結構安全，根據 JGJ 125—99及《近現代歷史建筑結構安全性評估導則》中的綜合判定原則和上述危險構件檢測結果，綜合評定該建筑屬C級建筑。作為文物保護建筑，根據現狀結構情況進行初步判斷，該建筑的使用功能僅限于辦公及接待，不適用于大型展示的高荷載功能。如果經過必要的加固和修繕可滿足博物館功能的需求。

圖8 軋鋼廠房地面Fig.8 The rolling mill floor

5 建(構)筑物結構加固設計

對文物廠房修繕設計中，堅持保護優先的原則。嚴格保護建筑的風貌特征及其周邊歷史環境，保護建(構)筑物的主體結構形式。通過對現有結構構件的清理、修復和加固，保證其擁有更長的使用壽命和更強的結構性能，并在防火和疏散等方面滿足民用建筑規范要求(圖9)。

圖9 鋼遷車間修繕立面Fig.9 Vertical section of repair of steel workshop

綜合運用既有工業建筑非工業化改造課題中的成果，通過調查研究和綜合評價、功能轉化和性能提升、結構檢測和安全鑒定、結構加固技術的綜合運用，最終實現文物保護與再利用的有機結合，讓文物活起來。

5.1 軋鋼廠房和附跨

根據現場檢測評估，由于鋼屋架銹蝕特別嚴重，需要按照原有形式制作新的屋架進行全部替換，并替換銹蝕嚴重的柱間支撐，修補破損的鋼筋混凝土排架柱柱腳。根據博物館使用功能的要求，西立面和南立面均增設墻體，實現建筑的完全封閉。新增墻體采用燒結頁巖灰砂磚砌體砌筑，既滿足環保要求又與原有墻體相協調。新增墻體增設抗風柱和抗風橫梁，采用獨立鋼結構體系，與原有排架柱之間采取焊接或錨筋等拉結措施(圖10)。屋面因為屋架荷載限制，改用夾芯壓型鋼板。

圖10 新建墻體鋼結構和原有鋼柱的焊接節點Fig.10 Welded joint of new wall steel structure and original steel column

5.2 民國廠房

根據現場檢測評估，結構的主要受力構件排架柱基本完好，但屋架整體銹蝕、局部破損，需要部分替換銹蝕嚴重的桿件，所有鋼構件都需要做除銹處理并噴涂防火涂料。對銹蝕嚴重的節點應拆除后重新連接，或采用除銹的方式進行修復并復檢。修補破損的鋼筋混凝土排架柱柱腳。屋面保留并修復原有木檁條和木望板，重新做防水保溫，并采用輕型直立縫金屬屋面。建筑原有灰磚砌筑的外圍護墻，采用內側鋼筋網水泥砂漿面層拉結加固(圖11)，外墻破損、污染嚴重的部位，清理修復后維持文物本體的風貌特征不變。

圖11 砌體墻單面鋼筋網水泥砂漿面層平面大樣Fig.11 Masonry wall single side reinforcement mesh cement mortar surface

軋鋼廠房和附跨、民國廠房原結構混凝土柱等構件，疏松、破損、碳化等缺陷處應進行修復處理。采用細石混凝土、環氧漿料等修補(圖12)，對露筋的部位應先除銹再修補，有裂縫時應采用裂縫處理技術修補，最后進行碳纖維加固(圖13)，滿足后續使用要求。

5.3 煙 囪

根據其地基基礎、主體結構狀況，結構加固方案采用鋼筋混凝土內筒壁加固方式。首先拆除耐火磚內襯，緊貼煙囪內筒壁，現澆250 mm的鋼筋混凝土，在煙囪外壁采用鋼帶加固，與內壁的鋼筋混凝土連接，共同形成一個完整的結構體，滿足結構安全和抗震設防要求(圖14)。

圖12 水泥基灌漿料置換立面Fig.12 Replacement of cement based grouting material

圖13 混凝土柱碳纖維加固Fig.13 Carbon fiber reinforced concrete column

圖14 加固后的2號煙囪Fig.14 The reinforced No.2 chimney

6 工業設施設備的保護與利用

6.1 控制平臺和檢修平臺

軋鋼車間內保留原有地面坑道、控制平臺及部分檢修平臺和設備。采用鋼結構及透明鋼化玻璃將部分地面坑道進行覆蓋，游客可以進入地下坑道參觀。修復銹蝕破損的控制臺和檢修平臺，作為展示空間和參觀通道使用(圖15)。

圖15 鋼遷車間修繕后景內Fig.15 Interior scene after repair of steel workshop

6.2 蒸汽機

1905年由英國謝菲爾德兄弟公司制造的8000HP雙缸臥式蒸汽機(圖16)，長6 m，高2 m，質量約250 t，由湖廣總督張之洞1906年從英國購入，見證了中國百年的鋼鐵工業歷程。現將其在鋼遷車間前的廣場上進行展示，博物館建成后將移入展廳內部，并結合多媒體進行展示。現有展示棚為臨時搭建，以保護工業文物免遭破壞。

圖16 8000HP雙缸臥式蒸汽機Fig.16 8000HP double cylinder horizontal steam engine

6.3 火車頭和鋼包

在鋼遷車間后面的火車頭廣場上，有兩個蒸汽火車頭，中間簇擁著一個舞臺，作為今后文藝演出的場所。廣場上的柱列和10個鋼包花壇，形成具有強烈紀念意義的景觀空間，保留的桁車上有一系列人物雕塑，呈現出煉鋼工人的千姿百態。質量達200 t的巨大鋼包雕塑聳立在廣場上(圖17、圖18)，鋼包里面的水通過消防水池循環流動，模擬鋼鐵生產時奔騰的滾滾鋼水，和著煉鋼工人的汗水。昔日煉鋼車間熱火朝天的工作景象仿佛歷歷在目。

圖17 廢棄鋼包雕塑Fig.17 The scrap ladle sculpture

圖18 柱列和雕塑Fig.18 The column and sculpture

7 結束語

伴隨城市化進程和產業結構調整，工業企業搬遷的高潮從北京、上海等特大城市開始向省會城市、區域中心城市，甚至地級市蔓延。工業企業搬遷后遺留下來的工業建筑量大面廣，涉及各個產業門類，工業建筑的類型十分豐富，大型設施設備更是五花八門。這些既有工業建筑、構筑物和設施設備的非工業化改造，與現代城市生活的結合非常重要，同時也是踐行可持續發展理念，實現存量工業資源再利用的必要途徑。

過去被認為是污染、丑陋象征的工廠和工業設施，其中的歷史、文化、社會、藝術價值被重新審視。對現有工業遺存進行調查登記、價值評價、統一規劃，讓這些通常被認為是“負資產”的工業資源，通過性能提升和功能轉化，變成城市的產業空間、文化資源、旅游景點;可以實現經濟發展、文化傳承、社會關注、環境改善等目標。通過系統、科學、全面、整體的方法，既有工業建筑可以繼續為城市的綜合復興貢獻力量。