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发表于 2018-1-20 23:14:21
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438米的吉隆坡标志塔即将竣工,连建造中都美美的
了不起的中国制造 01-19 07:02
出品| 网易新闻 作者| 须臾千秋,清华大学土木工程博士
从天津津塔,到上海中心大厦,再到北京的中国尊,超高层建筑赋予了每座城市独一无二的天际线。
如今,中国已然是全世界超高层建筑领域当之无愧的带头大哥,连续十年拥有最多的200米以上竣工建筑,2016年更是以84座的数量占全球竣工总量的67%。
中国在超高层建筑建造方面的杰出成绩也被海外投资者们看在眼里。伴随着“一带一路”政策,中国建设企业承担的海外项目也越来越多。
2016年3月1日,由中建八局承建的马来西亚标志塔项目在马来西亚首都吉隆坡开工建设。它的总建筑面积为38万平方米,地上建筑高度438米,共计92层,是中国企业在海外承建的最高建筑,建成后将成为吉隆坡的又一地标建筑。
(一)在泥泞的河口,如何建设摩天大楼?
吉隆坡的马来语原意就是“泥泞河口”。
这里南北丘陵环绕,西邻马六甲海峡,热带雨林气候滋养下常年温热潮湿,常有水患发生。
标志塔的建设位置位于吉隆坡市内,这里场地十分狭小,空间有限,建筑材料的运输十分艰难。要在这里建起一座400多米的摩天大楼,无异于“螺蛳壳里做道场”,十分不易。
标志塔所处的位置土质松软,地下水位高,其下有厚度不规则的石灰岩层,其中还有许多裂缝、通路甚至岩溶洞穴。这会严重威胁基础的牢固性,对于高层建筑的建设也非常不利。
为了保持摩天大楼的稳定,必须要有一个厚实的混凝土底板,将大楼几十万吨的重量均匀地分摊到地基当中。吉隆坡标志塔的实心混凝土底板面积4500平方米,设计值厚达4.2米,钢筋用料3500多吨。
要建造如此庞大的筏板,需要一次性浇筑1.9万吨混凝土。然而,混凝土这种东西并不会乖乖听话。它在凝结硬化的过程中,会因为干燥、温度变化等原因不断地收缩。一旦这种收缩被外界约束,它就会产生裂缝。对于大体积混凝土而言,如果处置不当,这种开裂的幅度会非常大,对建筑安全的影响也是致命的。
(大体积混凝土的开裂)
大体积混凝土的裂缝控制是建筑施工中的一项重要课题。在马来西亚,这里的建筑材料相对匮乏,在国内常用的控制裂缝所用的膨胀剂、内养护剂等材料难以获得;同时,马来西亚的气温又常年都非常高,这使得水泥的水化速率加快,迅速地放热升温,很容易产生裂缝。
更要紧的是,混凝土不像钢材可以长期储备,它必须在搅拌站现配现用,从搅拌站到现场,搅拌车所用的时间都必须精确设计好。吉隆坡的交通状况十分复杂,搅拌车的到场时间不易设计,因此混凝土的到场状态也是不确定的。
在这种复杂条件下,对大体积混凝土进行妥善的控制、养护,是一项需要大量工程经验积累的高难度操作。好在,有了中国国内数百栋超高层建筑大体积混凝土的施工经验加持,项目部历时60小时,一次性成功浇筑了1.9万立方米混凝土,质量全部过硬,创造了马来西亚建筑史上单次最大方量浇筑记录。
(二)主体结构使用的钢构件全部来自中国
吉隆坡标志塔的主体采用了钢框架-核心筒结构,在建筑中大量使用钢构件。钢结构的设计增加了整个结构的侧向刚度和抗倾覆性。当建筑受到横向的风力或地震力时,钢结构的横梁可以帮助其快速耗散,维护建筑的稳定。
然而,钢材的强度要求、质量要求都比混凝土更高,钢构件的加工、定位、安装更是要求很高的精度,差上一厘米,螺栓孔就对不上了。
为了确保质量过关,大楼中所有的钢结构构件都是从中国经由海路运来的。为确保构件一次性验收合格,中国建筑以EBIM云平台为支撑,以全专业BIM模型为核心,运用三维激光扫描技术,提前在中国将构件三维扫描,采用虚拟预拼装、VR技术和4D施工模拟等技术为辅助,将构件全部一次拼装成型。
