重庆抗战兵器工业旧址群钢铁厂迁建委员会生产车间修缮和结构加固设计*

刘伯英 胡建新

(1.清华大学建筑学院，北京 100084;2.北京华清安地建筑设计事务所有限公司，北京 100084)

0 引言

重庆抗战兵器工业旧址群是全国第七批重点文物保护单位，包括兵工署第五十兵工厂、第十兵工厂、第二十四兵工厂、第二十五兵工厂、第一工厂、钢铁厂迁建委员会(第二十九兵工厂)、第二飞机制造厂海孔洞等七处遗址，分别位于重庆市江北区、沙坪坝区、九龙坡区、大渡口区和万盛区。抗日战争的八年时间，重庆作为抗战时期的“战时首都”和“永久陪都”，成为兵器工业生产基地，承担了全国械弹2/3的任务，对抗战胜利起到了重要作用。重庆被誉为战时的“中国工业之家”，是中国当时最重要、最集中、大后方唯一门类齐全的综合性工业区，也因此成为工业建筑遗产最丰富的城市。

钢铁厂迁建委员会生产车间(简称“钢迁车间”)旧址核心区文物本体保护与展示利用工程中，文物主体建筑包括原轧钢厂房、一个民国厂房以及三座烟囱(图1)。建筑占地面积7 061 m2，修缮工程总建筑面积6 070 m2，其中主体总面积3 360 m2。修缮后的使用功能为重庆工业博物馆的核心区——抗战工业展厅。

1 项目范围

重钢型钢厂大型轧钢车间规模巨大、空间开敞、平面规整、柱网简单，为更新再利用提供了很大的余地和想象空间。其中，被认定为重点保护的文物主体包括：

1)大型轧钢厂房及其附跨。原1号整理场的第3跨厂房，长度约383.8 m，为8跨并列厂房中长度最长的一跨(图2)。现保存下来的大型轧钢跨厂房为第三跨厂房的西北段，长 107 m，宽 27 m，脊高23.23 m，檐口高度 14.5 m，建筑面积 2 833.0 m2。厂房一侧的墙壁、部分屋顶为历史遗留。厂房隶属于钢铁厂迁建委员会第四制造所，原为钢轨钢板厂，主要设备来自汉阳铁厂。1940年开工建设，1941年底完成。新中国成立初期，研制生产了新中国第一根钢轨，为新中国第一条铁路——成渝铁路提供了全部钢轨。

图1 钢迁车间鸟瞰Fig.1 Aerial view of steel workshop

图2 轧钢厂房内景Fig.2 Interior of the rolling mill

图3 民国厂房外墙Fig.3 Exterior wall of the factory in Minguo period

该厂房被认定为一般保护的文物主体包括：1号烟囱——中型车间加热炉烟囱(图 4)、2号烟囱——大型车间加热炉烟囱、3号烟囱——棒材车间加热炉烟囱和主电室。

图4 1号烟囱Fig.4 The No.1 chimney

建设控制地带为重庆型钢厂区内的重点保护区范围向外延伸20 m、中型车间加热炉烟囱保护范围线向外延伸5 m。

2 设计原则

1)注重科学保护，确立全局观念、长远观念。

2)注重遗产格局的整体保护，以现存遗迹遗物以及勘查工作成果作为保护规划的基础。

3)“最小干预原则”：尽可能减少对文物本体的干预，强调现状保护，避免建设性破坏。

根据上文所说，我们可以知道银行作为经营风险的金融机构，想要在激烈的竞争中脱颖而出就要对风险进行有效地管理控制。而信贷业务是商业银行中最为基础的一个业务，只有保证了信贷风险管理的有效性才能够更好地保证我国商业银行的正常发展。银行只有具备了更强更完善的信贷风险管理体系以及处理风险的能力，才能够树立更加可靠、稳健的市场形象，提升企业在社会中的影响地位，而且也可以更好地吸引市场中潜在的客户群体，有利于企业更好更持久的发展，开拓了银行的业务。

4)“可逆性原则”：新增构造措施的安装过程是可逆的，可以在不破坏文物本体的前提下被移除。

5)“可识别性原则”：新增加建筑构件的样式和风格在与文物本体取得协调的基础上，在视觉上和文物有明显区分。

6)鼓励文物保护科学研究成果的应用，提倡公众参与，注重普及教育。

3 设计策略

3.1 对文保建(构)筑物的保护和修缮

通过对现有建筑和结构进行清理、检测、鉴定、修缮和加固，保证其拥有更长的使用寿命和更高的质量。对全国重点文物保护单位厂房现有结构进行维修和保护，对厂房砖砌外墙进行修缮，修旧如旧。对大跨厂房内的混凝土柱、钢柱、钢梁、钢屋架等构件，以及烟囱进行结构检测、鉴定和加固。

为配合原有厂房作为博物馆使用新功能的需要，新的围护结构应采用与原有建筑墙体不同的材料和工艺，边界明确和特征区分，强调可识别性，强化新旧对比，使人更清楚地辨别出改造的过程。

