中國第一高塔是如何建成的？
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注:本文來源假裝建築師
ID：jzjianzhushi
文丨丁宥希
千禧年之後的中國
正以令世界驚嘆的速度
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
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
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
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
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
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
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
以防止潮濕的土壤進入豎井
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
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
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台」
的普遍形象
▼有請我們的老朋友CN塔現身說明電視塔的普遍長相，關於它的故事請戳：
最高建築狂想曲
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
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
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
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
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
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 偷懶沒做最上端的環梁，大家別擔心，我已經在揍他了
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
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
▼最炫酷的動圖，被壓縮得最慘，暴風雨哭泣，製圖@蘭澤玉/星球研究所
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??動畫里
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
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
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～
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
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
▼有請帝國大廈為大家演示螺旋風，靈魂畫手丁宥希已經上線
但當強風刮過小蠻腰時
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
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
水箱可以通過感測器向反方向滑動
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，下圖展現的是台北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。
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
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
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
為了使塔的功能最大化
塔內搭建了天梯、餐廳、摩天輪
以及各種觀景平台
市民與遊覽者多了一個遊玩的好去處
（超小聲說：雖然有些小貴）
▼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
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
▼上帝之光與廣州塔，攝影師@下雨
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
▼小蠻腰中的「小蠻腰」，攝影師@北北
圖片來源：
VCG、unsplash、wiki、所里的攝影師們
參考文獻：
超大建築狂想曲：廣州塔. 國家地理紀錄片
偉大工程巡禮：世界最高電視塔. 國家地理紀錄片
廣州塔結構設計. 廣州市設計院. 建築結構
廣州電視觀光塔：每個城市都需要一個圖騰. 王衛國等. 南方都市報
本文來源：假裝建築師
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注:本文轉自假裝建築師,
ID：jzjianzhushi，已獲原作者授權。
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