中国第一高塔“广州小蛮腰”是如何建成的?超多动图丨乐从钢铁世界分享

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或许每个城市都需要一个图腾,而广州塔就是广州的新图腾,也是广州甚至是中国,在这飞速发展中向世界递出的一张漂亮的新名片。

△优雅的广州塔 摄影师@uncle will


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,2010年亚运会开幕前改造工程必须完成。

广州塔的建造刻不容缓,不过要想以最优美的身姿成为中国第一高塔,广州塔需要克服重重难题,包括选址珠江岸边地基松软、高层塔身如何抵御强风和雷电等等。而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”的普遍形象,设计师在广州塔的造型上更是做出了大胆的创新:两个圆形被一排钢柱连起来,将两端反向旋转形成纤纤细腰。

△广州塔创新性设计 制图@兰泽玉/星球研究所


这个设计理念看起来既简单又优雅,但却给工程师出了个大难题:她先收紧又变宽的身姿,不仅在世界上没有先例,而且看起来非常的不合逻辑!如何在塑造出完美腰线的同时,兼顾塔的质量与功能性,成为了工程师们面前最大的挑战。

△广州塔建好后的样子 制图@兰泽玉/星球研究所


不过这并没有难倒机智的工程师,他们找到了一个方法将其实现,为了更好地理解工程师的想法与塔的结构,我们把小蛮腰拆开来看:塔的中心是一根混凝土空心圆柱,用来容纳电梯和楼梯,我们称它为“核心筒”。

△核心筒拔地而起 制图@兰泽玉/星球研究所


核心筒上添加5个空间,作为景观走廊和设备楼层。

△制图@兰泽玉/星球研究所


为了结构更加稳固,以及塑造出理想中的腰线,工程师们用24根钢柱包裹核心区。

△制图@兰泽玉/星球研究所


但纤细的腰身有一个缺点:高塔可能在这里变形。为了避免变形,工程师在立柱内侧增加了钢环梁,形成坚固的格栅结构。

△制图@兰泽玉/星球研究所


这还不够,人的骨头给了工程师灵感,同样是两边宽阔,中间狭窄的形状,骨头中间部分的骨质格外厚实,因而更加结实,工程师也在最纤细的地方将环梁收紧,以此增加强度,去掉更多材料,使塔身更加轻盈。

△制图@兰泽玉/星球研究所


这样一来,广州塔不仅有了纤纤细腰,而且坚固无比,从整体上看,它的造型独一无二,超脱了电视塔的传统印象,着实让人眼前一亮!

△制图@兰泽玉/星球研究所


解决了结构与造型的一系列问题,就要着手搭建了,但塔的搭建绝不像前文动画里描述的那么简单,广州塔由四千多个构件组成,就拿立柱来说,每根立柱由数十段小构件组成,每个构件非常巨大,需要逐一安装。

△小蛮腰结构特写,注意与脚手架做对比,可以看出每一个构件非常大(来源:网络)


搭建的具体做法是:用起重机把钢铁构件吊上去,然后再固定位置,接着由工人们把各个构件焊接起来,形成无缝的钢骨架。

△超大起重机吊起超大构件(来源:网络)


整个广州塔对钢结构件加工、制作、安装以及施工、变形控制等要求极高,全塔钢结构由5万吨厚钢板焊接而成,钢管立柱的直径从底部的2.0米渐变到顶部的1.2米,展现了塔身的流畅线条。

整个塔身共有5个空间平台,采用了24根弯曲的钢柱作为支撑,由4000多个预制钢材组成,每一个预制钢材重达25吨,钢结构的安装精度达到了1/2000,误差不超过5毫米,确保了塔身的结构强度和美观性。

与很多高塔一样,广州塔大部分零件的预制工作在工厂完成,现场仅进行最后的拼装,这样一来大大提高了建塔效率。

△建设中的小蛮腰(来源:网络)


2009年8月,广州塔终于完工,这座珠江边上拔地而起的通天巨塔,成为了广州乃至中国的骄傲,展示了中国强大的工业实力。

△高耸入云的广州塔 摄影师@劉文昱


建筑,是历史的见证者,也是城市美好生活的创造者。在广州塔这座宏伟的杰作背后,凝聚着无数技术攻关的艰苦日夜,也离不开钢铁力量的强力支撑。

钢材作为现代建筑的基础性材料,承载着焕新美好城市风貌的担当,对提升建筑质量、加强建筑安全、推进绿色建筑发展都起到关键作用。


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△钢结构(供图:乐从钢铁世界商家:宏显公司/全硕公司)△钢结构(供图:乐从钢铁世界商家:宏显公司/全硕公司)


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