“危樓高百尺，手可摘星辰。不敢高聲語，恐驚天上人?！边@原本是古代詩人瑰麗的想象，如今，站在天津117大廈上，這美麗的詩文將變?yōu)楝F(xiàn)實。

　　“這座中國京津地區(qū)的全新地標擁有強大的智慧內(nèi)核”，中建三局117大廈項目執(zhí)行總經(jīng)理侯玉杰向記者介紹，從2008年至今，七年磨一劍，117大廈項目累計獲得國家實用新型專利5項、國家發(fā)明專利10項、國家科技進步二等獎1項、省部級科技進步獎4項、省部級及以上科技示范工程4項、省部級及以上QC小組8個，十余項科技成果經(jīng)鑒定均達到國際領(lǐng)先水平或先進水平。一項項讓人嘆為觀止的中國和世界之最，完美詮釋了“中國結(jié)構(gòu)第一高樓”的科技基因。

　　1、“金剛罩”助力大廈“長高”

　　遠在十幾公里之外，記者就注意到大廈的頂端有一座高20米左右的“金剛罩”包裹著大樓核心筒頂部，仿佛一座“空中樓閣”橫亙云端，117大廈“長高”的秘密就在“金剛罩”這里。

　　“117大廈沒有像一般建筑物那樣搭設腳手架，到了400米以上的高空，工人是如何施工的？”面對記者的疑問，中建三局117項目副總工程師葉建解釋道，這個“空中樓閣”是由中建三局自主研發(fā)、獲得國家發(fā)明技術(shù)二等獎的全國面積最大的核心筒頂升模架系統(tǒng)——“模塊化低位頂升鋼平臺模架系統(tǒng)”，由鋼平臺、掛架系統(tǒng)、液壓支撐系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、防護系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)組成。

　　這個長36米、寬35米、最大高度21米、重約1100噸的“龐然大物”有4層樓高，可同時進行3層核心筒立體施工，實現(xiàn)流水作業(yè)、無縫對接。該系統(tǒng)隨著大廈核心筒墻體一次次澆筑，又將大廈一次次頂推至597米高空，最終將“中國結(jié)構(gòu)第一高樓”送入“云端”。

　　鋼平臺每平方米最大承重1噸，可放置機械設備、建筑材料等，成為一個偌大的“空中航母”。此外，平臺上還配有液壓系統(tǒng)控制室、設備房、休息室和衛(wèi)生間，可供施工人員休息使用。掛架系統(tǒng)是工人作業(yè)平臺，采用鍍鋅鋼板網(wǎng)全封閉，杜絕了高空墜落的危險。

　　4個大行程液壓油缸是整個模架頂升的引擎，通過4根鋼立柱撐住整個模架系統(tǒng)，立柱高達19米，擴大了立體施工的樓層數(shù)，破解了超高層核心筒鋼板-鋼筋混凝土組合墻體快速施工難題。

　　為了保證模架系統(tǒng)更加安全有效運行，中建三局對模架主要桿件進行應力監(jiān)測，可有效掌控模架的“身體狀態(tài)”，確保模架使用安全。

　　2、“云梯”建立最快“補給通道”

　　垂直運輸，是超高層摩天大樓施工的一大難題。

　　天津117大廈主塔樓需混凝土19.1萬立方米、鋼筋4萬噸、鋼構(gòu)件15.3萬噸，高峰期施工人員多達1萬余人，垂直運輸壓力巨大，大量的建筑材料、施工垃圾和作業(yè)人員都靠“華山一條路”——施工電梯。

　　在研究了國內(nèi)眾多超高層垂直運輸系統(tǒng)后，中建三局技術(shù)團隊發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)施工電梯多分散附著在大樓外側(cè)，這對后續(xù)幕墻、裝修施工有著種種限制的117大廈來說幾乎不可能。綜合考察、對比后，項目將目光投向了業(yè)界罕有、突破傳統(tǒng)的“通道塔”，率先在國內(nèi)研發(fā)該技術(shù)。

　　單獨建造一個通道塔，會不會因為跟不上巨人長高的節(jié)奏，反而影響營養(yǎng)供給呢？為打破這個懸在頭上的追問，中建三局項目團隊從設計開始就緊緊抓住了“輕量化、集中化、工業(yè)化”利器，將通道塔裝配化，幾乎所有構(gòu)件都能實現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)，除部分柱截面分段變化和層高不同外，標準節(jié)均采取“工廠制作、現(xiàn)場組拼、整體吊裝”的高效率流水作業(yè)，所有構(gòu)件均螺栓連接，這使得后期拆除也很便捷。該通道塔平面尺寸為5米×9米，一面與主樓相連，另外三面附著5部雙籠施工電梯，統(tǒng)一調(diào)度指揮，實現(xiàn)“人貨分離、分層停靠、分時上下”，極大提高了運輸效率。

