上海锦沧文华大酒店 地处静安区著名商务与购物中心南京西路1225号，其前身为上世纪民国时期的“沧州饭店”。20世纪80年代“沧州饭店”拆除，后于1990年3月原址落成锦沧文华大酒店，取名由锦江饭店、沧州饭店和新加坡文华酒店三家著名饭店的名字组合而成。自此，锦沧文华大酒店成为南京西路新地标，承载了一代人的城市回忆。
30年过去，南京西路的发展日新月异，锦沧文华大酒店在时代变迁中迎来新的转身，为满足业主需求，将其进行全方位的功能改造和性能提升，建筑功能由酒店转变为商业和办公。原建筑包括主楼和裙房，主楼建筑面积约6万平方米，地上30层，地下一层，屋面高度为99.500m；裙房地上四层。改建后，主楼结构总高度不变，结构层高由3.2m改建为4.5m，共21层，结构体系由框架-核心筒转换为钢框架-核心筒，裙房地下室由一层增至四层。
本项目为国内首例既有高层建筑置换型结构改建与地下室增层同步实施的典型案例，施工技术难度巨大。总体来看，项目特点与难点集中体现在四个方面：1）高层建筑置换型结构改建；2）既有地下空间二次开发；3）上部既有高层建筑置换型结构改建与裙房地下室增层同步实施；4）复杂环境下绿色、安全、高效改造施工。面对这些新的问题，项目团队通过诸多新型技术、工艺与装备的研究及应用，有效保证了锦沧文华大酒店改造工程顺利推进。
既有高层建筑结构置换的技术特点为老结构的拆除与新结构的建立穿插实施，新老结构体系通过构件置换完成过渡转换。鉴于锦沧文华新老结构体系特定的空间关系，提出了基于半永久过渡体系的结构置换技术体系，其核心思想为：先将原建筑部分构件拆除，为新结构竖向构件和部分水平结构的施工创造条件，施工新结构的竖向构件和部分水平楼层形成过渡体系，并与原剩余结构空间并存；而后再将剩余老结构拆除；最后将未施工的新建筑结构部分补齐，至此完成新老结构体系的整体转换。
2 基于BIM工况模拟和动态仿真分析交互验证的总体技术路线评估技术
既有高层建筑结构改造是一项系统性工程，尤其在结构改动较大的情况下，技术路线的确定具有其复杂性。总体技术路线的论证与评估需要综合考虑两方面的要求。 一是理论安全。 与新建工程不同，既有高层建筑结构改造过程中新、老建筑均属于时变结构，结构体系的最薄弱环节往往发生在过程中而不是建成后，方案设计不仅要关注改造完成状态时的结构安全，更加要注重改造过程中过渡结构体系的安全储备，这是总体改造技术路线可行的前提。
二是施工可行。 建筑改造有各种各样的客观因素和限制条件，设计方案能否落地必须充分考虑其现场可操作性，场地条件、操作界面、技术工艺、安全措施、设备资源等因素都会成为总体技术路线是否可行的评估条件，而借助基于BIM的工况模拟可以直观地分析判断工序合理性与实际操作性。因此，项目团队通过结合动态仿真分析与BIM全工况模拟的双重验证，为该项目总体技术路线的安全实施提供技术保障。
锦沧文华楼宇改建工程主楼以外的地下室由原来一层开发增层至四层，属于既有地下空间水平扩展式增层扩容类型。为最大程度上降低既有地下室增层实施难度和安全风险，同时考虑邻边主体结构置换影响，项目团队经过细致的分析和方案对比，最终选定了明挖顺做的技术路线。具体实施过程中，以低环境影响（邻边建筑和主体结构）为原则，克服了多类型障碍物清理、基础置换、新老结构连接等技术难点，形成成套地下空间增层扩容施工技术。
由于该项目地理位置特殊，施工社会影响重大，考虑绿色施工需求和业主要求，整个施工过程中，对主楼外立面进行全范围遮挡。然而改建过程中由于构件拆除，使得附着其上的传统式脚手架失去拉结点位，面临附着转换难题，若根据结构形态变化反复搭设脚手架，不仅转换工作量大，安全风险高，也难以实现外立面全工况封闭的要求。为此，项目团队创新提出了整体式脚手架原位附着转换技术，整体式提升脚手通过斜拉杆与主体结构拉结，竖向荷载全部由斜拉杆承担，通过在新增结构上增设斜拉杆拉结点位，将脚手架竖向荷载转移至新拉结体系中，并调整水平拉结位置，有效解决脚手架原位附着转换难题，大大降低临时设施成本。经过锦沧文华楼宇改扩建项目应用验证，该脚手架附着转换技术安全有效。
该项目中结构拆除是重要改造内容。传统静力切割拆除工艺必须依靠起吊装备辅助，同时需设置马镫等保护性措施，拆除工效低、污染高、安全管控难。针对以上问题，项目团队研发了履带式多功能结构拆除机械手，该装备具有体型小、自行走、遥控控制、功能集成等特点。免起吊装备及支撑措施条件下，可完成狭小空间内墙体、楼板、梁、柱等构件的夹持、移动及定位等多类动作。通过示范应用，采用履带式多功能结构拆除机械手可有效提高结构拆除效率，降低施工成本及安全风险，可为既有建筑更新改造提供技术借鉴。
基于三维扫描与BIM的地下连续墙与结构外墙碰撞分析
地下连续墙是深基坑工程的重要围护结构形式，由于地墙变形致使其与地下室结构外墙碰撞问题普遍。传统碰撞分析方法为人工采用水准仪、全站仪等工具进行实测实量，工作量大、效率较低。针对以上问题，项目团队研究基于三维扫描与BIM的地下连续墙与结构外墙碰撞分析技术，通过3D扫描技术获取施工现场初始实际三维信息数据，将三维点云模型与BIM设计模型高精度拼接，通过偏差色谱分析判别地下连续墙与结构外墙碰撞情况，并将分析结果反馈给施工现场指导后续施工。该方法精度高、效率高，可为类似工程提供技术借鉴。
采用有限元分析可以了解结构在各施工阶段各类型构件的应力和变形值。但是施工过程的模拟与分析仅是在实际结构简化基础上进行分析计算，分析结果与实际情况往往存在一定程度的差异。因此，应在施工过程模拟分析的基础上，重视施工过程的监测，通过监测数据反馈和预警，为项目技术和措施的调整提供决策依据。本项目实施过程中进行了大量的监测工作（包括基坑工程与结构置换改造），并开发了基于BIM与物料网的远程自动化监测平台，实现了模型终端展示、监测数据自动上传、预警提升、过程资料管理等功能。
整体结构拆除过程中，场地情况复杂，构件繁多，安全危险源众多，如何控制实际施工过程与方案一致性成为施工管理难题。基于这一需求，在锦沧文华楼宇改建工程中采用了BIM信息化技术，从可视化交底、构件拆分与统计、拆除工效分析、置换流程管理、进度与成本分析等方面，实现结构置换施工的精细化管理。
上海建工四建集团 秉承“精品先锋”企业理念，以上海市建筑改建与持续利用工程技术研究中心为依托，持续耕耘城市更新领域，紧抓城市更新领域设计、施工、检测技术紧密结合、协同发展特点，通过技术研发和工程实践，不断提升和完善既有高层建筑结构改造与地下空间二次开发技术体系，力争为既有高层建筑的持续利用提供成套解决方案。
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