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新技术成就超高异形摩天楼 "中国尊"将成新地标

发布于：2018-09-11 22:53:11 来自：BIM技术/行见BIM 0 65 [复制转发]

在北京繁华的中央商务区，高528米的“中国尊”塔冠将于8月完成施工。
由中国建筑建设的“中国尊”，是北京在建第一高楼，也是世界上第一座地震8度设防区超过500米的超高层建筑。2012年9月打入地下桩，预计2018年10月全面竣工投入使用，届时将成为首都新地标。
“超高层建筑是现代化城市的标志，也是一个国家和地区经济繁荣和科技进步的象征。”中国建筑“中国尊”项目执行总工程师许立山说，自上世纪90年代以来，我国已成为世界上建筑业最活跃与最繁荣的地区，超高层建筑数量稳居世界第一。
从刚刚落成的内陆城市太原176米“巨钻”形建筑（中铁三局科技研发中心），到近年来陆续建成的北京银泰中心（249米）、厦门邮电大厦（364米）、成都绿地中心（468米），再到落成不久和即将建成的北京“中国尊”（528米）、天津117大厦（597米）、武汉绿地中心（636米）……建筑越来越摩天。
那么，建设这些超高摩天楼，需要运用和创新哪些新技术？
低位顶升模架高空平台施工灵活又安全
“当地表风力8级时，在400米高空就接近台风。”许立山说，摩天建筑结构超高、体量庞大、形态复杂，施工场地狭窄，其施工技术往往代表着一个企业、国家的整体建筑施工水平。
他告诉记者，对建设超高层建筑，国内外常规施工装备存在许多不足。仅施工作业平台就存在功能构造单一、作业空间有限、承载能力不足等问题。
如何为超高层建筑施工提供一个安全、高效的作业空间？
为此，国内诸多大型建筑企业均在实践中持续开展重大技术攻关。“仅中国建筑就投入近亿元研发经费，先后开展了《中国建筑千米级摩天大楼建造技术研究》等重大课题研究，研发了超高层建筑施工多项核心技术装备。”中建相关技术负责人说。
中国建筑研发的迭代低位顶升模架体系，被业界誉为超高层“建造神器”，首次提出了“低位顶升”概念。模架“主要受力体系高空不变，模架系统高空易调”，使得超高层建筑高空施工平台更加安全、灵活、高效，把我国超高层建筑施工技术水平推向了新的高度。
类似这样的“建造神器”正在超高层建筑实践中不断涌现。参与建设太原176米“巨钻”的中国中铁三局，研发的地爬式水平钢梁，可实现多角度自由爬升，已形成一项科技成果。
BIM技术深化设计防患于未然
“如果没有BIM技术，‘中国尊’的建设工期无法想像。”许立山告诉记者，目前国内超过500米的超高层建筑施工周期大多数在七到八年，个别达十年之久，而“中国尊”预计工期只用不到6年。
这是因为运用了当今最先进的BIM技术。
BIM，建筑信息模型的英文缩写，为当今建筑行业的革命性技术。以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维建筑模型。
中国中铁三局在建设176米太原“巨钻”时，即把项目作为BIM技术的试点，采用BIM技术建成APP，参与施工者全员下载并全过程运用，并获得首届全国BIM技术应用大赛二等奖。
再看“中国尊”。项目总用地面积11478m2，塔楼外形以中国传统宗教礼仪中用来盛酒的器具“樽”为意象，平面为方形，外形自下而上自然缩小，底部尺寸约为78m×78m，中上部平面尺寸约54m×54m；同时顶部逐渐放大，但小于底部尺寸，约为69m×69m，最终形成中部略有收分的双曲线建筑造型。
“‘中国尊’项目在实施工程中，所有专业全部采用BIM技术开展深化设计，同时也对重大方案进行模拟。深化设计图纸与BIM模型同步报审，在原有二维图纸审核的形式中，增加三维模型作为参考。”中建“中国尊”项目技术负责人说，通过BIM技术审核，“中国尊”项目在建设中还提前发现并解决了5900多个问题，大大减少了现场的变更与修改。
“移动建造工厂” 速度提升30%
在超高层建筑中，除了考虑为施工创造安全平台外，还要考虑施工效率。
“传统模架与其他超高层施工设备设施（如塔吊、施工电梯、混凝土布料机等）各成体系，互为制约，使得各自工效都得不到充分发挥。”许立山说。
如何让各类机械发挥合力？在建设“中国尊”项目时，中国建筑技术团队反复钻研，基于微凸支点低位顶模，创造性地集成了模架与各类设备设施，形成了“智能化超高层建筑施工装备集成平台”，达到了对多种机械科学整合的目的。
在“中国尊”施工现场可以看到，项目使用的智能顶升钢平台，长43米、宽43米、最大高度38米，有7层楼高，平台顶推力达4800吨。施工电梯可直达平台，混凝土布料机、临建设施、物料堆场等与模架融合，工人在全封闭平台内作业，可同时进行4层核心筒立体施工，相当于将工厂搬到了施工现场。
在这个平台上，大型塔机与施工平台首次结合。塔机、模架一体化安装爬升，解决了塔机自爬升带来的安全、质量、工期、污染、投入等一系列问题，给超高层建筑施工营造了“移动建造工厂”，较传统方法施工速度提升了30%。
还有“整体回转式多吊机集成运行平台”，也是集成创新的一项重要发明。
“常规超高层大型塔机也是各自为政、独立运行，为满足吊装需求，不得已配置多台大型塔机。”许立山介绍，技术团队借鉴旋转餐桌思路，自主研制了“整体廻转式多吊机集成运行平台”，塔机依托平台回转驱动系统可进行360°圆周移位，实现塔机吊装范围对超高层建筑的全覆盖。
如同一部带有多吊臂的“超级塔机”，变“单兵作业”为“协同作战”，每层可节省约20%的工期，还节省30%—40%的塔机费用支出。
建设超高层的新技术还有许多，如“单导轨架多梯笼循环运行施工电梯”“富水砂层深基坑圆环形钢筋混凝土水平内支撑及换撑技术”……
“这些科技成果，包括其他建筑企业的创新发明，成为中国建筑企业建设超高层建筑的有力支撑。”许立山说。