　　記者坐上通道塔電梯，大約五分多鐘后，到達了500多米高空。途中，隨著電梯逐漸攀升到樓頂，天津風光盡收眼底。據(jù)了解，一般中速施工電梯的速度為每分鐘50米，而通道塔電梯最高速度可達90米。打開安全門，一條長約5米的通道搭接在樓面上，人、機、料最終由這里進入大樓，成為運輸主動脈。

　　像117大廈這類500米以上超高建筑，超高層降效（即隨著摩天大廈施工高度的攀升，受高度、天氣、運力的影響，施工效率會降低）非常嚴重，通過使用通道塔技術(shù)，使大廈垂直運輸?shù)墓ぷ餍侍岣吡?0%。

　　3、巨型框架構(gòu)筑堅實“脊梁”

　?。▋H供參考）

　　117大廈結(jié)構(gòu)設計采用鋼筋混凝土核心筒+巨型框架的結(jié)構(gòu)體系，是目前最為科學的超高層摩天大樓設計形式。由于超高層建筑太重不經(jīng)濟、太輕又不穩(wěn)，所以400米以上高樓一般不會采用純鋼結(jié)構(gòu)，而是采用鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土相結(jié)合的形式。

　　“大廈由4根巨型柱、8根國內(nèi)最大的防屈曲支撐、9道環(huán)帶桁架、8道巨型斜撐等共計15.3萬噸鋼構(gòu)件共同構(gòu)成主樓堅實的‘脊梁’?！敝薪ㄈ?17項目常務副總經(jīng)理李干椿對記者說。

　　巨型柱分布在塔樓的四個角，在正負零處單根巨柱截面尺寸為45平方米，巨型柱呈六邊形，內(nèi)部由26個腔體組成，最厚鋼板尺寸120毫米，最大截面面積108平方米。巨型柱從地下室一直貫穿至583.65米的高度，猶如“擎天巨柱”挺起整棟大樓。

　　大廈安裝的防屈曲支撐在第一道巨型斜撐下方，共設8根，單根長度約為48米、重量約為210噸，其可為大廈整體結(jié)構(gòu)提供很大的抗側(cè)剛度和承載力，當大廈受到巨大沖擊時，防屈曲支撐不會彎曲變形，只會出現(xiàn)短距離位移，從而保護主體結(jié)構(gòu)、減小相鄰構(gòu)件受力等優(yōu)點，使大廈抗震性能成倍增加。

　　根據(jù)中國建筑科研院的振動臺試驗結(jié)果顯示，在烈度為8度地震下，結(jié)構(gòu)最大層間位移角達到約1/76，但結(jié)構(gòu)仍保持了較好的整體性，關(guān)鍵構(gòu)件基本完好，說明結(jié)構(gòu)具有良好的變形能力和延性，具有一定的抗震儲備能力，即使有1根巨型柱坍塌也可確保大廈不會傾覆。

　　4、千根長樁筑牢硬朗“骨架”

　　濱海高新區(qū)117組團項目建設現(xiàn)場緊張有序

　　117大廈所在地為深厚軟土地層，軟土厚度數(shù)百米。俗話說“腳大江山穩(wěn)”，為使工程樁穩(wěn)固支撐117大廈，共設計了941根100米長樁作為大廈的基礎(chǔ)，創(chuàng)造了房建領(lǐng)域工程樁長中國之最。

　　試樁階段，直徑為1米的百米長樁穿越5個相對含水層，在復雜的地質(zhì)環(huán)境下要保證工程樁的垂直度不大于1/300、保證不塌孔、保證孔底沉渣厚度小于10厘米、保證工程樁鋼筋籠的混凝土保護層厚度以及工程樁混凝土的水下澆筑順利，這是非常艱巨的挑戰(zhàn)。

　　“天下難事必作于易。”經(jīng)過一輪輪的科研攻關(guān)和實驗，中建三局綜合在上海、武漢等臨海臨江地區(qū)的樁基施工經(jīng)驗，結(jié)合天津地區(qū)的地質(zhì)情況精心編制了超長樁施工技術(shù)方案。選用ZSD2000、GPS-20等多種型號的鉆機，采用氣舉反循環(huán)工藝和深厚沙土超深鉆孔泥漿控制技術(shù)進行120米超長樁試樁施工。