3.2 对原有工业风貌和历史信息的展示

保留原有壮观的工业建筑尺度和丰富的外部空间形态。博物馆展陈设计时，尽可能利用原有工业建(构)筑物的内部空间，包括地面坑道、主席步道、设备管道等，不破坏和改变原有的外部空间形态，以及建(构)筑物设施。保留和利用原有的机器设备和工艺流程，尽可能利用原有的机器设备并赋予其新的功能。

3.3 满足民用建筑的使用要求

对工厂内的化学污染进行全面治理，将受污染的文物表面进行技术清理和替换，使其达到安全卫生的民用建筑使用标准。替换的方式为采用原有构件或工艺手段，保证达到修旧如旧的效果。

根据功能转换为博物馆的需求，设计增加新的交通和服务设施，使其满足民用建筑防火和疏散等技术标准的要求，实现既有工业建筑的性能提升。新增加的建筑构件均使用工厂预制的轻钢结构，在现场干作业，最大限度减少对文物本体的影响，并满足可逆性原则。

更新和改善厂房内部的物理环境，使其符合博物馆的展陈需求。通过将现有厂房的外围护结构的修复、对屋顶和天窗的修复，将室外空气和自然光线引入建筑物内部，同时增加必要的保温和防水措施。

图5 钢迁车间修缮设计鸟瞰Fig.5 Aerial view of repair of the steel workshop

4 结构安全评估及损伤情况分析

甲方委托专业部门对文保建(构)筑物进行了全面检测和结构安全鉴定。

4.1 钢结构部分

根据JGJ 125—99《危险房屋鉴定标准》进行检测，各连接节点的焊缝、螺栓、铆钉等情况良好，钢柱与梁的连接形式、支撑杆件、柱脚与基础连接局部损坏，该建筑钢结构保存较完好，屋架、梁架等钢结构未出现开裂等危险现象，整体状况稳定(图6)。但有油漆脱落、钢结构生锈的情况出现，需要进行防锈、涂漆处理和必要的加固。

4.2 钢筋混凝土结构部分

厂房建筑主体为钢筋混凝土结构，建造时间久远。构件无明显的裂缝，但由于风化、雨水侵蚀及温度变化等作用，混凝土构件局部出现箍筋裸露和腐蚀的情况(图7)，柱的根部及顶部无明显水平裂缝，无屋架倾斜，支撑系统稳定，适当维护后可以正常使用。

图6 轧钢厂房屋架Fig.6 The roof truss of rolling mill

图7 受损混凝土柱Fig.7 The damaged concrete column

4.3 墙体部分

经初步检测，虽然墙体为砖墙，且年代比较久远。砖砌体承重墙未发现明显变形和裂缝，未发现拱脚裂缝和位移;墙体局部出现的雨水侵蚀、青砖粉化、磨损等情况不影响正常使用。该建筑基础和整体比较稳定，通过加固改造后能继续正常使用。

4.4 地面部分

经现场调查和测绘，建筑地面由于工厂搬迁造成严重损坏，地面凹凸不平，部分地面破损、起翘(图8)，地面局部钢筋裸露。

4.5 文物安全评估结论

建筑整体结构安全，根据 JGJ 125—99及《近现代历史建筑结构安全性评估导则》中的综合判定原则和上述危险构件检测结果，综合评定该建筑属C级建筑。作为文物保护建筑，根据现状结构情况进行初步判断，该建筑的使用功能仅限于办公及接待，不适用于大型展示的高荷载功能。如果经过必要的加固和修缮可满足博物馆功能的需求。

图8 轧钢厂房地面Fig.8 The rolling mill floor

5 建(构)筑物结构加固设计

对文物厂房修缮设计中，坚持保护优先的原则。严格保护建筑的风貌特征及其周边历史环境，保护建(构)筑物的主体结构形式。通过对现有结构构件的清理、修复和加固，保证其拥有更长的使用寿命和更强的结构性能，并在防火和疏散等方面满足民用建筑规范要求(图9)。

图9 钢迁车间修缮立面Fig.9 Vertical section of repair of steel workshop

综合运用既有工业建筑非工业化改造课题中的成果，通过调查研究和综合评价、功能转化和性能提升、结构检测和安全鉴定、结构加固技术的综合运用，最终实现文物保护与再利用的有机结合，让文物活起来。

5.1 轧钢厂房和附跨

根据现场检测评估，由于钢屋架锈蚀特别严重，需要按照原有形式制作新的屋架进行全部替换，并替换锈蚀严重的柱间支撑，修补破损的钢筋混凝土排架柱柱脚。根据博物馆使用功能的要求，西立面和南立面均增设墙体，实现建筑的完全封闭。新增墙体采用烧结页岩灰砂砖砌体砌筑，既满足环保要求又与原有墙体相协调。新增墙体增设抗风柱和抗风横梁，采用独立钢结构体系，与原有排架柱之间采取焊接或锚筋等拉结措施(图10)。屋面因为屋架荷载限制，改用夹芯压型钢板。