优质的钢材保障了建筑的迅速建造,由于精度很高,钢构件的安装非常顺利。
项目部还使用了Tekla 3D软件对钢构件的安装过程进行了模拟,提前预测各钢结构构件的可能碰撞与矛盾。
在技术与经验的保障下,标志塔项目仅耗时82天就完成了地下室7层,15天就完成400吨钢构件安装,均创造了马来西亚的建筑速度新记录。
(三)大楼外侧无任何施工设备,施工中也要美美的
标志塔是一项市内建设项目,不远处就是繁忙的商业和居住区。
如果采用传统的施工方式,施工机械都在大楼的外侧工作,既影响城市的观感,又会产生较大的噪音,给无关市民造成许多生活上的不便的同时,也容易给当地人留下中国企业的坏印象。
(标志塔距离市中心很近)
此外,标志塔项目的工期很紧张,92层高的摩天大楼要在27个月内完成。
除了结构构件施工外,还要开挖基坑、基础浇筑、布设水电空调设施、室内装修……把这些工作都除去,留给结构施工的时间,平均每4天就要盖一层。这要求施工机械的工作效率和工作精度都必须非常高,任何一点小小的差池都会耽误工期。
为了保障高效施工,项目的投资方专门采购了中联重科两台L500-32型内爬塔机用于吉隆坡标志塔建筑。
L500-32型内爬塔机在国内外很多工地进行过施工,其稳定、精准、安全的性能在马来西亚市场享有良好的口碑。它配置电子显示系统,方便查看吊臂角度和吊钩高度,操作方便。
在控制上,这种塔机采用无级变速方式,动作平稳,更适合钢结构的吊装施工。
(L500-32型塔机)
这种爬塔机可以外挂在建筑中间的核心筒上,随着建筑越盖越高而一级一级向上爬。它会参与到建设的几乎全周期中,全年无休,一旦出了故障就会拖延整个工程的工期,因此,施工对设备的可靠性要求极高。
此外,由于它设置在核心筒上,被外部的钢结构遮挡,因此不会突兀地显露在外面影响美观,产生的噪音也会被建筑本身削弱。
除了爬塔机外,还有一类重要机械也通过先进技术设置在了建筑内部的核心筒上,那就是工程电梯。
大楼的施工采用的是核心筒内施工电梯加正式电梯辅助转化技术,是世界上第一例塔楼外立面无任何施工设备的超高层。这种使用内置电梯的模式虽然技术要求高,造价相对较高,但安全性好,而且其均在建筑内部运行,不会影响建筑的外观。
大楼一共设置了四架施工电梯。它们把工人和施工工具运送到建筑顶端的施工平面上,工人下班时再把他们运下来,餐食以及临时需要的器材也会通过电梯运送上去,免得工人上下奔波。对于大多数的情况而言,其效率显著高于用塔吊慢慢吊装上去。
在建设中,大楼核心筒的建设速度达到了3天一层,最快时甚至达到了2天一层,远超海内外的一般摩天大楼建设速度。可以说,这四架电梯为大楼的高效建设做出了不可磨灭的贡献。
(四)一切技术的核心是人
对于大楼的建设,一切先进的装备本质上都是第二位的,最核心的要素是人。中国的工程师与工人虽然专业技术过硬,但在海外进行建设,不能单纯依靠中国人的力量,还要对当地进行人才培养。
在大楼建设中,包括电梯、塔吊等在内的多项技术,中国企业方面不仅不进行技术封锁,反而积极推广,力求形成国际规范,并在马来西亚当地积极培养人才。
在当地,中国建筑招聘外籍劳工2000多人,同时还和很多当地中间商合作,在很大程度上拉动了当地建筑行业的发展。
一些本来没有希望的当地劳工,在中国建筑的项目工地上学会了技术,也赚到了自己应得的报酬,获得了尊严。
可以说,中国的建设企业在海外,不仅为当地的城市带去了质量过硬的建筑,还为当地人带去了勤劳致富的希望。
结语
目前,吉隆坡标志塔已经顺利封顶,工程开始进入塔冠安装和主体完工的冲刺阶段,再有半年即将竣工。
标志塔项目多次获得马来西亚政府的奖项,为中国企业赢得了良好声誉的同时,项目顺利进展也引起东南亚市场的广泛关注,为中国的一带一路建设打开了市场。
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