在上海静安区的繁华商圈深处,一场静悄悄的“建筑大挪移”正在上演。据悉,7500吨重的石库门建筑群“华严里”,在432个微型机器人的托举下,正以每天10米的速度,平稳“走”向新家,在6月7日完全归位。这是目前国内体量最大的“组团式”石库门建筑群归位工程,也标志着张园地下三层空间深度开发将正式启动!
张园,这片始建于20世纪20年代至30年代的石库门建筑群,曾是上海滩最时尚的“网红打卡地”。然而,随着城市发展,地下空间开发迫在眉睫。若直接拆除重建,这些承载着海派文化记忆的老建筑将灰飞烟灭。于是,工程师们想出了一个大胆的方案:把建筑像积木一样整体搬走,等地下工程完工后再搬回来。
这个方案看似天马行空,实则暗藏玄机。通过“逆作法”施工,先开发地下空间,再让老建筑“回家”,这种先移后建的策略,如同在有限空间里玩“华容道”,既能保护历史风貌,又能拓展城市功能。
但问题来了,如何在不损伤建筑的前提下,让这些“老古董”安全移动?
这就多亏了一群身高不足1米的微型机器人——步履式移位机器人,其工作原理堪称现代版“蚂蚁搬家”。
每个机器人约半米高,顶部是液压千斤顶,底部则装有可滑动垫块。工作时,千斤顶先将建筑整体顶升毫米级高度,接着底部滑板向前推移;随后千斤顶收回,建筑平稳落回滑板。如此循环,实现“抬脚—迈步—落脚”的行走动作。432个机器人就这样被精密布置在建筑底部,构成一个动态支撑网络,通过中央控制系统联网,实时监测压力与位移数据。一旦某个点位受力异常,系统会立即调整相邻机器人的顶升力度,避免建筑因受力不均而开裂,这就如同数百人齐力抬起巨型餐桌时,默契保持桌面水平。
那机器人怎么“进”建筑?又怎么“出”来?
建设方提前建立了建筑信息模型+点云扫描,绘制出立体的张园中区建筑图纸,既可以摸排清楚设备碰撞和建筑死角,也能模拟建筑移动的全过程,提前发现碰撞风险。
在桩基阶段,建设方通过研发的迷你机器人——自行走低净空钻孔灌注桩桩机和自行走MJS旋喷桩桩机,通过无线遥控器控制行走、折叠、转向,自由进出门洞,在房屋内打下一排排工程桩,就像“千斤顶的底座”,为机器人提供支撑点,在建筑内部完成微型桩基施工。随后机器人进入建筑底部开始作业。
建设方相关负责人章谊介绍:“我们根据屋内环境结构灵活设计了多曲线取土运输路线,用类似‘工厂流水线’式的轨道吊+皮带运输机运送渣土和物资,实现低扰动、超长距离、高效率的微作业施工。”同时,为了满足超低净空的施工条件,他们还专门定制生产了小型挖土机器人,采用折叠式机械臂和底盘集成设计,融合履带—轮式复合驱动技术,能在宽度不足1.2m的门洞内自主转向移动。结合深度学习算法,挖土机器人还能实现自主转向与障碍物识别,在无需大规模拆除周边建筑的情况下完成精确移位。
待建筑归位至目标位置后,机器人逐步降低液压顶升高度,使建筑缓慢沉降到永久地基的支撑点,然后将机器人按序断电卸载,通过轨道滑出或小型吊装设备从建筑底部抽出回收,最终实现完全撤离。
现在想想,当历史保护与空间拓展矛盾时,不必二选一。未来将有更多老建筑学会优雅“踱步”,让文化记忆与城市发展在步履式移位机器人的托举下并行不悖。
参考文献:
[1]杨政,马春燕,窦银科,等.步履式全地形六足机器人[J].液压与气动,2022,46(01):109-116.
[2]张恩铭,曹永康,潘文卓.HBIM在建筑遗产勘察数据管理中的应用——以上海张园石库门建筑为例[J].建筑与文化,2021,(07):70-72.DOI:10.19875/j.cnki.jzywh.2021.07.025.