• 广州塔设大空间智能型主动喷水灭火系统

      几个参与安全性实验的团队都提出建议:作为国家投资的建筑,广州塔应该设置健康监测系统,为将来建设超高建筑提供宝贵资料。这个建议被采纳,一般用来检测桥梁的健康监测系统,通过数百个传感器,仿佛给建筑结构挂上了一部24小时的动态心电图扫描仪,实时监测电视塔的环境参数(温度、湿度、降雨等)、荷载(风和地震)和响应(关键部位的受力、水平位移、加速度、倾斜、沉降、腐蚀等)。

      让她站起来钢结构专家吴欣之用“高”“扭”“偏”“柔”“外”来总结广州塔施工技术上的难点

      在说服专家的过程中,工程设计者形成了一套直观的演示系统,演示塔的形状的变化规律。

      塔的形成有几个过程,它从一个圆柱体通过拉伸,变成一个椭圆柱,椭圆柱体通过上下变化,下面变大,上面变小,再通过一个点,上下扭转45度。但这时候,连接上下两个椭圆的线是垂直地面的。再把上面椭圆的中心和下面椭圆的中心偏离了10米,不对称的扭腰形状终于成型。

      然后,46道的椭圆环梁被安放在柱子编织的网格里,随着网格直径的扩大而扩大,环与环之间的距离也逐渐扩大,形成了疏密变化,从8米到10米间距不等,最后,环所在的平面又倾斜,与地面形成了15度的夹角。这是塔的外轮廓。而中间的椭圆柱体核心筒则是上下粗细不变的。

      赵宏表示,作为结构工程师,工作过程里最大的成就感,“就是找到了几何数字的关系。找到这个关系之后,你任何的变化,都可以很快了解到,变成什么样子,对结构来说行还是不行。”

      网格状的外围筒,环梁和斜撑和柱子是空心的,是用钢板卷成的钢管,焊接完成后,再往里面灌混凝土。做一层,浇一层。外框结构的每个接连点都不一样,总共有大约2000个连接点。这些连接点处的部件都是先在工厂做好,再进行焊接。

      难题再次发生,支撑外结构的24根钢管本是设计成上下一般粗的筒状,随着高度上升,每个环梁区间的钢管逐渐变细。这便于施工。但有关领导要求更美观,把管子做成渐变式的,也就是喇叭状的。最底下柱子直径是2米,最上面柱子是1.2米,每段钢管上面和下面仅仅差了几毫米,要求极度精确——— 然而确实对外观颇有改善。

      赵宏认为,业主选择上海建工集团施工是明智的,因为施工的难度很高,而这个施工单位进行了多项技术创新。

      钢结构专家、上海建工项目总工程师吴欣之在学术交流场合,曾经用“高”“扭”“偏”“柔”“外”来总结广州塔施工技术上的难点:超高度带来施工高风险;外筒自下而上扭转45度,使结构呈三维倾斜,无一条线垂直或者水平,万余构件无一相同。施工变形控制难度大;钢结构底座与核心筒偏心9.3米,而顶部钢结构又与底座偏位9米,使结构在自重作用下发生侧移;结构细长,内外框筒连接较弱,核心筒截面只有14×17米,高度却达450余米;外钢构位于功能层外侧,因此施工时不能依靠楼层作为操作面,大大增加了施工难度。

      柔性的钢构对阳光照射非常敏感,有太阳的时候,本对施工最有利,但是日照很容易引起结构弯曲。为此,施工方布设了温度实时监测系统,温度传感器均匀分布在8根立柱、3道环梁上和核芯筒的6根测轴上,然后对其数据进行分析和处理,指导施工。

      “它既是一个塔,又是一个楼。”吴欣之说。造房子,一层层上去,即便很高,也不会太难,然而,核心筒和外钢构之间的功能楼层并不是连贯的,而是分段依附于核心筒,有很长的空腔没有楼。这需要一个特殊的施工平台。在楼层缺失的地方,在外钢构的环梁和核心筒的钢骨之间架设临时性的横梁,作为作业的依托。同时,施工单位设计了专用的操作平台,保证高空作业的安全。

      即便操作平台够安全,在长达3年的施工过程中,遇到华南常见的暴风雨和雷电天气,也是致命的。因此,广州市气象站负责工程周边地区的近地和高空的气象监测,并在特殊施工时间点进行实时监测和即时报告。

      整个施工过程,需要向越来越高的建筑上传递5.5万吨的钢材———北京鸟巢也只用了4.2万吨。常规的处理方案无法有效率地起吊如此大量的钢构件。两台法福克M 900D塔吊作为主力起重设备,分别安装于南北两侧,它们每次可以吊起64吨的重物;而100米以下的吊装则使用两台300吨的履带吊,构成四条快速的作业线。

      每一圈环梁组装完毕后,就用混凝土填充钢柱,混凝土泵送机能以每秒30米的速度把混凝土泵送到塔顶,时速将近110公里。这种特殊设计的混凝土称为自充填混凝土,很容易流动摊铺开来,靠本身的重量沉淀,是目前高层建筑通用的建材。

      到了最高处,施工方遇到了高度极限——— 桅杆顶部六七十米是塔吊无法达到的。于是,制定了天线桅杆整体提升技术,以计算机控制八组液压千斤顶及钢绞线,实现了天线顶端的超高空连续提升并就位安装。

      此外,外框筒的涂装,超高空垂直运输,垃圾清理等都需要采用创新的专项技术才能解决。如广州塔钢结构的喷漆,很像是造船业的喷漆作业,必须达到很严格的防锈蚀要求。

      让她动起来要降低速度,却不能牺牲运力,于是,观光电梯被设计成双轿厢,若发生火灾,在2个小时的安全期内能够疏散2000多人

      奥雅纳工程顾问公司助理董事、机电工程师黄志宏负责整体的机电设计:电梯、空调、消防、给排水、市政配套、电力、管井协调等,他对这些听起来沉闷无比的工作,有一个浪漫的比方:“那是一位扭腰的少女,这样一个动感、飘逸和不规则的造型,结构工程师要让这少女亭亭玉立地站起来;而机电工程师则要给她身体里的血管神经,让建筑体的真正功能能运作起来。”

      对于黄志宏,这位少女给他的挑战是多重的。原本预估的人流量,是每日7000到1万人,然而,上海东方明珠的人流高峰是两万人,于是,广州塔的竖向运输运力设计必须满足1.5万到2万人,甚至最高峰可以到3万。这些人不能长时间拥挤在塔下。

      “造型相当优雅———但收腰的设计对于大楼的运输来说,是一个挑战。”黄志宏告诉南都记者,在设计过程中,奥雅纳公司和业主方不约而同有一个共识:人不是为了上去而上去,而是要在上去的过程中有所体验,看风景,“我们不是跑车和高铁。”

      要降低速度,却不能牺牲运力,于是,观光电梯被设计成双轿厢,可以在同一楼层载运两倍的人。这样两倍的观众,可以以相对比较慢的速度,来欣赏城市景观;而非观光的乘客虽然也是双轿厢,却可以更高的速度,来满足工作、商务的效率要求。两部双层高速电梯把访客送上顶楼,只要一分多钟就到了,第二组双层电梯步调比较悠闲,让访客深切体会大楼的高度和特殊结构。

    上一篇: 知情人称无证据证明广州花都畜牧局长违规违纪

    下一篇: 浙东11座灯塔集体申报文物保护 大多有百年历史