[中配]如何成功將4400噸鋼尖頂升至哈利法塔？

哈利法塔的最後一部分 今天正在搭建一根鋼尖頂 迪拜的避雷針 在三根千斤頂的幫助下 大衛 布拉德福德先生 和他的團隊正在提升尖頂 記住 尖頂的重心遠高於提升點 現在請將這個場景 與您的日常生活經驗聯繫起來 你能發現在尖頂升起過程中 存在的主要問題嗎 是的 你說得對 這次提升註定要有災難功 爲防止這種情況 工程師們使用了滾輪倒軌 來保持尖頂的橫向穩定 經過長達八個階段的提升操作 尖頂終於到達了最終位置 工人們立即將其固定到位 從尖頂俯看 您可能會注意到 哈利法塔設計中 有一個引人入勝的花瓣圖案 但它的目的是什麼 讓我們增加花瓣的數量 你能從這個改建的建築邊緣 看出一個可辨認的形狀嗎 最頂部呈現出螺旋形狀 這座哈利法塔的新設計 頂部沒有螺旋狀的花瓣 在這個簡單的設計案例中 強風將導致建築劇烈搖擺 你可能以前觀察過這個 物體周圍的流體流動 會產生一種稱爲 渦流脫落的現象 這個過程會產生波動的力量 從而導致建築物發生震盪 這就是工程師 在高建築頂部添加螺旋結構 以打破這些渦流的原因 在哈利法塔的情況下 建築本身的形狀就是一個螺旋 設計工程師比爾·貝克的聰明方案 它讓風產生了混淆 這是哈利法塔的結構解剖 中央核心由多個支撐構建支撐 中央核心是建築的支柱 由高等級混凝土建成 直達156層 哈利法塔因這一巧妙設計 超越了其他建築的高度 玻璃外殼只是覆蓋了這個 鋼筋混凝土骨架 這是一種叫做木牆設計的類型 理論上一切聽起來都很好 但這樣的結構究竟是如何建造的呢 即使是經驗豐富的工程師 也會面臨將混凝土 迸送到如此高度的挑戰 下層的混凝土澆築很簡單 哈利法塔的施工經理大衛 布拉德福特先生知道 他們現有的混凝土迸送技術 無法超過80層 解決方案 開發一種新的混凝土迸送系統 具有足夠強大的能力 創造出最高垂直混凝土迸送的 世界紀錄達到606米 來自Putzmeister 三星 巴斯夫和OnyMix的工程師團隊 爲了這一天進行了精心規劃 這項創紀錄的606米混凝土迸送壯志 背後的真正英雄 是由普茨麥斯特開發的一款 此外 工程師們爲哈利法塔開發了一種 特殊的混凝土配方 能夠在不分離的情況下 被迸送到600米的高度 這種混凝土是由德國巴斯夫公司開發的 還有一種叫做Glenium Sky 504的外加劑 這混凝土在硬化前保持可加工狀態達3小時 給工人們足夠的時間進行混合 迸送和擺放 這臺強大的迸能夠產生280的出口壓力 幾乎是大氣壓力的200倍 這個混凝土迸送系統中 最關鍵的部分是S型閥 左活塞通過閥門抽送混凝土 同時右活塞從料斗中吸入新混凝土 就在右活塞開始迸送之前 S型閥會翻轉位置 挺酷的 對吧 這種高壓混凝土隨後開始通過這些管道流動 信不信由你啓動混凝土迸後 混凝土花了將近35分鐘纔到達這個高度 最後混凝土到達了壁架 混凝土迸的壁架可以如圖所示伸展 由於其靈活性 液壓控制的壁杆能夠到達地面上的任何一點 在創紀錄的那一天 團隊使用了三臺這樣的迸 實現了最高的垂直混凝土迸送 爲了抵禦迪拜的高溫 這可能會影響混凝土的可加工性 他們在夜間進行混凝土的迸送 爲了進一步保持可施工性 他們甚至在混凝土中加入了冰塊 實際上團隊在主要迸送過程中之前 已經以水平配置測試了新的Putzmeister迸 混凝土迸送只是哈利法塔項目中 衆多建築創新之一 六角核心與支撐結構結合 