空中造樓機位于大樓頂端，像個“大盒子”。 新華社發←掃碼更多精彩
全球排名前十的高層建築中，中國占了7個。參與過8個400米以上超高層項目建設的中國建築集團首席專家、中建三局總工程師張琨，在10月27日下午舉行的“時代精神耀香江”之“大國建造·築夢未來”第三場校園報告會上，以多個案例講述了中國建造背後的科技力量。
突破高度 空中造樓機廣泛用于摩天大樓建設
北京第一高樓“中國尊”，地上108層，地下7層，總高528米，為世界第8高。合同工期要求46個月。“而在此之前，沒有一個超400米的建築工期短于這個時間，這也促使我們采用了很多其他新的技術，來應對工期需要。”
當你遠遠望向正在建設的高樓時，會發現頂部有一個“大盒子”，随着施工推進，這個大盒子也節節高升，一直處在建築的頂部。這就是摩天大樓快速建造的利器——空中造樓機。
據張琨介紹，“空中造樓機”即超高層建築智能施工化裝備內建平台，就是把工程施工裡面所需的各類裝置、設施內建在平台上，打造“超高層建造工廠”，為模闆工程、鋼筋工程、鋼結構安裝、消防、照明等提供全方位服務。“就像中國尊大廈在建設過程中使用的‘空中造樓機’，是一個7層樓高幾十米寬的‘大盒子’。它自重就有4000多噸。”
借助空中造樓機，塔機可以與平台整體同步頂升，節約工期，降低了安全風險，提高了施工效率。“完成一層，就頂升一層。”如此龐大的系統，需要有智能化的監控體系。“我們為此還專門開發了控制平台，即軟體操作平台。實作內建平台全方位線上監測。可以通過運作狀态分析、超限安全預警，確定平台安全運作。”據他介紹，正常情況下，隻要按下一個按鈕，空中造樓機在一個小時後，就能提升一層樓的高度。
如今，這個超高層建築智能化施工裝備內建平台已廣泛應用于多座摩天大樓的建設。“我們把這個技術普及化并運用于普通住宅，它使我們的操作更加安全、施工更加便捷、速度更快品質更好，已被稱為‘住宅造樓機’。”
突破難度 大體積混凝土施工 電腦測溫間隔最短1秒
央視新址大樓于2005年開建，距今已經16年。很多人可能都不知道，當時一個方案的調整，就為這個項目省下了1億元的施工費用。
“央視新址大樓是我親曆項目中的工程難度的代表。”據張琨介紹，央視大樓結構非常複雜。“它的垂直部分實際上是傾斜的，我們叫做雙大廈向内傾斜6度。”而它頂部又有L形的雙向懸挑，“大廈1懸臂外伸67.165m，大廈2懸臂外伸75.165m，僅懸臂部分總重量約1.8萬噸，相當于一般規模的工程鋼結構的總量。”另外，項目還有一個懸臂結構，距離地面162.2米。
面對複雜的結構變形控制，在工程施工的前期，施工方提出過一個比較穩妥又傳統的方案：“即搭設一個非常穩固的支架來保證結構不變形或者少變形。”但這個方案缺點也比較明顯，僅僅是搭設支架，需要的鋼材就有1萬多噸。“按2005年的造價，增加的施工費用就有1億多元，是以這個方案不太可取。”
于是，一個借助更先進技術，通過更精确計算以及周密控制的方案最終實施。“這個方案原理很簡單，操作起來隻有三五個步驟，感覺确實也很容易做到。”但實際上，這個項目的工程總共有5萬多根構件，也就是說在底部一層施工完成之後，上面還會有5萬多次加載。如何應對呢？“我們總結出了6大解決方法，包固化流程、疊代分析、預調加工、偏位安裝、監控對比及實時調整。甚至請來清華大學、華東設計院等高校來幫忙。”
“超大體積的混凝土施工也是一大考驗。”據張琨介紹，僅主樓的底闆，就需要混凝土12萬立方米，相當于一個一般工程的總用量。”而大體積混凝土施工，水化熱處理不好，就會産生所謂的溫度裂縫，而這個裂縫又會影響到大樓的安全。“早年我們還是手工測溫，現在已經開發出大體積混凝土電腦測溫系統，測溫間隔最短1秒，測溫精度0.1℃，測溫誤差≤0.2℃。”
突破速度 單元整體運輸 現場子產品化安裝
2020年，武漢火神山和雷神山醫院是在進出武漢通道全部關閉的情況下興建的。“醫院建設所需的人員、機械、材料資源量大，在疫情、春節、封城相疊加的極端條件下，資源籌集極其困難。”
為了提高建設速度，設計方面，兩家醫院均使用了“設計施工一體化技術”，根據可籌集的物資進行逆向設計，滿足快速建造要求。
為實作快速建造，施工時，兩個項目均對基礎、病房單元、機電裝置、雨污處理、內建衛浴以及醫療功能等部位采用子產品化單元，單元整體運輸、現場子產品化安裝。
值是一提的是，兩個項目全面采用BIM技術進行施工模拟，對場地平面布置進行模拟，對院區廢氣排放、病房内氣流組織及污染物擴散進行模拟。另外，基于物聯網的資源管理平台，通過衛星定位，進行輔助車輛排程，有序組織材料進場。另外，通過央視訊實時直播，2億人次觀看，實作了建設過程的公開透明。
采寫：南都記者 N視訊記者 陳燦榮 王詩琪 伊曉霞 黃海珊 攝影：南都記者 N視訊記者 陳燦榮（除署名外）