理學舊第門樓（婁諒故居）整體提升技術探討

作者簡介：張志強（1970-），男，江蘇泰州人，高級工程師.

摘 要：理學舊第門樓（婁諒故居）是現存價值較高的文物遺存，該門樓處于低洼地，排水困難，每逢雨期遭受雨水侵蝕、侵泡等病害，對文物建筑的保護十分不利。文章提出先通過現代加固技術，對紅砂巖條石下檻、青磚墻身及石庫門進行預加固，提高整體剛度，再通過PLC液壓控制系統同步提升門樓。該工程證明了現代加固和提升技術在古建筑文物保護中的實用性和可靠性，為后續類似工程提供借鑒參考。

關鍵詞：古建筑加固；整體提升；PLC液壓控制

中圖分類號：TU746 " "文獻標志碼：A 文章編號：1671-0142（2024）03-0077-04

上饒市市級文物保護單位理學舊第（婁諒故居）始建于明朝，是明代著名理學家、教育家婁諒和長子婁性的故居。后期重建保存下來的建筑為清代風格，位于上饒市信州區水南街區中心，其東為信江書院及云碧峰國家森林公園，南為繁華的水南街，西為豐溪河，北為信江，地勢整體呈東高西低。該建筑一直作為村內祠堂及住所使用。本文主要介紹如何采用現代加固及提升技術對理學舊第門樓（婁諒故居）進行就地整體提升與修繕。

1 工程概況

根據現場地形標高勘測，20世紀90年代初，舊城改造中后建的金苑小區四周建筑及規劃用地標高比理學舊第（婁諒故居）高約0.7m～1.5m，水南街總圖規劃道路標高也比理學舊第（婁諒故居）地面高1.7m，導致理學舊第（婁諒故居）處于低洼地，排水困難，每逢雨期遭受雨水侵蝕、侵泡等病害，這對文物建筑的保護十分不利。其中八字門樓（當時的皇帝御書“理學舊第”）為現存價值較高的文物遺存，門樓原有風貌見圖1。為了保護文物建筑的安全，故采取了原址提升的保護工程措施 [1]。

2 門樓提升及保護方案

2.1 門樓提升保護的基本思路

門樓的整體保護思路是在保證原有建筑主體結構（不含紅砂巖條石條基）不拆解的前提下，完整安全地實現門樓原址抬高1.7m，提升后再對門樓現存的殘損部位進行局部整修，最大程度保護文物的真實性和完整性，達到提升對象除高程改變以外，其余保持不變的目標。

2.2 受力模型計算

門樓受力模型采用了中國建筑科學研究院北京構力科技有限公司的SATWE2021 V1.5.1版。提升鋼架基礎反力見圖2，提升梁彎矩包絡圖見圖3，提升梁剪力包絡圖見圖4。

2.3 八字門樓上部結構保護技術措施

（1）提升前將下檻位置酥堿、風化嚴重的紅砂巖條石進行更換，并對原有下檻條石缺失、脫落、粉化的灰縫進行灌漿勾縫處理，避免此處成為提升過程中的隱患點。（2）采用輕質磚對原有門樓的門洞進行封堵，避免結構中出現薄弱構件、薄弱層、剛度突變部位，保證提升過程中門樓的穩定性[1]。門洞加強做法見圖5。（3）門樓提升前，首先需要對紅砂巖條石下檻、青磚空斗墻身及石庫門進行整體剛度的預加固，預加固的目的是增強墻體的整體性，控制結構內力和變形。基本方法是在文物本體外構建一套結構（可逆）體系，將文物建筑緊緊的包裹在體系內，并與文物本體剛度協調、彼此協同工作，增強其在外力作用時的整體剛度和強度，合理的分擔變形產生的不利荷載。

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圖5 門洞加強做法

2.4 八字門樓整體提升工作

2.4.1 提升鋼架基礎施工 提升鋼架基礎采用1x1m，0.3m厚鋼筋混凝土基礎，詳見圖6。為減小施工擾動，整個開挖過程均采用人工對撐開挖，間隔施工，避免機械設備擾動影響門樓穩定。開挖前對門樓兩側設置變形觀測點，開挖施工過程實施監測，整個基礎加固施工過程門樓未出現沉降變形。

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圖6 鋼架基礎

2.4.2 提升梁及夾梁施工 現場踏勘門樓遺存部分整體重量約為30t（下部紅砂巖約12t，上部青磚空斗墻約18t），門樓結構下部設置鋼筋混凝土夾梁和提升梁，詳見圖7和圖8。提升梁作為夾梁的支座點，確保提升梁和夾梁能承擔整個門樓及臨時加固鋼架荷載。墻體和提升梁交接處及門洞位置進行加強，形成具有足夠剛度的鋼筋混凝土整體，因此整個八字門樓座落于剛性的混凝土“提升梁”之上。提升梁是完成整體提升的關鍵性基礎工作，后期作為永久性基礎的一部分。

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圖7 提升梁做法

2.4.3 門樓整體加固及支撐施工 在高達1.7m的提升過程中，出現任何一點偏差就可能導致文物建筑的失穩險情。門樓由紅砂巖條石基礎及下檻、青磚空斗墻身及石庫門和屋頂等各個部位組成，彼此靠自重和白灰漿、黃土相互粘接，強度不高，加上時間較長整體嚴重風化，提升過程中的些許震動或晃動均有可能導致文物構件之間的錯位開裂，甚至擠壓垮塌。針對該門樓的特殊結構特點，現場多次踏勘后，采用桁架片與泡沫板組合的形式先對門樓墻體進行保護。上部墻體臨時加固方案具體見圖9，鋼桁架做法見圖10。