即使在嚴重風暴中 也能最大限度地減少彎曲 一個有趣的事實是 這個六角核心還容納了 哈利法塔龐大的電梯系統 比爾·貝克的這一設計決策 真是天才之舉 既然陽光無法照射到建築中心 爲什麼不把那個空間用作電梯呢 多虧了貝克的花瓣型設計 陽光照射到塔樓的所有生活空間 在哈利法塔的施工視頻中 你可能注意到一種獨特的黃色材料 正在向上移動 這就是Jump Form建造技術 爲了理解這種超快速的混凝土技術 我們使用Bamboo Lab AEC打印機 詳細的3D打印了所有組件 整個Jump Form技術的3D打印過程 耗時超過45小時 我們之前的打印機完成這個任務 需要超過90小時 這臺機器的一大亮點 是其能夠無縫處理電力故障 一旦電源恢復 打印會自動恢復 過程中不會出現任何故障 或明顯的中斷痕跡 此外Bamboo Lab這款緊湊型 且經濟實惠的打印機 允許通過手機應用 進行遠程監控和控制 它卓越的精確度 在確保Jump Form技術的準確性 和無縫組裝中發揮了關鍵作用 Jump Form技術以經過普通模板 製作的硬化混凝土爲起點 工程師首先在周圍安裝Jump Form系統 該系統由三個關鍵組件組成 模板 軌道 和液壓系統 組裝好的模具 必須形成幾乎無縫隙的接縫 以確保結構的光滑性 兩個獨立的液壓系統 在這個過程中發揮着關鍵作用 第一個系統負責拆卸和重新安裝模板 而第二個系統將模板提升到下一層 爲了將模板提升到下一個高度 液壓系統必須使用一種複雜的鎖定解鎖技術 現在可以開始第一次混凝土澆築 等待混凝土固化 現在是時候啓動第一個液壓系統 使模板與硬化的混凝土分離 請注意模板內部必須有光滑的表面 接下來工程師啓動第二組液壓活塞 使模板沿着軌道上升 到達下一個層級時 模板向內收回 製作一個密封的模具用於下次澆築混凝土 現在工程師們必須等待混凝土硬化 一旦混凝土凝固 軌道就會延伸 模板開始再次攀升 這一過程重複進行 直到達到最終的混凝土高度 經過幾輪循環 工程師們甚至可以重複使用之前的軌道 從而優化材料效率 Jump Form技術大大減少了哈利法塔建設過程中的勞動需求 節省了數千公尺 這幅插圖展示了哈利法塔的整個混凝土結構 除了中央核心和支撐牆 你還可以觀察到橫牆和柱子 建築師巧妙地在這些凹口中設計了生活空間 確保所有居民都能享受到自然陽光 值得注意的是 工程師並沒有將支撐牆建造成一體 相反 他們設計了兩面獨立的支撐牆 中間留有間隙 這個空隙作爲通道通向電梯外的居住區 巧妙是吧 塔式起重機 在將鋼筋玻璃面板等材料運輸到所需高度方面 也發揮了關鍵作用 這些起重機得益於自生機制 隨着哈利法塔一同成長 我們希望通過這段動畫 你能清楚地瞭解這些塔雕是如何升高的 混凝土澆築過程順利 建築迅速上升 然而讓大衛布拉德福德感到失望的是 他們無法進行任何內部工作 原因是什麼 缺失的玻璃外覆層 沒有外部覆蓋 工程師無法進行內部工作 風很大 氣溫很高 負責澆覆玻璃外覆的公司未能按時完成任務 儘管延誤 管理層仍然獲得了一份新合同 預置玻璃外飾最終完成組裝 這種塗有特殊鈦層的玻璃能夠擋住風 並大幅降低建築內部溫度 玻璃面板的組裝過程非常吸引人 哈利法塔使用的大部分玻璃面板尺寸爲1.4米×3.3米 它們唯一的結構支撐來自這些支架 其餘的連接完全依賴於相互嵌合 這是它的工作原理 每個面板的側邊與相鄰的面板相互嵌合 