一塔飞峙江海边 俯瞰苍茫万顷连——上海长滩观光塔工程建设纪事

发表时间:2022-11-04 11:09

太平洋西岸,长江入海处,百年吴淞口,建设中的上海长滩上,正高高耸起一根硕大的“定海神针”,勾勒出一道北上海滨江新天际线。

那是即将建成的高180米的上海长滩观光塔。那是临江边上北上海最高建筑。被上海市政府誉为“吊装英雄队”的上海市机械施工集团有限公司(以下简称机施集团),将一座隧道排风风塔,穿上华丽的衣服,建造成为一个靓丽的标志性建筑。

历经4年施工,上海长滩观光塔工程竣工在即。待不久,观光塔投入运营,人们将可以登上塔顶,360度俯瞰长江入海口处滨海美景,远眺苍苍茫茫、烟波浩渺的神州大地。


“定海神针”耸立百年吴淞口

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这个傲立于上海长滩的标志性建筑,直径26.5米、高180米,系上海市重大工程G1501过江隧道的配套工程。隧道出风口位于136-148米,建筑师充分利用高度空间,在出风口顶部设计了32米高度的建筑空间,建设了总面积近2700平方米的功能区。这个空间至关重要,有了这个空间,于是风塔便不再是纯粹的风塔,风塔在满足隧道排风功能不变的情况下,华丽转身为美轮美奂的观光塔,成为人们登高望远的绝佳去处,成为一个多功能游乐场所,成为一道新的风景线。

据机施集团项目经理申科伟介绍,上海长滩观光塔结构采用了混凝土核心筒,外挑钢桁架以及悬挂柱面网格幕墙钢结构的体系。观光塔呈圆柱造型、塔身修长、线条简洁,其上下两端套有两道“圆箍”,配上晶莹闪亮的幕墙,建成后宛如一根“定海神针”耸立在长江入海口。

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申科伟介绍:这是北上海的制高点。如果是雨天的话,整个“金箍棒”就感觉一半在云里雾里,非常有仙气;如果天空晴朗,登上塔顶,俯瞰长江与大海相连的吴淞口,鹜鸟低飞,游艇巡弋,巨轮穿梭,风光旖旎;稍远处,崇明三岛、上海中心、东方明珠、陆家嘴……浦江两岸美景尽收眼底;放目远眺,山河浩荡,一望无垠。

申科伟不无自豪地说:观光塔是上海长滩“最靓的仔”,阳光下闪闪发光,就像一根金箍棒。整个塔身地下3层、地上18层。观光塔除了保持排风基本功能,登高观景可给市民一种登高体验,同时还是一个集娱乐活动、探险体验、商业商务、餐饮美食等为一体的滨江休闲新空间。全上海最高的垂直绿化、高空攀岩、高空绳索公园,这些都是独具韵味的观光塔打卡亮点。预计年底,风塔实物量将基本完成。


老牌国企展示超常竞争力

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该项目通过钢结构网壳和幕墙表皮的一体化设计,让幕墙在大跨度柔性吊挂体系下得到了安全和美观的双重保证。项目设计及施工难度之大,在国内较为罕见。机施集团通过钢结构一体化设计、施工,充分展示了作为拥有近70年创业史的老牌大型国企的技术实力、核心竞争力。

据申科伟介绍:本工程的幕墙钢结构为在风塔主体结构外“套”了一层幕墙支撑体系的钢结构的骨架,幕墙钢结构圆柱状高耸网格吊挂结构体系,构造复杂,四条横向的伸缩缝把整个圆柱切割成五个分区。出风口以下,包括三段大落空区域吊挂段,最大吊挂距离达44米。每个吊挂段由“六点汇交”不共面三角形单元空间拟合而成,吊挂段上端与主体结构通过铰支座连接,下端与主体结构通过滑动支座连接,上下支座之间横向与主体结构无任何连接,安装难度大,安全风险高,且风塔幕墙钢结构一体化施工,外附着幕墙转接件,安装精度要求高。

吊挂钢结构体系受力变形复杂,为保证整个结构体系在施工阶段与使用阶段受力一致,经项目团队多方案论证,最终采用三个吊挂段提升的施工工艺,降低了大量的高空作业带来的安全风险。减低安全风险的同时,也带来了新的技术难题,与钢结构常规的吊装不同,“钢结构整体提升”面临着自重大、跨度大、拼装复杂等难题,提升难度前所未有。申科伟介绍:针对三个圆柱状高耸网格吊挂结构体系施工技术难题,项目团队破除传统思路,技术创新,首创三项核心技术助力提升顺利完成。

一是采用“地面分段拼装、整体累计提升”工艺。在地面设置拼装胎架,完成一个地面拼装段后将该段提升一定高度,然后继续在胎架上完成一个地面拼装段,通过安装补缺杆件将两个拼装段连接为一个整体,如此反复,直至整个吊挂段钢构全部拼装完成。幕墙钢构施工大部分变为地面拼装,有效降低了高空作业的安全风险和管控难度。

二是采用由机施集团自主研发的“计算机同步控制液压提升”技术。将多台液压提升设备在自主研发的计算机控制中心的统一自动调度控制下,同步进行提升过程的各项动作,保持整体动作始终协调一致,确保钢构平稳提升就位。

三是项目团队创新采用“测量机器人跟踪测量技术”。在观光塔周边设置3台智能化全自动全站仪,并同步联网接入计算机控制中心的提升控制系统。幕墙钢构提升过程中,3台智能化自动全站仪具有目标自动搜索、识别和自动跟踪功能,并实时将数据传输给计算机控制中心,即时提供纠偏依据。

