中國第一高塔是如何建成的?

或許每個城市都需要一個圖騰,而廣州塔,就是廣州的新圖騰!


中國第一高塔是如何建成的?


千禧年之後的中國

正以令世界驚歎的速度

迅猛發展中

在這一階段

無數摩天大樓也如雨後春筍一般

於各大城市破土而出

它們有的陽剛雄偉

卻缺了些特色

有的個性至極

卻難以被普羅大眾接受

▼廣州曼哈頓,攝影師@劉承徭


中國第一高塔是如何建成的?


當然也有一些例外

就拿今天的主人翁來說

她是摩天高塔,卻不乏味平庸

她的造型史上絕無僅有,還備受歡迎

她就是廣州電視觀光塔

曾經以“世界第一高塔”的頭銜

令廣州驕傲無比

現在與廣州的天際線融為一體

成為城市的新地標

▼海珠湖與廣州塔,攝影師@姚朝輝


中國第一高塔是如何建成的?


她的故事要從2004年開始說起

此時的廣州剛剛爭取到

2010年亞運會的主辦權

也面臨著改造全城的重大挑戰

改造工程中最耀眼的建築

就是廣州塔

2010年亞運會開幕前改造工程必須完成

廣州塔的建造刻不容緩

▼攝影師@uncle will


中國第一高塔是如何建成的?


不過

要想以最優美的身姿

成為世界/中國第一高塔

廣州塔還需要克服三個難題

難題 1:地基

廣州塔坐落在

新城市中軸線與珠江景觀交匯處

每當天朗氣清,或燈火璀璨時

她曼妙的身姿便倒影水中

宛若一位窈窕淑女佇立在珠江之畔

▼珠江畔的纖纖小蠻腰


中國第一高塔是如何建成的?


然鵝,就是這絕妙的位置

帶來了第一重難題:

離珠江太近不僅意味著地基鬆軟

更要求塔基要承受很大的水壓

於是工程師們決定

分幾個階段打造塔基

▼航拍廣州塔,離珠江非常近。攝影師@杜華林


中國第一高塔是如何建成的?


首先

將混凝土核心筒的巨大底座

直接建在基岩上

基岩是陸地表層中的堅硬岩層

一般被土層覆蓋

埋藏深度幾米到幾十米不一

比較適合用來作大型建築工程的地基

▼製圖@蘭澤玉/星球研究所


中國第一高塔是如何建成的?


其次

為外部的立柱打下基礎

工人們在核心筒周圍挖了一圈豎井

每根豎井有20米至40米深

4米至5米粗

挖井的過程中

用環形混凝土梁固定

以防止潮溼的土壤進入豎井

挖至基岩之後

再用混凝土澆築豎井

▼製圖@蘭澤玉/星球研究所


中國第一高塔是如何建成的?


最後

在豎井的頂部架起一圈環形的混凝土梁

以此鏈接豎井與巨大的立柱

這就相當於塔的每一根立柱

都擁有了自己的柱樁

向下深入基岩

▼來到地面畫風突變,製圖@蘭澤玉/星球研究所


中國第一高塔是如何建成的?


經歷了整整一年

平均約30米深的塔基打造完畢

廣州塔有了堅實的基礎

地面上的工程即將開始

第二個難題也隨之而來

難題 2:身姿

如果說遇到上一個難題是選址的鍋

那麼這一難題就是“自找的”

(此處真的不是在罵小蠻腰)

為了改變傳統電視塔那種

“一根長針上插著一個圓形觀景臺”

的普遍形象


中國第一高塔是如何建成的?


設計師在廣州塔的造型上

做出了創新:

兩個圓形被一排鋼柱連起來

將兩端反向旋轉

形成纖纖細腰

▼製圖@蘭澤玉/星球研究所


中國第一高塔是如何建成的?


這個設計理念看起來既簡單又優雅

但工程師聽了想打人!

她先收緊又變寬的身姿

不僅在世界上沒有先例

而且看起來非常的不合邏輯

如何在塑造出完美腰線的同時

兼顧塔的質量與功能性

成為了工程師們面前最大的挑戰

▼塔建好後的樣子,製圖@蘭澤玉/星球研究所


中國第一高塔是如何建成的?


不過這並沒有難倒機智的工程師

他們找到了一個方法將其實現

為了更好地理解工程師的想法與塔的結構

我們需要把小蠻腰拆開來看:

塔的中心是一根混凝土空心圓柱

用來容納電梯和樓梯

我們稱它為核心筒

▼核心筒拔地而起,製圖@蘭澤玉/星球研究所


中國第一高塔是如何建成的?


核心筒上添加5個空間

作為景觀走廊和設備樓層

▼製圖@蘭澤玉/星球研究所


中國第一高塔是如何建成的?


為了結構更加穩固

以及塑造出理想中的腰線

工程師們用24根鋼柱包裹核心區

▼製圖@蘭澤玉/星球研究所


中國第一高塔是如何建成的?


但纖細的腰身有一個缺點

高塔可能在這裡變形

為了避免變形

工程師在立柱內側增加了鋼環梁

形成堅固的格柵結構

▼設計師@蘭澤玉


中國第一高塔是如何建成的?