图10 新建墙体钢结构和原有钢柱的焊接节点Fig.10 Welded joint of new wall steel structure and original steel column

5.2 民国厂房

根据现场检测评估，结构的主要受力构件排架柱基本完好，但屋架整体锈蚀、局部破损，需要部分替换锈蚀严重的杆件，所有钢构件都需要做除锈处理并喷涂防火涂料。对锈蚀严重的节点应拆除后重新连接，或采用除锈的方式进行修复并复检。修补破损的钢筋混凝土排架柱柱脚。屋面保留并修复原有木檩条和木望板，重新做防水保温，并采用轻型直立缝金属屋面。建筑原有灰砖砌筑的外围护墙，采用内侧钢筋网水泥砂浆面层拉结加固(图11)，外墙破损、污染严重的部位，清理修复后维持文物本体的风貌特征不变。

图11 砌体墙单面钢筋网水泥砂浆面层平面大样Fig.11 Masonry wall single side reinforcement mesh cement mortar surface

轧钢厂房和附跨、民国厂房原结构混凝土柱等构件，疏松、破损、碳化等缺陷处应进行修复处理。采用细石混凝土、环氧浆料等修补(图12)，对露筋的部位应先除锈再修补，有裂缝时应采用裂缝处理技术修补，最后进行碳纤维加固(图13)，满足后续使用要求。

5.3 烟 囱

根据其地基基础、主体结构状况，结构加固方案采用钢筋混凝土内筒壁加固方式。首先拆除耐火砖内衬，紧贴烟囱内筒壁，现浇250 mm的钢筋混凝土，在烟囱外壁采用钢带加固，与内壁的钢筋混凝土连接，共同形成一个完整的结构体，满足结构安全和抗震设防要求(图14)。

图12 水泥基灌浆料置换立面Fig.12 Replacement of cement based grouting material

图13 混凝土柱碳纤维加固Fig.13 Carbon fiber reinforced concrete column

图14 加固后的2号烟囱Fig.14 The reinforced No.2 chimney

6 工业设施设备的保护与利用

6.1 控制平台和检修平台

轧钢车间内保留原有地面坑道、控制平台及部分检修平台和设备。采用钢结构及透明钢化玻璃将部分地面坑道进行覆盖，游客可以进入地下坑道参观。修复锈蚀破损的控制台和检修平台，作为展示空间和参观通道使用(图15)。

图15 钢迁车间修缮后景内Fig.15 Interior scene after repair of steel workshop

6.2 蒸汽机

1905年由英国谢菲尔德兄弟公司制造的8000HP双缸卧式蒸汽机(图16)，长6 m，高2 m，质量约250 t，由湖广总督张之洞1906年从英国购入，见证了中国百年的钢铁工业历程。现将其在钢迁车间前的广场上进行展示，博物馆建成后将移入展厅内部，并结合多媒体进行展示。现有展示棚为临时搭建，以保护工业文物免遭破坏。

图16 8000HP双缸卧式蒸汽机Fig.16 8000HP double cylinder horizontal steam engine

6.3 火车头和钢包

在钢迁车间后面的火车头广场上，有两个蒸汽火车头，中间簇拥着一个舞台，作为今后文艺演出的场所。广场上的柱列和10个钢包花坛，形成具有强烈纪念意义的景观空间，保留的桁车上有一系列人物雕塑，呈现出炼钢工人的千姿百态。质量达200 t的巨大钢包雕塑耸立在广场上(图17、图18)，钢包里面的水通过消防水池循环流动，模拟钢铁生产时奔腾的滚滚钢水，和着炼钢工人的汗水。昔日炼钢车间热火朝天的工作景象仿佛历历在目。

图17 废弃钢包雕塑Fig.17 The scrap ladle sculpture

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

7 结束语

伴随城市化进程和产业结构调整，工业企业搬迁的高潮从北京、上海等特大城市开始向省会城市、区域中心城市，甚至地级市蔓延。工业企业搬迁后遗留下来的工业建筑量大面广，涉及各个产业门类，工业建筑的类型十分丰富，大型设施设备更是五花八门。这些既有工业建筑、构筑物和设施设备的非工业化改造，与现代城市生活的结合非常重要，同时也是践行可持续发展理念，实现存量工业资源再利用的必要途径。

过去被认为是污染、丑陋象征的工厂和工业设施，其中的历史、文化、社会、艺术价值被重新审视。对现有工业遗存进行调查登记、价值评价、统一规划，让这些通常被认为是“负资产”的工业资源，通过性能提升和功能转化，变成城市的产业空间、文化资源、旅游景点;可以实现经济发展、文化传承、社会关注、环境改善等目标。通过系统、科学、全面、整体的方法，既有工业建筑可以继续为城市的综合复兴贡献力量。