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施工技术 | 奋斗70年,辉煌建设路——中国高层建筑

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  • TA的每日心情

    2019-9-20 09:19
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    发表于 2019-10-8 22:11:58 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    原标题:施工技术 | 奋斗70年,辉煌建设路——中国高层建筑
                

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    施工技术 | 奋斗70年,辉煌建设路——中国高层建筑,方圆建筑模具


    奋斗70年,辉煌建设路

    2019年是新中国成立70周年。70年披荆斩棘,70年风雨兼程。中国建筑业走过了不平凡的发展道路,取得了举世瞩目的辉煌成就。目前,我国建筑业建造能力和技术水平已步入世界先进行列,建造了大量高、大、精、尖的工程项目。这些大型、超大型项目的成功建设,反映了我国建筑业已经具有卓越的设计能力和施工建造能力,可以自豪地屹立于世界建筑强国之列。值此佳节,举国同庆,施工技术特推出:“奋斗70年,辉煌建设路”专题报道,向伟大祖国献礼,祝福祖国永远长青!

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    新中国高层建筑


    1949—1979年,我国的高层建筑在恢复和争论中缓慢发展。 代表性建筑为:1968年建成的广州宾馆,为我国第一个超过上海国际饭店的高层建筑;1983年建成的上海宾馆,为上海第一个超过国际饭店的高层建筑;1976年建成的广州白云宾馆,为中国首座高度>100m的高层建筑等。

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    广州白云宾馆


    20世纪80年代后,我国的高层和超高层建筑得到快速发展。 代表性建筑为:1982年建成的我国第一座超高层建筑——深圳国贸大厦、1984年建成的中国第一个超高层钢结构大厦——深圳发展中心、1985年建成的高106m联谊大厦、1987年建成的高131m电信大厦、1988年建成的高154m新锦江大酒店、1989年建成的高122.5m上海花园饭店、1990年建成的高117m上海海伦宾馆等。


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    上海联谊大厦远景图


    90年代,我国超高层建筑得到进一步发展。 代表性建筑为:1992年建成的深圳“地王大厦”,成为当时亚洲第一高楼、世界第四高楼;1994年建成的高468m东方明珠电视塔,为当时中国第一、世界第三高塔;1998年建成的高420.5m金茂大厦等。


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    深圳“地王大厦”


    2000年以来,我国超高层建筑建设进入了高峰期。 代表性建筑为:2008年建成的高492m上海环球金融中心,成为新的中国第一、世界第三高楼;2009年建成的高610m世界第一高塔——广州塔;2013年建成的深圳平安金融中心;2014年建成的广州周大福;2015年建成的高632m中国第一、世界第二高楼——上海中心大厦,率先在我国实现超高层建(构)筑物600m级高度突破;2017年建成的武汉绿地中心;2019年建成的528m中国尊,为北京第一高楼,首都新地标等。


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    上海环球金融中心

    小编以广州白云宾馆、东方明珠电视塔、广州塔、上海中心大厦、北京新的建筑天际线——中国尊为例,展示每个历史时期的标志性建筑的成长过程,彰显中国高层建筑建造的综合实力,见证中国高层建筑飞速发展。

    01

    广州白云宾馆

    因广交会而兴

    与广交会比翼齐飞

    见证了千年商都的光辉岁月

    新中国成立后第一座突破百米的超高层

    利用原有的3棵古榕树

    通过瀑布、水池、石景等景观形成开放式空间

    达到了现代建筑艺术与自然景观的完美结合。

    它就是广州白云宾馆

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    选址小插曲

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    白云宾馆原选址钻探区发现有中、强风化夹层,因当时技术有限,难以支持项目高度,为确保工程质量,项目才移到现址。

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    勘探成范例

    白云宾馆当时作为全国第一高层建筑,工程技术人员创新性且成功地在场地倾斜岩层上建立起超高层建筑,成为建筑地基与基础工程的典型范例。

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    设计开风气

    为保留选址中的小山丘,莫伯治先生在设计中特意将白云宾馆整体建筑往后腾挪。用建筑来迁就自然,这是很超前也很有远见的思路。

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    02

    东方明珠电视塔

    没有人不认识它

    它打破常规

    以最简洁的力学结构发挥出最高的效率

    使其足以抵抗12级台风、9级地震

    3个巨大的钢结构圆球状空间悬挂高空

    营造出“大珠小珠落玉盘”的意境

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    一系列创新之处

    使东方明珠在建成时

    即被外媒誉为“新上海崛起的象征”