您可能還會注意到每個面板底部有類似的男女交鎖機制 此外 玻璃面板與支架牢牢固定在一起 隨着玻璃面板的安裝進展 哈利法塔開始展現出它華麗的最終外觀 頂部花瓣的螺旋形狀進一步提升了建築的美感 讓我們通過一個實驗來探討這種螺旋形狀的重要性 在這裏我將一個圓柱體放入平穩流動的水中 你會看到幾秒後 圓柱開始震盪 如果你仔細觀察就會找到原因 在圓柱體後面有很多頂點 並且它們在波動 這被稱爲水流分離 水的排泄產生的波動力量使圓柱體發生擺動 在第二種情況下 我在圓柱上附加了一些傾斜的鰭片 如果你現在觀察 會發現這裏仍然有一些頂點 但它們沒有波動 與魔法不同 震盪會消失 一個關鍵的事實是 哈利法塔在空曠時的重量爲50萬噸 迪拜軟弱的土壤是如何支撐如此龐大的建築的 迪拜的土壤主要由鬆散的沙子和軟弱的沉積岩組成 即使挖掘到140米深 工程師們仍然沒有找到堅固的基岩層 在這個位置 常規的法板基礎將是一場災難 首席工程師比爾·貝克設計了一個簡單而有效的解決方案 利用周圍土壤的摩擦力 在這裏 比爾·貝克通過將一根細長的尖杆插入沙土來演示這個概念 你可能會注意到 在達到一定深度後 杆子停止下沉 這是因爲沙粒之間的摩擦力隨着深度的增加而增大 爲了增強這一效果 貝克在法形基礎下增加了多個樁 每根RCC樁的深度相當於哈利法塔十層的高度 下一個重大挑戰是以絕對的精準度施工這些樁 以實現設計的藍圖 首先 工程師們使用螺旋挖掘機鑽深孔 這個設備的刀片高效地去除了土壤 然而布拉德福德先生面臨着一個嚴重的問題 迪拜的高地下水位 重型機械的震動有可能導致鑽孔壁的塌陷 使鹽水湧入 布拉德福德的巧妙解決方案 介紹一種鑽井液 在土壤被挖掘的同時 工程師們通過螺旋鑽井管同時注入了一種特製的漿料 這種濃稠的漿液對孔壁施加了進水壓力 防止了塌陷 一旦鑽孔穩定 工人們就插入了一根臨時的中空鋼殼 以保持土壤完整 便於混凝土澆築 接下來 他們將長的圓柱形鋼筋放入鑽孔中 在標準混凝土中 工人使用振動器來確保緊實度 然而在如此深的鑽孔中 使用振動器是不可能的 相反 他們使用了一種特殊的自密石混凝土 像液體一樣流動 自行消除氣泡 光是基礎就花了兩年時間來完成 這個過程展示了哈利法塔整個基礎施工的過程 現在我們有一個堅實的基礎 能夠支撐位於迪拜鬆軟土壤上的世界最高建築 沒有尖頂 哈利法塔看起來將是不完整的 事實上 如果沒有鋼尖頂 哈利法塔的高度僅爲685米 這座重達450噸 長達244米的尖頂的安裝 給工程師們帶來了極大挑戰 他們的解決方案 在建築內部組裝尖頂 爲此 工程師們將5米長的部件提升到156層 在那裏 尖頂被小心的組裝和焊接在一起 現在出現了最大的問題 如何升起已完全組裝的尖頂 在這樣的高度沒有空間放置起重機 顯然 Cranes不能被放置在天上 答案 千斤頂 現在看看三根千斤頂是如何工作的 首先 鋼索被固定到尖頂的三個指定起掉點上 注意 這些連接點的位置遠低於尖頂的重心 正如我們在視頻開頭所看到的 工程師們在建築的三個不同高度 使用了由液壓千斤頂支撐的橫向導向 在整個過程中 對磁導軌進行了調整 在八個提升階段中 尖頂順利到達了目的地 尖頂作爲一個重要的通信中心 它也被視爲迪拜的閃電 基達塔會超過哈利法塔的高度嗎 時間會證明一切 希望你喜歡這次保時捷的實際演示 這個實驗者需要使用Bambula 3D打印機 如果你想探索3D打印機的廣國世界 請查看他們的網站 保重,再見