重約2000噸，頂升力4000多噸，封閉式全鋼結(jié)構(gòu)，平臺(tái)面積1600平方米，施工荷載2300噸，在千米高空，能抵御10級(jí)大風(fēng)。置身其上，工人如履平地，可同時(shí)進(jìn)行4個(gè)樓層、多個(gè)工種流水作業(yè)，平均4天蓋一層。

這就是我國(guó)首創(chuàng)的智能化程度最高的頂升鋼平臺(tái)，人稱“空中造樓機(jī)”，已成功應(yīng)用在北京第一高樓、高528米的中國(guó)尊項(xiàng)目建設(shè)上。

抗震8度、上下兩端粗中間細(xì)、零施工場(chǎng)地……中國(guó)尊的建成拿下了多項(xiàng)紀(jì)錄，其中包括八項(xiàng)世界紀(jì)錄和十五項(xiàng)中國(guó)之最。

沒有樓體四周密密麻麻的腳手架和防護(hù)網(wǎng)，而是把“空中造樓機(jī)”直接罩在樓頂。“沒有‘空中造樓機(jī)’，中國(guó)尊不可能僅用5年就如期完工。”時(shí)任中國(guó)尊項(xiàng)目建設(shè)執(zhí)行總工許立山表示，使用“空中造樓機(jī)”為中國(guó)尊建設(shè)節(jié)省工期20%。

這個(gè)“空中造樓機(jī)”是個(gè)什么組合?是怎么發(fā)明出來(lái)的?如何實(shí)現(xiàn)“騎”在樓頂造樓?

資料顯示，“空中造樓機(jī)”系統(tǒng)主要由鋼框架系統(tǒng)、支撐與頂升系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、掛架系統(tǒng)及附屬設(shè)施系統(tǒng)以及一臺(tái)ZSL380動(dòng)臂塔吊組成。

“類似一個(gè)‘鋼罩’布置在核心筒上部，支撐在核心筒外圍墻體上。”中國(guó)建筑集團(tuán)公司(以下簡(jiǎn)稱中建)研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員李險(xiǎn)峰(化名)告訴科技日?qǐng)?bào)記者，所有建筑功能全被集成到一個(gè)平臺(tái)，并有施工電梯直達(dá)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)卸料平臺(tái)、混凝土布料機(jī)、臨建設(shè)施、物料堆場(chǎng)等與模架的融合。

“空中造樓機(jī)”前后歷時(shí)十幾年，共經(jīng)過(guò)四代技術(shù)升級(jí)。

進(jìn)入新世紀(jì)，超高層建筑越來(lái)越高、結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，不僅要承受較大的垂直荷載，還要承受較大的水平荷載，傳統(tǒng)模架難以滿足要求。如何在保證質(zhì)量與安全的情況下提高建設(shè)速度?

2005年，中建參與高432米的廣州西塔總承包施工。該工程平面呈類三角形，外周邊由6段曲率不同的圓弧構(gòu)成，總工期僅1007天。若采用傳統(tǒng)施工技術(shù)，根本無(wú)法如期完成建設(shè)任務(wù)。

“面對(duì)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，我們提出了一個(gè)大膽設(shè)想。”李險(xiǎn)峰介紹說(shuō)，就是用一個(gè)懸掛模板與掛架的鋼平臺(tái)，采用大行程、高能力、支承在剪力墻預(yù)留洞處的液壓千斤頂頂升，整體同步上升一個(gè)高度，完成上一樓層的混凝土結(jié)構(gòu)施工。

這就是“空中造樓機(jī)”的前身，也稱第一代頂模——低位頂升鋼平臺(tái)模架體系，相比傳統(tǒng)施工技術(shù)，第一代頂模建設(shè)速度最快達(dá)兩天一層。

為降低成本，實(shí)現(xiàn)“頂模”在不同項(xiàng)目間的周轉(zhuǎn)使用，2009年，中建成立攻關(guān)小組，成功將模架“拆分”成多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組件，組成一個(gè)裝配式結(jié)構(gòu)，隨后在福州世茂國(guó)際中心、福州宇洋中央金座和天津117大廈等工程建設(shè)中大顯身手。

2012年，為應(yīng)對(duì)高438米、不規(guī)則設(shè)計(jì)的武漢中心項(xiàng)目，中建團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步創(chuàng)新，打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，利用核心筒外側(cè)墻體表面2—3厘米素混凝土微凸構(gòu)造承力，單個(gè)支點(diǎn)承載力達(dá)400噸，研制出微凸支點(diǎn)智能控制頂升模架，被稱為第三代頂模，頂部平臺(tái)長(zhǎng)35米、寬35米，為項(xiàng)目建設(shè)提供了充足的施工空間和材料、機(jī)械設(shè)備堆場(chǎng)。

這一創(chuàng)新將推力大幅提升至2400噸，可同時(shí)頂起3萬(wàn)名成年人。最大高度27.8米，豎向橫跨三個(gè)半結(jié)構(gòu)層，實(shí)現(xiàn)了鋼筋綁扎層、混凝土澆筑層、混凝土養(yǎng)護(hù)層分層流水施工，同時(shí)還專門研發(fā)了智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

創(chuàng)新無(wú)止境。在第三代頂模的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)近兩年的研究試驗(yàn)，2014年，中建團(tuán)隊(duì)進(jìn)而研制出升級(jí)版“自帶塔機(jī)微凸支點(diǎn)智能頂升模架系統(tǒng)”，即超高層建筑智能化施工裝備集成平臺(tái)——一個(gè)真正意義的“空中造樓機(jī)”。

這是全球首次將超高層建筑施工的大型塔機(jī)直接集成于平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)了塔機(jī)、模架一體化安裝與爬升，并將核心筒立體施工同步作業(yè)面從三層半增至四層半。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，這一創(chuàng)新突出解決了塔吊爬升與模架頂升相互影響、爬升占用時(shí)間長(zhǎng)、爬升措施投入大等制約超高層建筑施工的難題。(記者 矯陽(yáng))