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    地下20米深基础施工

    350米高直筒体施工

    93米高的斜筒体施工

    竖向307米长预应力钢绞线张拉

    350米混凝土泵送

    塔身垂直度偏差控制

    高垂直运输起重

    钢结构球体吊装施工

    450吨钢桅杆天线就位安装等

    8项施工新工艺在国内均处于领先地位

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    03

    广州塔

    她的故事要从2004年开始说起

    此时的广州刚刚争取到

    2010年亚运会的主办权

    也面临着改造全城的重大挑战

    改造工程中最耀眼的建筑

    就是 广州塔

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    海珠湖与广州塔,摄影师@姚朝辉

    难题一:地基要求高

    广州塔非常靠近珠江

    挖地基的坑洞会承受巨大的水压

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    挖井的过程中, 用环形混凝土梁固定

    以防止潮湿的土壤进入竖井

    挖至基岩之后

    再用混凝土浇筑竖井

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    难题二:造型太妖娆

    为了改变传统电视塔那种

    “一根长针上插着一个圆形观景台”

    的普遍造型

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    “先收紧又变宽的身姿”

    这个设计理念看起来既简单又优雅

    在塑造出完美腰线的同时

    还要兼顾塔的质量与功能性

    工程师听了想打人!但他们还是做到了

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    photo by nightphotoearth

    “小蛮腰”的塔身就是核心筒

    用来承载楼梯和电梯,也作为主心干

    而核心筒上添加5个空间

    作为景观走廊和设备楼层

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    外部形态是由24根钢柱包裹着主心干

    以及塑造成理想中的腰线

    我么会发现还有“内环”

    他们是起到加固的作用

    工程师在立柱内侧增加了钢环梁

    形成坚固的格栅结构

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    设计师称不必担心纤腰会断掉

    因为中间的收细的部分让钢柱更紧密、坚固

    而上下的更宽松、轻盈

    就像一根骨头,两边大、中间细

    其实中间的骨壁更厚实

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    以上动图制图@兰泽玉/星球研究所

    难题三:台风

    高层建筑有一个天然的敌人,就是风

    小蛮腰看似弱不禁风

    其实更容易躲开螺旋状的风

    而开放式结构也让风的力度不往一处使

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    广州塔隐藏着对抗强台风的神器

    两台装有超过10万升水的大水缸

    当面临强台风的攻击时

    神器的液体晃荡撞击着周围

    来抵消楼体的晃动,借此来稳定塔身

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    04

    上海中心大厦

    上海中心大厦是陆家嘴核心区超高层建筑群的收官之作

    总高度632米,地上127层,地下5层

    总建筑面积超过57万平方米

    是目前中国第一、世界第二的超级摩天大楼

    仅次于迪拜828米的“哈利法塔”

    2008年11月29日开工

    2014年竣工

    用钢量约100000吨

    建筑造价148亿元

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    绿色技术



    变风量空气调节技术

    变风量空调系统是利用改变进入空调区域的送风量来满足负荷变化的一种空调系统,与定风量系统相比最大的优点在于节能。① 减少空调风机运行能耗,空调风机的电力消耗全年平均可降低50%以上。②利用室外新风作为冷源,降低制冷系统的运行能耗。

    热回收利用技术

    1.大楼在运营过程中,酒店、办公等会产生大量的热空气;2.特别是上海中心大厦有24 个直接对外营业的大空间的空中花园,在夏季会集聚温度较高的热空气;3.因此,热回收利用技术就是将这部分的热空气进行回收,采用热泵型热水加热器,为酒店提供生产生活热水;4.水热泵系统,采用带ECM电机的风机盘管机组。

    地源热泵技术

    1.这是一种利用地下浅层地热资源供热制冷的环保型空调系统;2.在冬季可把土壤中的热量“取”出来供给室内用于采暖;3.在夏季把室内的热量“取”出来释放到土壤中去;4.它的特点是环保,没有燃烧过程,无污染排放;毋需使用冷却塔;5.向外排热;不抽取地下水,不破坏地下水资源;6.地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%。地源热泵的污染物排放与空气源热泵相比减少40%以上,与电供暖相比减少70%以上。

    涡轮式风力发电技术

    在大楼最高区域的几层内,已经规划设计了一个巨大的“王冠”。“王冠”内有一个精致的雨水收集利用系统和54台垂直风力发电机,计划每年为大厦提供54万千瓦时的绿色电力。风力发电具有如下的优越性:一是风力发电是一种干净的自然能源;二是风电技术日趋成熟,是一种安全可靠的能源;三是风力发电的经济性日益提高,其发电成本已接近煤电,低于油电与核电;四是风力发电建设工期短,单台机组安装仅需几周。