　　通過不斷調(diào)整泥漿比重和成孔鉆進速度等技術(shù)參數(shù)，最終確定了可靠的長樁施工方案，經(jīng)檢測工程樁全部為一類樁，941根長樁與65000立方米大底板筑牢了大廈的根基，該項技術(shù)成果經(jīng)湖北省住建廳專家組鑒定達到國際先進水平。

　　5、BIM技術(shù)為大廈“保駕護航”

　　信息交互

　　BIM應用架構(gòu)圖

　　鋼結(jié)構(gòu)模型

　　多專業(yè)整合模型

　　關(guān)鍵工序內(nèi)容模擬動畫

　　BIM（即建筑信息模型）是近年來引領(lǐng)建筑數(shù)字技術(shù)走向更高層次的新技術(shù)，其推廣應用必將為中國建筑業(yè)帶來一次巨大的變革。

　　記者走進117大廈項目BIM信息中心，BIM技術(shù)人員正在進行模型碰撞檢測工作。呈現(xiàn)在記者面前的是117大廈的三維模型：密密麻麻的設計線條、一幅幅彩色三維圖，準確勾勒出117大廈的“脈絡筋骨”。圖中有一些顯眼的“紅色”，技術(shù)人員解釋說這是軟件檢測出的模型存在的一些專業(yè)碰撞點，比如機電管道與結(jié)構(gòu)鋼梁碰撞等……這在以往的二維圖紙上只能靠人工一一核對辨別，而在117項目BIM信息中心，這些專業(yè)碰撞點均可通過服務主機智能檢測出來，同時在三維模型里自動標注并導出碰撞報告，深化設計人員據(jù)此進行優(yōu)化調(diào)整，從而提高圖紙設計質(zhì)量。

　　早在9年前，中建三局就開始探索及應用BIM技術(shù)，在117大廈項目BIM技術(shù)得到更加深入的應用及發(fā)展。117大廈施工中需協(xié)調(diào)處理大量專業(yè)之間的交叉工作，通過BIM技術(shù)的應用，項目實現(xiàn)全過程控制圖紙質(zhì)量，重點解決專業(yè)管線綜合碰撞問題，從而優(yōu)化設計，達到提高現(xiàn)場施工方案的合理性，有效控制施工進度，提高工程整體施工質(zhì)量。

　　117大廈項目核心制冷機房五大專業(yè)設備縱橫交錯，共有5層管道，每層管道中有10余根空調(diào)主管，最大的直徑1米，在現(xiàn)場施工中普通二維CAD圖紙很難清晰表達。針對上述情況，項目利用BIM技術(shù)建立三維模型，對管線進行優(yōu)化，對勞務施工班組進行形象直觀的三維可視化技術(shù)交底，交底效率大大提高。

　　打開項目BIM管理系統(tǒng)，記者看到項目施工全程中的質(zhì)量、技術(shù)等各項參數(shù)和資料，同時項目還將進度管理納入BIM管理系統(tǒng)，實現(xiàn)四維集成管理。通過三維模型，輕點鼠標即可查看大廈任何一個部位的施工參數(shù)及其當前施工進度情況。據(jù)BIM信息中心人員介紹，該系統(tǒng)實現(xiàn)權(quán)限管理，云端存儲，各個專業(yè)系統(tǒng)均將當天的施工數(shù)據(jù)上傳至云端，實時更新，需要查詢隨時提取，工作效率明顯提高，也使大廈后期運營、管理更加便捷。

　　據(jù)悉，《117項目BIM規(guī)范實施標準》已修訂第4版，350余頁，10萬余字，由于在BIM運用中取得的卓越成績，項目成果先后獲得“第二屆中國工程建設BIM應用大賽”綜合組一等獎及“2014年度中國建筑業(yè)BIM邀請賽”一等獎，對超高層建筑運用BIM技術(shù)具有引領(lǐng)示范作用。

　　天津117大廈的11宗“最”

　　597米——中國結(jié)構(gòu)第一高樓

　　120米——國內(nèi)房建領(lǐng)域最長樁基

　　210噸——國內(nèi)單根最重防屈曲鋼支撐

　　84.7萬平方米——創(chuàng)摩天大樓建筑面積世界之最

　　6.5萬方——超高層建筑混凝土底板世界之最

　　500.61米——全球最高通道塔

　　594米——單井道運行高度世界之最

　　3兆帕——超高層建筑水管壓力世界之最

　　564米——全球最高室內(nèi)游泳池

　　579米——全球最高觀景平臺

　　584米——全球最高旋轉(zhuǎn)餐廳

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