问题:滨海既有建筑“老得快、修得难”的矛盾凸显。
位于海岸带的栈桥、码头、观景平台等设施,既承担通行与游憩功能,也常是城市形象的重要窗口。
然而,海风、盐雾、潮汐与台风等多重作用叠加,容易导致钢筋锈蚀、混凝土剥落、构件承载力下降等隐患;再加上节假日高峰客流带来的重复荷载,一些服役十余年的建筑出现不同程度病害。
传统改造往往依赖人工巡检与经验判断,水下与高空部位检测盲区多,方案偏保守、环节繁复,工期与成本压力随之上升,难以同时满足安全、耐久、节能与运营管理等综合目标。
原因:滨海环境的“高腐蚀性”和设施的“高使用强度”共同推高改造难度。
一方面,氯盐侵入是诱发钢筋锈蚀的关键因素,腐蚀过程隐蔽且具有累积性,若缺少长期监测与针对性防护,容易在局部加固后仍出现新的薄弱点。
另一方面,滨海景观建筑常处在开放空间与人群密集区,施工窗口期短、组织协调难,既要控制对游客与城市功能的影响,也要兼顾景观风貌与生态约束。
此外,部分存量设施缺少完整的结构资料与运维档案,导致设计、施工与后期维护之间信息断裂,影响改造的精准性与经济性。
影响:隐患治理与绿色转型已成为城市更新中的现实命题。
滨海公共设施一旦出现结构风险,影响的不仅是通行安全,还可能牵动文旅消费、城市形象与公共资源配置。
更重要的是,随着“双碳”目标推进,既有建筑改造从“修得住”走向“修得久、修得省、修得绿”,要求在延寿加固的同时降低能耗与维护成本,提升全生命周期管理能力。
如何把一次性修补转化为可持续运维,成为行业需要回答的问题。
对策:以“精准检测—科学建模—靶向加固—长效防护—数字运维”为主线,形成闭环式解决方案。
山东商务职业学院学生团队围绕一处2005年前后建成、服役近二十年的滨海栈桥开展技术集成应用,确立“安全保障、耐久提升、绿色节能、数字赋能”目标,构建从数据采集到运维管理的全链条方案。
在“看得清”上,团队构建空水协同的检测网络:利用无人机搭载高清相机与激光雷达开展倾斜摄影,快速获取上部结构病害信息;采用无人艇对水下桩基与桥墩周边进行探测,弥补传统人工检测在潮位、流速与能见度条件下的不足;同步使用手持3D扫描获取构件近距高精度数据,形成可追溯、可复用的三维底图,为病害定位、工程量测算与方案比选提供依据。
在“算得准”上,团队将扫描数据导入BIM模型,结合结构计算软件开展受力分析与校核,重点验证加固后在台风、地震与人群荷载等作用下的安全储备;并引入自动放线与施工监测手段,把设计意图转化为可执行的现场控制,提高施工精度,降低返工风险。
在“补得牢”上,团队突出材料与工法的针对性:对梁板承载能力不足等问题,采用碳纤维布等复合材料进行补强,兼顾高强、轻质与耐腐蚀等特点,减少对原结构的扰动;针对桥墩等水下构件的腐蚀难题,采用玻璃纤维套筒包覆并注浆加固,相比部分传统做法在综合成本与施工效率方面更具优势。
在“护得久”上,团队引入外加电流阴极保护与结构加固复合干预技术,通过外部电源与监测系统协同,对钢筋进行电化学保护,从机理上延缓腐蚀进程,提升海洋环境下的耐久性。
同时,将路灯、观景天窗及钢构屋面等部位纳入光伏改造思路,以太阳能为部分设备提供绿色能源,并为相关防护系统运行提供电力支撑,力求实现防护与节能的协同。
在“管得好”上,团队强调数字化贯穿全程:从检测数据到模型、从模型到施工组织与造价核算,再到进度网络计划优化,尽量以数据驱动决策,提升改造的可控性与透明度。
根据团队测算,在对比传统路径的情形下,集成化方案在工期、劳动力与设备资源投入方面呈现优化空间,为“保质量、控成本、减扰动”提供了方法参考。
前景:滨海更新有望从“单点修复”走向“成套技术+标准流程”的规模化应用。
当前各地城市更新加快推进,滨海公共设施与景观建筑的改造需求将持续释放。
面向未来,行业一方面需要把空水协同检测、数字化建模、复合材料加固与电化学防护等成熟手段进一步工程化、标准化,形成可复制的技术包;另一方面也需要建立覆盖全寿命周期的运维机制,把阶段性工程转化为长期资产管理。
高职院校学生团队的探索表明,围绕真实场景开展跨技术集成与方案比选,能够为基层工程实践注入新思路,也为城市更新提供更具可操作性的绿色路径。
这一案例充分体现了职业教育在服务城市更新战略中的重要作用。
山东商务职业学院学生团队将课堂所学与实际需求相结合,通过多学科交叉、多技术融合,为滨海建筑改造这一行业难题提供了系统性解决方案。
这不仅守护了城市历史文化景观,更为全国滨海既有建筑的改造利用树立了绿色、高效的实践范本。
随着城市更新战略的深入推进,这类创新改造方案的推广应用,必将为我国建筑产业的转型升级和绿色发展注入新的动力。