    五宗最


    最高:中国第一次建造600米以上建筑
    最时尚:被誉为“都市空中花园”
    最防爆:采用目前安全系数最高的夹胶玻璃
    最环保:获得住建设部授予的“三星级绿色建筑设计标识证书”、美国绿色建筑委员会颁发的LEED金级预认证
    最快捷:大厦配有世界最快电梯

    4分钟看完亚洲最高楼上海中心大厦建造全过程

    了不起的建设者们


    05

    中国尊

    中国尊于2013年7月29日正式开工建设

    2014年12月10日地下结构全面封顶

    2015年9月结构高度突破100米

    2016年3月突破200米

    同年8月18日突破300米

    11月9日突破400米

    2017年6月突破500米

    8月18日,中国尊塔冠钢结构吊装完成

    外框106层混凝土浇筑浇筑完成

    北京第一高楼结构顺利实现封顶!

    8月21上午10:55时,中国尊结构工程全面封顶

    自此,北京有了新的建筑天际线。

    高度528米!

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    项目创造了8项世界之最、15项目国内纪录。

    8项世界之最

    1、按抵御8度地震烈度设防的世界最高建筑——528米;

    2、全球超高层建筑中最高最大的室内观光平台(净高约18米,挑空3层的无柱空间,360度俯瞰北京城);

    3、世界最大截面的多腔体钢管混凝土巨型柱——64平方米;

    4、双轿厢电梯(观光穿梭电梯OS-01~03)提升高度全球最大——508米;

    5、施工用跃层电梯(TX-01)提升高度全球最高——514米,提升速度最快——4米/秒;

    6、世界房建施工领域承载能力最高、面积最大、智能化程度最高的顶升钢平台--4800吨,1849平方米,12个顶升支点;

    7、全球地下室最深、层数最多的超高层建筑;

    8、全球底座面积最大(6084平方米)的超高层建筑。

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    15项国内记录

    1、国内第一个业主主导,采用EPC一体化管理模式的特大型开发工程;

    2、国内第一个采用双总包施工管理的超高层建筑;

    3、国内超高层项目地下室层数最多:8层(7 层和一个夹层);

    4、国内室内空气品质最优的超高层建筑;

    5、国内高强度钢材(Q390)用量最大、比例最高的建筑;

    6、国内民用建筑基坑深度最深:-40米;

    7、国内底板混凝土一次性浇筑方量最大:5.6万立方米;

    8、中国建筑师主创设计的最高建筑物;

    9、国内巨柱翼墙厚度之最,墙体厚度最大为2400mm;

    10、国内房建领域直径1200mm旋挖钻孔桩之最:有效桩长达54.6米;

    11、国内底板首次使用直径40mm,HRB500级钢筋,超过1.7万吨;

    12、国内最大内灌外包C70自密实混凝土多腔体巨型柱,单个巨柱截面面积约90平方米;

    13、国内第一个采用“临时/永久”结合消防水系统,实现临时消防与永久消防的无缝连接;

    14、国内第一个利用PW协同平台,实现从业主、设计、监理、总包、各专业分包的全面协同的项目;

    15、国内第一个利用BIM模型、三维扫描等技术辅助项目管理,从设计、施工到运维阶段全生命周期的项目。

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    施工技术



    底板施工技术

    底板施工前,通过BIM 技术,整体优化钢筋排布,并提前对桩头处、塔吊基础、集水坑等处节点进行优化,降低施工难度并减少钢筋浪费。底板大体积混凝土合理掺和I级粉煤灰混凝土,与普通混凝土相比,其具有改善混凝土性能、提高工程质量、延长水泥水化热释放时间等优势,利于防止大体积混凝土开裂。同时减少水泥用量,利用工业废料的同时降低环境污染。底板混凝土浇筑采用跳仓法。

    智能顶升钢平台的应用

    为提高施工效率,满足工期要求,中国尊项目独创性地采用由中建三局自主研发的世界房建施工领域面积最大、承载力最高的第三代集成型智能模架体系。该平台具有高承载力、高适应性、智能综合监控三大特点,平台共有12 个支点,总体顶推力可达4800t。工人在安全可靠且相对封闭的操作层内施工,可同时进行4 层核心筒立面流水作业。另外,本项目还创新性将2 台大型动臂塔吊同平台一体化结合,使其随同钢平台顶升而同步爬升,有效化解了钢平台顶升与塔吊爬升的空间制约关系,该应用在世界范围内尚属首次。相比常规塔机安装方式,可减少塔机自爬升28 次,节省塔机爬升影响的工期约56 天,减少塔机预埋件400t。