上述三项技术与工艺的融合运用,相比传统高空安装方案降低了高空风险,保证了施工精度,也缩短了施工工期,为后续外立面幕墙的施工奠定了坚实的基础。

项目工程师许银城补充介绍:观光塔幕墙系统为钢构支撑的单元式玻璃幕墙,塔楼完成面为曲面造型,考虑单元挂点精度要求高的问题,现场采用三维扫描仪进行现有钢结构整体的扫描。扫描整体外立面距离比较远,用精度最高的模式进行扫描,一站大约要30分钟,扫描一次要各个角度总共15站左右。扫描后的数据导入BIM模型进行合模并测算出具体误差,根据误差数据进行后续调差处理。在使用BIM技术的同时,项目团队还将建筑主体结构与幕墙的全施工周期进行了数字化建模拆分,结合数字化钢结构变形分析、现场空间测量定位、高精度机加工等技术,从而完美打造了“定海神针”的挺拔造型。

观光塔幕墙面积约15000平方米,主要由三角形单元板块系统、下圆箍弯弧玻璃系统、上圆箍不锈钢搪瓷百叶等系统组成。三角形单元板块约2850块,为三银超白钢化夹胶玻璃,每个楼层72块,由36块正三角单元板块和36块倒三角形单元板块间隔插接形成封闭环形。项目团队通过全过程三维跟踪测量、应用BIM模拟技术、工厂化预拼装、多工序提前控制、自动连续同步提升等技术措施,确保施工精度。

许银城介绍:观光塔施工中,新型材料应用极具特色。在建筑的36米和136米标高处,分别采用彩色圆弧玻璃和不锈钢搪瓷百叶材质的异形“圆箍”造型,配合“三角形”的基础元素,通过正三角和倒三角的拼接,实现建筑表皮的圆弧光滑效果,最终形成整体的“金箍棒”造型。由于观光塔自身的主要为功能隧道排烟出口,根据设计师技术要求,“金箍”位置出风口部位材料需满足250摄氏度以上的高温。针对技术难题项目团队经过多方调研和技术考证后,选择不锈钢搪瓷板作为项目的首选解决方案,解决材料耐高温要求的同时,满足建筑外立面效果的要求。


“金箍棒”与“钻石”交相辉映

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在太平洋彼岸,有一个闻名世界百余年的旅游胜地叫长滩。那是美国加利福尼亚州南部大城市、主要港口。1888年设市。长滩港风景美丽,气候宜人,为著名海滨疗养地。

此长滩非彼长滩。上海长滩,位于今上海市区北部。这里原系上海宝山上港十四区。过去半个多世纪,这里一直是杂散货集装箱码头。如今,这个宝山老码头将华丽转身为上海长滩——一个生态绿化、商业商务、休闲居住和邮轮游艇综合配套服务为一体的生态滨江综合服务区。

上海长滩规划占地面积77.62公顷,水域面积约48公顷。2014年,上海长滩项目启动观景塔区域建筑方案全球征集。当天,全球25家建筑设计公司应征设计。2015年建设拉开序幕。据规划,上海长滩新建建筑物总面积将超过120万平方米,区域内将建筑可供12600人居住的约4200套住宅。随着众多大公司、大商家的涌入,可约为14000人提供就业岗位。据悉,这里将兴建4个公园、若干个广场、幼儿园、音乐厅、演出场、星级酒店和开放性的滨江大道。在约48公顷的港湾中,规划内的岸线达约1.8公里,可停泊多达270艘60英尺左右的游艇。上海长滩观光塔是该区域最高、最耀眼的标志性建筑。

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在上海长滩观光塔下方东北侧,镶嵌有一枚闪闪发光的“钻石”。那是与观光塔相邻而建、钻石造型的上海长滩音乐厅。上海长滩音乐厅是整个北上海地区最大的音乐厅,音乐厅建筑面积11058平方米,其钢结构和幕墙工程由机施集团承建。除了音乐厅,它还有一个好听的名字,叫水晶,一个非常梦幻的名字。取名水晶的寓意是,水晶需要进行不断打磨、要经过精雕细琢,方可能成为大放异彩的晶体。上海长滩音乐厅就是借寓水晶的特质,致力于将其打造成为一座大放异彩的地标建筑。

音乐厅是艺术的象征,是文化的象征,因此这座音乐厅在外形的设计上可以说是大费周章,打造通透的效果,用丰富且灵动的色彩,打造一个在阳光下熠熠生辉的景象。

“这块钻石,由59个大切面三角形组成的折板空间网格结构体系,钢结构空间异形,造型复杂,存在大量的多杆汇交相贯节点和造型多样的铸钢件。空间网壳采用轴承与斜撑连接,斜撑支撑于钢结构桁架上。外立面幕墙在‘3D悬浮’金属粉镂空装饰板和斜切面通透的玻璃包裹下,宛如从仙境落入凡间的一颗晶莹剔透的水晶钻石。目前钻石幕墙已施工完毕。待来日,夜晚,在灯光的烘托下,这块‘钻石’与‘金箍棒’交相辉映,将格外美丽。”申科伟说。

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采访即将结束,申科伟陪同记者移步江边。临风凭栏,惊涛拍岸,晴空万里,江山无限。回望身后,那高高耸立在江边的观光塔恰如一根“定海神针”,直指天穹,太阳照在塔身上,反射出万道金光。


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