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齐长城遗址维修-东门关便门遗址保护与研究

【摘要】:(一)工程范围及要求1.工程范围:东门关便门及两侧长城墙体。(二)结构演算拟对修复后的东门关便门的稳定性进行验算,以保证修复后的拱券仍处于稳定状态。(四)回填保护设计为了更好地协调文物保护与居民生产生活之间的关系,更有效地保护长城墙体,对便门东侧墙体的坍塌缺口,不做完整补砌处理,设计保留一段缺口(长4米),对其仅做遗址回填保护,具体做法参照南关遗址回填保护设计。

(一)工程范围及要求

1.工程范围:东门关便门及两侧长城墙体。

2.工程要求:

(1)在维修过程中,禁止踩踏券顶。

(2)拱券顶部植被的清理与毛石的安放,应严格按照施工工序进行。

3.材料要求:券顶安放的石块尺寸要求短边大于20厘米、厚度大于15厘米。

(二)结构演算

拟对修复后的东门关便门的稳定性进行验算,以保证修复后的拱券仍处于稳定状态。修复前拱券残高2.99米,修复后的高度拟定为3.3米。

保守计算:取拱圈上部墙体材料与拱圈相同均为毛石,设计覆盖厚度自最高点至拱脚为2米,拱桥厚度3.3米。

根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001查得,干砌毛石自重为20KN/m3。施工或检修集中荷载(人和小工具的自重)取1.0KN。

1.拱圈内力计算

经拱圈恒载与活载内力组合后,由力平衡并得:

H=17.43KN,N=57.59KN

2.拱圈截面积算

拱圈正截面验算公式:r0Vd≤Afv+ufN/1.4

式中:r0——结构重要性系数,小桥、涵洞为0.9;

Vd——剪力设计值;

A——单位受剪截面面积;(www.chuimin.cn)

fv——砌体抗剪强度设计值;

uf——摩擦系数

N——与受剪截面垂直的压力标准值;

假设采用强度等级为MU20的毛石与M2.5的砂浆进行强度演算:

根据《砌体结构设计规范》GB50003-2001查得,MU20的毛石抗压强度设计值f=0.44N/mm2,M2.5砂浆的抗剪强度fv=0.11N/mm2;影响系数r=0.67,摩擦系数uf=0.7。

则拱脚处拱圈验算厚度:t1=N/rf=195mm

拱顶处拱圈验算厚度为:t2=H/rf=59mm

拱脚处抗剪验算:Afv+ufN/1.4=50.28KN>r0Vd=0.9×17.43=15.69KN,满足要求。

从保守计算结果得出:修复后拱券高度3.3米,整体仍处于稳定状态。

(三)工程做法

1.支护。采用脚手架塑料泡沫及厚木板支护券底,防止在施工过程中引起券顶倒塌,造成二次破坏。

2.清理。清理便门顶部野生构树、杂草及藤蔓。因拱券的受力特点,应先清理券顶,再清理拱券两侧坍塌墙体。

3.添配构件。包括添配缺失的券脸石,补配缺损的楔形条石。在没有找到原构件的前提下,用石材相同的毛石重新打造,然后归安。

4.安放毛石。参照维修措施,应先维修拱券两侧坍塌墙体,最后对券顶安放毛石,修复后的便门总高度为3.3米。

(四)回填保护设计

为了更好地协调文物保护与居民生产生活之间的关系,更有效地保护长城墙体,对便门东侧墙体的坍塌缺口,不做完整补砌处理,设计保留一段缺口(长4米),对其仅做遗址回填保护,具体做法参照南关遗址回填保护设计。