    信息化综合应用

    在施工图设计阶段,结合BIM 模型,对设计院施工图纸进行审核优化。施工期间开展各专业深化设计工作,利用深化设计BIM 成果进行施工4D模拟、工程量提取、料单生成并预制加工。结合RFID 技术对构件的下料、运输、安装进行全过程追踪管理。BIM 深化设计成果生成轻量化模型,可通过移动设备在现场实时查看。另外是项目协同管理平台的使用。本工程全程使用Bentley Project Wise 作为数据协同管理平台(简称PW 平台),用于实施过程中各参与方协同工作,各参与方将相关的施工资料通过PW 平台进行传输与共享,确保项目信息及时有效地传递。

    垂直运输体系构建

    本工程垂直运输选用4 台大型动臂塔吊,12 部施工电梯(其中2 台可上顶升钢平台)。同时提前使用14 部正式电梯,主要配合施工电梯用于机电、装修材料及人员运输。其中,在世界范围内超高层建筑项目施工过程中首次应用了4 部跃层电梯(jumplift),其在结构施工过程中作为施工临时电梯及消防应急电梯,主要用于劳动力的垂直转运,结构封顶且电梯机房完工后可立即转换为正式电梯。跃层电梯的使用一方面有效提升了施工阶段人员的垂直运力,另一方面也极大地缩减了常规正式电梯所应投入的安装工期。

    正式消防系统临时使用

    根据建筑造型及功能布局,对使用空间进行合理的防火分区及针对性的防火处理。配套安装主动探测、灭火、报警等设备,设立消防控制室,对楼宇的消防设备和人员疏散进行控制,并与核心区的消防控制系统预留连通条件,以构建消防安全综合监管体系,强化火灾状态下的自救能力。

    绿色施工技术应用

    一是施工过程水回收利用,在钢平台下部东侧设置集水箱,利用地下室四周设置的降水井,重复利用地下室的水,分别用于混凝土养护、消防用水、路面冲洗、厕所冲洗等。

    二是在土方开挖阶段, 设置洗车池,并安装了循环水洗车设备,水经沉淀、过滤循环再利用,现场设备、机具也使用此循环用水装置,既保持了城市道路的清洁也提高了水的使用率。地上工程施工阶段,东西侧设置洗车槽,污水排至三级沉淀池,重复使用。

    三是地上结构施工阶段,每隔3 层设置临时厕所,利用排污管道排至正式工程的化粪池,保证良好的施工环境。

    四是采用太阳能与建筑一体化应用技术。

    看视频,了解超级工程——中国尊

    最美中国:中国尊超级工程,采用顶级的建造技术


    结束语

    中国在高层建筑领域的飞速发展引起了全世界同行的瞩目。世界高层建筑与都市人居学会(以下简称“CTBUH”)的统计资料中有很详实的数据表明中国在这个领域中的地位。根据已经建成和在建项目推测的2020年全球最高的20栋超高层建筑中,中国占有一半以上。而2018年全世界范围内竣工的200m以上的143座高层建筑中,中国有88座,占61.5%,连续23年位居世界之首。近年来有数个项目被CTBUH评为世界最佳高层建筑。中国已当之无愧地成为世界高层建筑第一大国。

    参考来源:

    龚剑,房霆宸,夏巨伟.我国超高建筑工程施工关键技术发展[J].施工技术,2018,47(6):19-25.

    华建筑:汪大绥:攀登之路,高层建筑40年发展历程回顾

    我的黑胶时代:它曾是中国第一高楼,32层的白云宾馆,有多少往事值得回味!

    广州市规划院:祥云40年,见证广交会多少光辉岁月......

    玩转广州:那些年,我看着广州塔是这样"长大"的!

    中华建设报:记录632米上海中心大厦建造过程

    建筑结构:528米超级工程——中国尊设计、施工全方位超详解析!

    解放日报:原来,东方明珠是这样建起来的!废纸上画草图,差点没通过评审上海微生活:上海中心大厦十宗“最”!

    上海发布:【记忆】魔都地标!东方明珠电视塔是如何建成的?

    图片及文字版权属于原作者,如有侵权请联系删除。今日责编:焦军灵。
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