將泡沫板與墻面敷貼，盡可能貼緊，泡沫板外側用角鋼焊接成的桁架片頂緊，由于原有墻面的凹凸不平，導致桁架片與泡沫板間會出現大小不一的空隙，采用木方、木楞嵌入，將門樓整體環抱，形成空間桁架結構，確保門樓墻體整體穩定。桁架片固定在提升梁上，加固完成后的門樓見圖11。

2.4.4 門樓整體提升施工 門樓上部墻體整體加固后，安裝提升裝置、鋼斜撐、預應力鋼絞線和穿芯千斤頂，提升裝置的平面圖及剖面圖見圖12。

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圖12 提升裝置平面圖及剖面圖

整體提升門樓采用的是PLC液壓控制系統，該系統工作原理見圖13。PLC系統可以綜合控制力和位移進行提升，建立在力和位移雙閉環的控制基礎上，由液壓千斤頂，精確地按照門樓墻體的實際荷重，平穩地提升提升梁，使提升過程中門樓受到的附加應力下降至最低，同時液壓千斤頂根據分布位置分組，與相應的位移傳感器（拉線傳感器）組成位置閉環，以便控制整體提升的位移和姿態，同步精度為±2.0mm，保證了提升過程的同步性和提升時的結構安全性。

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圖13 PLC液壓控制系統同步提升原理圖

本次提升采用8個提升點位，施工過程中全方位控制提升速度，并將平面內速度控制在5mm～10mm/min的范圍內，確保上部結構的穩定性。門樓起始提升行程為2mm[2]，觀察提升梁是否和原有地面完全脫離。本項目提升4mm后，提升梁與地面出現明顯縫隙，穩定10分鐘，檢查加固桁架連接及傳感器后，小幅提高單次提升行程10～20mm。提升500mm后，逐漸提高單次提升行程至50～80mm。本次提升千斤頂的行程為180mm，每次千斤頂行程完成后，回油同時對提升的位移量及傾斜度lt;G：＼隆泰＼職大學報＼2024＼職大學報03＼Image＼image16.pnggt;進行復核。

3 施工監測及門樓提升的應急保障措施

3.1 施工監測

為了保證門樓提升過程的絕對安全，在提升過程中需對門樓主體和提升裝置兩部分進行監測。

（1）門樓主體監測：門樓墻體跨中頂部、底部變形；墻體兩端拐角部位懸臂端的頂部、底部變形；墻體提升全過程的豎向位移、側向位移。（2）提升裝置監測：對提升梁基礎進行沉降觀測，提升梁跨中兩側提升點的變形，提升梁跨中、與桁架斜桿相交截面進行應力監測。對以上重點部分進行裂縫觀測、監測撓度以及豎向變形，應力應變等。

3.2 門樓提升的應急保障措施

（1）成立以項目經理和建筑、安裝、液壓、計算機等方面的專家及經驗豐富的技術人員組成的應急領導小組，緊急情況下可啟動應急程序。（2）監測項目超出預警值時，應立即停止工作并檢查原因，迅速采取措施進行加固，并繼續跟蹤監測。（3）提升系統發生故障時立即由專業工程師對系統進行檢查，盡快排除故障；現場應有足夠的備品、備件。（4）系統斷電故障處理。電腦程序備有UPS不間斷電源可防止突然斷電；如果液壓油站發生斷電，液壓千斤頂具有自鎖功能，液壓千斤頂截止閥將關閉，液壓千斤頂壓力不變[3]。

4 結論

理學舊第門樓（婁諒故居）的整體提升技術是目前國內為數不多的對單片古建筑墻體（薄壁構件）進行的不落瓦的整體提升。本項目先對門樓進行整體加固，再通過PLC液壓控制系統同步提升門樓。這項技術充分考慮了結構的整體性、穩定性，最大限度地保持了原有建筑的歷史信息及其文化價值，提升后的效果和監測數據顯示，整個門樓處于穩定狀態，原門樓的軸線位置沒有發生變化，這證明了該技術在古建筑的整體提升保護中的實用性和可靠性，是古建筑文物保護的一個成功案例，為后續類似工程提供借鑒參考。

參考文獻：

[1]中國工程建設標準化協會.CECS 295-2011，建（構）筑物托換技術規范[S].

[2]李國雄.大體量建筑大位移整體頂升技術[J].施工技術，2013，42（16）：50-53.

[3]馬智民，諶喜華，付紅.大型鋼結構井架整體糾偏復位施工技術[J].能源技術與管理，2017，42（5）：135-137.

（責任編輯 劉 紅）

Discussion on the Overall Improvement Technology of the Old Gate of Neo Confucianism—Lou Liang's

Former Residence

ZHANG Zhi-qiang1，ZHANG You1，ZHOU Wei-ming2，CHEN Xu1，ZHANG Yi-fan1

（1. Jiangyin Construction New Technology Engineering Co.， Ltd；2. Jiangyin Kebo Architectural Design Co.， Ltd， Jiangyin Jiangsu 214400， China）

Abstract： The Old Gate Tower of Neo Confucianism （former residence of Lou Liang） is a highly valuable cultural relic that exists today. The gate tower is located in a low-lying area with difficult drainage， and is susceptible to disasters such as rainwater erosion and soaking during rainy periods， which is very detrimental to the protection of cultural relics and buildings. This article first uses modern reinforcement technology to pre-reinforce the overall stiffness of the red sandstone strip stone lower guard， blue brick wall body， and stone storage door， and then synchronously lifts the gate tower through a PLC hydraulic control system. This project demonstrates the practicality and reliability of modern reinforcement and upgrading techniques in the protection of ancient architectural relics， providing reference for similar projects in the future.

Key words： Reinforcement of ancient buildings; overall improvement; PLC hydraulic control