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探秘中国尊:如何在地震八度区建第一高楼(附无霾俯瞰北京视频)-科学探秘大全集视频

-|分类:科学探秘|2017-03-07 20:56:42|-

春节刚过完,中国尊又开始施工了。作为地震八度区的全球最高建筑如何抗震?什么盖楼神器使它6天一层拔地而起?请看现场探秘>>>

文/记者 韩继波 摄影摄像/张星海(除署名外)

图文编辑/陈永杰 新媒体编辑/黄珊

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2月9日,晴,四五级的西北风将北京的雾霾吹散。北京科技报 | 科学加客户端记者来到北京第一高楼——中国尊的施工现场,为您独家探秘中国尊的科技亮点。中国尊计划于2017年8月中旬封顶,2018年年底投用。

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▲在建的北京第一高楼——中国尊

中建三局中国尊项目综合部工作人员许金山告诉记者:“今天大楼开始春节后的第一次顶升(编者注:顶升是一种不需要大型起重设备,利用千斤顶和交替填塞的柱块,将在地面上就地拼装或灌筑成型的屋盖结构逐步顶升到设计标高的施工方法。),将在三个小时的时间内整体向上顶升4.5米,顶升后的高度达到447米,相当于中国尊的92层。”

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▲中国尊顶上扣着的智能顶升钢平台(供图张振华)

请您跟随本报记者乘坐施工电梯上到北京最高点:

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▲最大速度上行,105层高的楼,不到两分钟就能到达

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记者在现场了解到,工程最高平台的风力达到10级,只有零下3、4摄氏度,但是从高处俯瞰北京的风景非常好,特别是夜景和雾天。

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(https://v.qq.com/x/page/k0373fpp87g.html)

雾霾天也不怕,因为雾霾在工人脚下三百多米的地方。这样的好风景是由工程建设者创造的8项世界之最、15项目国内纪录作保证的。正是由于这些先进的技术做后盾,中国尊创造了平均5天一层楼,最快3天一层楼的奇迹。

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亮点一:

中国建筑师首次领衔500米以上超高层

谈到中国建筑设计,之前有种说法是:中国已经成为世界设计师的试验场。但是,北京第一高楼中国尊的设计师却打破了这一传统。中国尊的副总设计师是英国归侨、北京市城市设计与城市复兴工程技术研究中心主任、北京市建筑设计研究院有限公司副总建筑师吴晨。

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▲中国尊的总设计师吴晨

528米中国尊也是目前中国建筑师主创设计并在建的世界最高建筑,也是在地震八度区世界上最高的超高层建筑,计划于2017年8月中旬封顶。2018年年底投用。业内人士透露,在这之前,世界上所有500米以上的超高层建筑设计者,都与中国人绝缘。

亮点二:

最深地下室、最大底座抗8度地震

由于在高烈度地区建造总高度超过500米的超高层建筑在我国尚处于起步阶段,所以中国尊项目在设计和施工中遇到的困难是很大的。

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▲中国尊模型正在接受抗震试验(供图张振华)

设计阶段,建筑师使用高新技术进行分析,通过采用抗震性能化分析,做到小震不坏、中震可修、大震不倒。中国尊的结构体系已通过超限审查。

中国尊在国内权威的实验室完成了1:40的振动台试验。模型经历了8度和8.5度大震地震波的考验,证明了中国尊结构的安全性。

被美、英同行认为,解决了国际地震工程界面临的重大技术挑战,代表国际最高水平的一项技术——中国地震局研究员王涛团队完成的“大型复杂结构在线混合试验关键技术与应用”,也已经实验验证了中国尊建筑结构的抗震性能。

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▲中国尊地基施工(供图张振华)

日前,《人民日报》等国内权威媒体报道,王涛团队完成的这项技术已在美、日等国际重大科研项目中得到应用,而且该技术已经为我国“建筑安全与环境国家重点实验室”等国家级平台提供核心技术支持。

为了抵御8度地震烈度(编者注:地震烈度8度也就是相当于脚下发生6.5级到7级左右的地震。按照2016年6月1日开始实施的国家强制性标准《中国地震动参数区划图》即第五代区划图显示,北京地区8度设防地区的面积由39.7%增加到59.3%。北京市城区属于8度设防地区。),中国尊有了全球最深(地下40米)、层数最多(8层地下室)的地下室,还有了面积为6084平方米的全球超高层建筑最大底座面积。

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▲中国尊采用世界最大截面的多腔体钢管混凝土巨型柱——截面积为64平方米(供图张振华)

