摩天大厦的奥秘:500米高空如履平地,“空中造楼机”高效领跑全球

随着城市化的推进,现代科技的发展,城市对超高层建筑的需求也在不断增加,100米、200米的大楼已经不足为奇,甚至300米高度的建筑在建筑行业来说仅仅只是个入门门槛,如今现代科技与超高层建筑的融合使得建筑领域的楼层越来越高,500以上的超高层建筑的需求量不断增加。

摩天大厦的建造蕴含了怎样的奥秘呢?它是如何被建造出来的?人类如何在地面克服高度建造这样的摩天大厦呢?

摩天大厦奥秘:500米高空如履平地,“空中造楼机”高效领跑全球

对于工程师来说,500米这不仅仅只是数字的增加,还代表着难度的加大,500米的超高层建筑从用料和设备来说是300米的两倍,而施工的风险系数则是300的4倍。这种情况下,如何在保证承重力和稳定性的情况下,缩短建造工期来满足需求呢?

一套专门针对超高层建筑的设备——空中造楼机应运而生!

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造楼机到底有何神奇之处能让500米高楼大厦平地而起?这就要看中国“基建狂魔”们的智慧了。

空中造楼机是由中建三局自主研发的高新技术装备,它是世界上第一个将全部的工艺过程集中在空中完成的超高层建筑设备,它以机械作业、智能控制的方式实现了超高层建筑、现浇钢筋混凝土的工业化智能制造,造楼机的模块研究把钢平台、钢桁架、立柱、油缸、挂架的功能全部集中起来,是塔机在内的一些建筑器具和设备的集合体。

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而且不管超高层核心筒结构形式如何千变万化,都可以有一套私人订制的造楼机,它的安全性好、效率高、实用性强、适应性好的四个特点使得它在超高层建筑中备受推崇。这样说是不是很难理解?下面就从塔吊、电梯、挂架体系和钢架结构来分析它是如何体现这四个特点的,以及它作为功能集合体如何在超高层建筑中发挥优势的。

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在超高层建筑在建造过程中遇到的首先也是最核心的难题就是垂直运输,如何把大量材料以及施工人员安全地送上去并保证施工的安全?

针对这个问题,工程师们从两个方面解决这个难题,第一就是塔吊,另一个就是电梯。工程师们根据实际情况,改进吊塔,使得起重力可达到100吨,是普通塔吊的7倍左右。塔吊臂展出现的距离问题,工程师们也在不断地改进,随后两台大的动力塔吊附着在核心筒内的,一个以内爬的形式,一个以是外爬式的形式每隔5层基础爬升一次,而另外一台小M440D吊塔也每隔5层爬升一次,塔吊则随着顶模的顶层,每顶升5次之后塔吊交替的进行爬升,这样工程师们就用三台重型塔吊也有效的解决了建筑材料的垂直运输问题。

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而在电梯方面则优化电梯设置。一般我们居住的这个住宅施工的时候,只配备有一部施工电梯,而像这种超高层建筑的施工项目则优化为了8台,在施工现场各共设有外框内筒的8部施工电梯,根据不同的施工要求,工程师们精准调试了每部电梯的位置和上升速度,这也让设备以及施工人员的运输能够更高效率的运转。除此之外,工程师们还在电梯附着架上加入了滑轮,使得电梯的附着可以跟顶模的平台同时顶升,这样既节约了时间也有效的解决了施工人员的垂直运输问题。

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垂直问题解决了之后,高楼大厦就要开始建造了,而在施工过程中最重要的安全问题是怎么解决的呢?在几百米的高空作业,任何瑕疵都可以危及施工人员的生命,因此在造楼机的设计过程中,工程师也非常重视这个问题。

工程师们给造楼机的外围装有一个整套的安全体系,内侧也装有很多的挂架体系,对外部结构起到一个支撑和巩固的作用,这样一整套造楼机里外都有了防护装置,而这也为工人提供了一个透明安全便捷操作的环境,使得工人作业环境得到了一个大提升,这样也为施工提供了好的条件。

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同时工程师们在造楼机的设计过程中全部采用钢架结构,这不仅可以保护施工人员的安全,同时全钢的材料也能最大程度地防止了火灾的发生。传统采用的木模和塑料模都是易燃物,因此经常会引发一些火灾,在超高层建筑上,高空风速大,消防水和灭火是难以保证的,这也给消防造成了极大的压力,而采用钢材代替木模和塑料模,能直接从根源上面杜绝火灾的发生。同时采用钢架结构还有另外一个优势,就是提高了建造质量,传统建造采用的是木模或铝模进行施工,质地较脆,而换成大钢之后,其刚度提高,混泥土成型的质量就更好了。

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最后就是造楼机发挥优势的时候了。

优势一就是它便捷了人员的通行,使得施工人员仿佛忘掉自己是在高空作业一样,如履平地。

优势二就是大大地缩短了施工周期。造楼机从两个方面实现了工期的减短。

一方面,核心桶是超高层建筑的主体,单层面积就达到了1300个平方,如果采用传统的木模体系,楼层建造多依赖人工完成,且建造工序复杂,一层楼的搭建大概就需要15天到16天一层,而使用造楼机后采用机械建造,施工速度可达5天一层,最快甚至可以两天半完成一层楼的搭建,效率提高2~3倍。

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另一个方面,造楼机为方便施工提供一个平台。搭建楼层通常分为三个步骤,钢结构安装、钢筋绑扎和混凝土浇筑,以往这些步骤需要依次完成,然而有了造楼机的出现,给钢筋作业和混凝土作业包括钢结构作业提供一个操作平台使得这三个步骤能够同时进行。这些都大大地缩短了建造周期,节约了施工时间。

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现如今全世界超70%的超高层建筑都来自中国制造。正是有了这些高科技元素的注入,才得以让一座座宏伟壮观的超高层建筑矗立在我们面前。中国素有“基建狂魔”的称号,然而这个称号背后更代表无数工程师的汗水与艰辛,正是因为这群工程师们的不断突破自我、迎接挑战正才让智慧建造这一理念得到了完美的诠释,使得中国建筑能够不断挑战新的高度,开始走向世界建筑业的前列!

作者:一蓑烟雨 审核:sherry 校稿编辑:李子

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作者: baikepai02

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