這還不夠

人的骨頭給了工程師靈感

同樣是兩邊寬闊,中間狹窄的形狀

骨頭中間部分的骨質格外厚實

因而更加結實

工程師也在最纖細的地方將環梁收緊

以此增加強度

同時底部和頂部要放寬間距

去掉更多材料

使塔身更加輕盈

▼製圖@蘭澤玉/星球研究所


中國第一高塔是如何建成的?


這樣一來

廣州塔不僅有了纖纖細腰

而且堅固無比

從整體上看

它的造型獨一無二

超脫了電視塔的傳統印象

著實讓人眼前一亮

製圖@蘭澤玉/星球研究所


中國第一高塔是如何建成的?


解決了結構與造型的一系列問題

就要著手搭建了

但塔的搭建絕不像前文動畫裡

描述的那麼簡單

廣州塔由四千多個構件組成

就拿立柱來說

每根立柱由數十段小構建組成

每個構建非常巨大

需要逐一安裝

▼小蠻腰結構特寫,注意與腳手架做對比,可以看出每一個構件非常大


中國第一高塔是如何建成的?


搭建的具體做法是

用起重機把鋼鐵構件吊上去

然後再固定位置

接著由工人們把各個構件焊接起來

形成無縫的鋼骨架

▼超大起重機吊起超大構件


中國第一高塔是如何建成的?


與很多高塔一樣

大部分零件的預製工作在工廠完成

現場僅進行最後的拼裝

這樣一來

大大提高了建塔效率

▼小蠻腰真的是一點一點建起來的~


中國第一高塔是如何建成的?


隨著塔越蓋越高

三號勁敵即將登場

難題 3:狂風

眾所周知:

海拔越高,摩擦力越小,風速越大

所以高層建築格外怕風

廣州塔也不例外

這樣的情況下610米的海拔似乎“拖了後腿”

再加上廣州地區颱風頻發

工程師們又有新麻煩了

▼颱風來臨前,攝影師@秋歌


中國第一高塔是如何建成的?


不過在這一階段

曾經被“詬病”的纖纖細腰以及複雜外網結構

發揮了巨大的作用

當強風吹過普通摩天大樓時

會形成螺旋狀的風

引起摩天大樓大幅度的左右晃動

甚至面臨坍塌的危險


中國第一高塔是如何建成的?


但當強風颳過小蠻腰時

塔身整體網狀的漏風空洞“擾亂”了漩渦風

扭曲的身姿減少了塔身的笨重感

大大削弱狂風帶來的擺動

▼風將從外網空洞間掠過


中國第一高塔是如何建成的?


不僅如此

塔內還設有阻尼裝置

在電視塔靠近頂層的中央核心筒內

有兩個容量500噸的鐵質水箱

水箱的下面安裝有軌道

以便水箱滑動

當塔身晃動時

水箱可以通過傳感器向反方向滑動

以此來消減塔身的晃動幅度

這能使晃動位移降低40%

▼小蠻腰的阻尼器沒有公開圖片,下圖展現的是臺北101大樓的阻尼器,一個通過鋼索懸掛在樓頂的大鋼球,重達660噸,原理是一樣的。


中國第一高塔是如何建成的?


使用水箱的另一個好處是

一旦發生火災

阻尼水箱釋放出水變身大滅火器

可以說是一舉兩得

除此之外

塔身採用特一級的抗震設計

可抵禦強度7.8級的地震和12級颱風(149+km/h)

設計使用年限超過100年

▼高聳入雲的廣州塔,攝影師@劉文昱


中國第一高塔是如何建成的?


大功告成

2009年8月

廣州塔終於完工

這座珠江邊上拔地而起的通天巨塔

令廣州有了一個驕傲的世界第一

雖然後因顧及飛機飛行安全

降至600米

但這並不妨礙她榮登榜首

還深受大眾的喜愛

全國人民都親切地稱呼她為

小蠻腰

▼小蠻腰與周邊建築形成鮮明對比,攝影師@劉文昱


中國第一高塔是如何建成的?


為了打造“少女回眸”般的曼妙身材

建造者們突破了一個又一個施工難題

最終讓5萬多噸的鋼材

構建出充滿藝術美感的造型

▼從兩樓之間看過去,小蠻腰的曲線更加凸顯,攝影師@杜華林


中國第一高塔是如何建成的?


為了使塔的功能最大化

塔內搭建了天梯、餐廳、摩天輪

以及各種觀景平臺

市民與遊覽者多了一個遊玩的好去處

▼塔的燈光映襯著摩天輪,可以說非常浪漫了,攝影師@流氓兔視覺


中國第一高塔是如何建成的?


2013年後來居上的東京晴空塔

搶走“世界第一高塔”的寶座

不過時至今日

她依然是世界第二高塔

世界第五摩天樓

以及中國第一高塔

或許每個城市都需要一個圖騰

而廣州塔

就是廣州的新圖騰

也是廣州

甚至是中國

在這飛速發展中

向世界遞出的一張漂亮的新名片


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