同时,中国尊还采用内筒和外筒的双重抗侧力体系抗震。建筑结构内部的内外筒共同对结构起到支撑作用,当某一系统丧失局部承载力时,另一系统仍可支撑塔楼、避免倒塌。外框筒由巨型柱、巨型斜撑和转换桁架组成。巨型柱采用目前超高层结构中普遍采用的钢-混凝土组合结构,使其在保证强度的同时有较好的延性。转换桁架被设计为独立承受上部全部荷载,抗震性能目标为大震不屈服,有力保障了结构的竖向传力途径及转换结构的安全性。

亮点三:

智能顶升钢平台体系成“盖楼神器”

2015年3月19日,中国尊大厦项目主塔楼智能顶升钢平台体系安装完成。中国尊的工地和其他建筑工地有个显著不同,建筑物墙体外的一圈脚手架消失了,取而代之的是扣在楼顶上的智能顶升钢平台,平台重4800吨,面积为1849平米,依靠12个支点顶升,四面是齐胸高的钢制防护网。

从智能平台代替脚手架,让中国尊的施工场地就稳了许多,尽管正赶上四五级风,可离地面近200米高的平台没有一丝晃动。平台上还人性化的设置了休息棚和卫生间,不仅解决了施工人员的实际困难,还提高了工作效率。

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▲中国尊施工过程中采用智能顶升钢平台,图为智能顶升钢平台和南北侧的两个巨型柱(供图张振华)

“脚下就是中建三局发明的盖楼神器——智能平台,我们盖楼这么快,秘诀就在这里。”中国尊项目技术部经理、中建三局工程师蒋凯说,“这是我们自主研发的集成型智能模架体系,是世界房建施工领域面积最大、承载力最高的平台。平台上的4台塔吊中,有两台是和平台一体化结合的,这在全球也是首次尝试。”

塔吊和平台一体化结合、一同顶升,就不再需要特别停工等待塔吊顶升,算下来可节约工期56天。塔机预埋件也因此减少了400吨,不仅节省工时,还节约了材料。在“盖楼神器”上,工人们可以同时进行4层楼的作业,一层浇混凝土、二层机电预留预埋、三层绑钢筋……多个工种流水作业,工作效率大大提升。

中建三局研发的智能顶升钢平台为世界房建施工领域最重、面积最大、承载力最高、世界首次与大型塔吊一体化结合的钢平台体系。该智能顶升钢平台安装及顶升,可以保证中国尊以最快速度每3天一层楼的速度奔向528米,也可以实现每6天一层楼的速度实现封顶计划。即使是后者,建筑效率也领先国外同行30%。

亮点四:

全球首部超500米跃层电梯首次启用

2016年8月17日,全球首部超500米跃层电梯在中国建筑承建的中国尊项目正式启用。跃层电梯运行速度将普通施工电梯的1.6米/秒提升至4米/秒,最大行程将达到514米。也就是说,在中国尊乘坐电梯从地面到空中514米,只用128秒。记者乘坐后,没有出现耳鸣、眩晕等任何不适。

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▲中国尊的跃层电梯(供图张振华)

据悉,跃层电梯技术是将正式电梯在结构施工阶段提前使用,电梯机房是可自行爬升的临时机房,每次跳跃3至5层,即土建核心筒每上升3至5个楼层,电梯机房向上跳跃一次,大楼封顶且电梯机房完工后,将电梯曳引机控制柜等机房设备移至最终机房,更换相应部件后即可转换为中国尊的正式电梯。

相对于建筑外墙施工梯,跃层电梯具备以下优势:1.人员运输、施工效率提高。单台跃层电梯的乘客运力是同规格施工电梯的约12倍,相比常规电梯安装方法完工时间提前约120天。2.安全可靠,故障率低,减少由于电梯故障导致的停工时间,3.安装于电梯井道内,不影响后期幕墙安装。4.各种天气条件下均可使用,全天候24小时运行。5.与正常电梯安全措施一致并通过政府验收,安全性更高。6.最终消防梯安装时间至少节省四个月,可提前投入使用。

亮点五:

临时永久结合消防水系统

中国尊是国内第一个采用“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的超高层建筑。中建三局在设计中国尊施工电梯和工地消防系统时,都尽可能做到大厦建成后可沿用或方便转换,以最大程度节约材料、缩短工期。

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▲中国尊楼顶的全球最大最高室内观景平台效果图(供图张振华)

据悉,根据国内消防救援设施配置情况,当超高层建筑超过100米时,消防安全保障只能依靠超高层建筑本身的消防系统救助完成。因此,超高层建筑在施工过程中,需要建立临时消防系统。这在一定程度上保证了施工期间的消防安全,但又产生了两个必须面对的问题:一是临时消防系统占用大量正式管线及设备的空间,影响正式管道安装及精装修工作,这样无疑降低了施工速度、影响了施工效率。二是临时消防系统拆除到正式消防系统投入使用期间,存在一个消防真空期,如果

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