上海中心大廈是中國第一、世界第二高樓，建築高度632m，是我國唯一突破600m高度的超高層建築。工程建築面積約57.8萬㎡，地下5層，地上127層，擁有每秒運行速度可達20.5m的全球最快電梯。大樓擁有9個垂直社區和21個空中花園廣場，整個大樓可容納3萬多人同時活動。作為垂直城市新理念的建築，從建成以來就在國內外獲得了大量榮譽。
上海中心大廈效果圖
在國內獲得的獎項有：
1、2018年度上海市科技進步特等獎
2、2018年中國施工企業管理協會科學技術特等獎
3、2018年度中國建築學會科技進步特等獎
4、2017年度中國土木工程學會詹天佑獎
5、2017年度中國建築業協會魯班獎
6、2018年中國施工企業管理協會國家優質工程金獎
7、2016年度中國鋼結構金獎
在國際上獲得的獎項有：
1、2016年世界高層建築與都市人居學會「最佳高層建築
1、獎」
2、2016年度國際橋樑與結構工程協會「傑出結構獎」
3、2019年國際建築業主與管理者協會「全球創新大獎」
4、2016年美國《建築實錄》雜誌「125年來最重要的125
6、座建築」
5、2019年美國《建築文摘》「過去五年重新定義建築界
7、的13座建築」
6、2019年美國《建築文摘》「全球最美27座摩天大樓」
7、2019年世界高層建築與都市人居學會「過去50年全球
8、50座最具影響力高層建築」
上海中心大廈
一座超高層建築的設計和建造，為什麼會收穫如此多的關注和獎項？上海中心大廈到底蘊藏著怎樣的科技密碼？運用了哪些先進的技術？
近日，上海中心大廈建設發展有限公司總經理顧建平、上海建工集團股份有限公司總工程師龔劍分別作為產業代表和科技代表做客東方衛視，錄製大型科創訪談節目《未來邀請函》。訪談圍繞「上海中心大廈的科技密碼」而展開，兩位嘉賓解讀了上海中心大廈在設計和建造過程中的各種密碼，分享了用科技創新成就超高層建築新高度的歷程。
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上海中心大廈工程的科技密碼
▌密碼120
上海中心大廈工程通過數值模擬及風洞試驗進行不同扭轉角度和收分比例的空氣動力學優化，研究表明塔樓120°扭轉、55%向上收分立面等綜合氣動優化措施可使有效風荷載效應降低24%，實現了美學與風工程學的最佳結合。上海中心大廈的抗風能力在今年夏天的超強颱風「利奇馬」肆虐過程中得到了充分展示。
120°扭轉、55%向上收分立面
▌密碼125
上海中心大廈在125層設置了極具藝術感的抗風「鎮樓神器」千噸級擺式電渦流調諧質量阻尼器裝置，這項新型阻尼器技術為國內外首創。上海中心大廈工程研究建立了擺式電渦流質量調諧阻尼技術概念、技術方法、試驗驗證、產品製造到工程應用的理論基礎。擺式電渦流調諧質量阻尼器系統在質量減少20%條件下使結構10年重現風致峰值加速度降低43%以上。在減少大樓擺幅時，提高了大樓中人員的舒適度感受。
新型擺式電渦流調諧質量阻尼器
▌密碼20357
上海中心大廈的外幕牆由20357塊幕牆掛板組成，被業界定義為「世界頂級幕牆工程」。工程建立了超高層建築內剛外柔新型巨型結構設計理論體系，首創設計了主體結構與外圍柔性懸掛支撐結構變形協同一體的雙層表皮玻璃幕牆「垂直城市」超高層建築。發明並製造出五種類型柔性連接滑移支座裝置，通過約束釋放、變形吸收，實現了各種荷載效應下剛柔不同結構體系複雜工況的變形協同。
雙層表皮玻璃幕牆
▌密碼955
上海中心大廈主樓地基中密集地排列著955根長達86m、直徑達1m的超長大直徑鋼筋混凝土鑽孔灌注樁。工程突破軟土打入式鋼管樁傳統工藝，率先在350m以上超高層中採用樁端注漿鑽孔灌注樁技術，使極限承載力增加近4倍。研發出深厚砂層超長樁人工製漿護壁成孔、漿液攜砂循環除砂、護壁高效清渣等新型成樁工藝體系及控制技術，為後續超高層採用鑽孔灌注樁奠定了基礎。
灌注樁示意圖
▌密碼60000
混凝土體積達60000m³的大底板是上海中心大廈的定海神座，圓形鋼筋混凝土平台面積11493㎡，相當於1.6個標準足球場大小。工程發明了高強低水化熱低收縮混凝土技術，提出基於溫度梯度理念的混凝土溫度控制技術，形成大體積混凝土裂縫控制新方法，創造了建築工程強度等級C50、超長121m、超厚6m、體量60000m³大體積混凝土一次連續澆築的國內外新紀錄。
60000m³大體積混凝土連續澆築
▌密碼1000
上海中心大廈工程建造整體模架裝備鋼平台達1000㎡，猶如空中作業的航空母艦。工程採用下置頂升式爬升工藝的液壓驅動整體鋼平台模架裝備，可隨工程建造過程不斷往上攀升。打造了全封閉施工環境，保障了施工安全。新型整體鋼平台模架裝備在爬升工藝、動力驅動方式、模塊化集成技術、智能化控制技術等方面實現了重大突破。
下置頂升式爬升工藝的液壓驅動整體鋼平台模架裝備
▌密碼620
上海中心大廈工程研發出多元要素指標協同控制的超高泵送新技術，實現了C60實體結構混凝土一次泵送高度達582m，C45實體結構混凝土一次泵送高度達606m，C35實體結構混凝土一次泵送高度達610m，創造了多項混凝土一次泵送高度國內外新紀錄，驗證性地將120MPa超高強混凝土一次泵送到620m高度。
▌密碼 數字-綠色
上海中心大廈工程建立了基於設計、施工和運維的超高層綠色建築技術體系。建設過程建立了數字模型分析計算、專項技術平台、協同管控平台、運維管理雲平台等組成的超高層數字建造技術體系，實現對工程建設控制要素的高效管控。建成後成為全球首棟中國三星級和美國LEED-CS鉑金級標準雙認證最高等級綠色超高層建築。
打造垂直城市理念
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訪談摘錄
主持人：上海中心大廈作為一個建築精品，屢次獲得科技創新大獎。
龔 劍：上海中心大廈這個項目，由於它在很多設計理念上的創新，還有包括我們在工程建造上大量的一些創新成果，使得這個工程項目在工程結束以後，獲得了大量的國內外的一些獎項。
顧建平：美國有一本雜誌叫《建築實錄》，已經辦了125周年了。為了慶祝125周年，這本雜誌在全世界找了125棟建築，認為這125棟建築在建築領域裡面是具有重大影響力的。譬如說雪梨歌劇院、美國帝國大廈等，上海中心大廈也非常榮幸地被選入這125棟建築之一。
訪談現場
主持人：我們都知道上海中心大廈是陸家嘴國際金融中心超高層建築的收官之作，很多人把上海中心大廈稱作是一座垂直城市，為什麼會有這樣的一個說法呢？
顧建平：上海中心大廈總的建築面積相當於57.8萬㎡，上海的老外灘，從延安路到外白渡橋，第一排的建築物加起來接近60萬㎡，所以我們經常有一個形象的比喻，上海中心大廈是豎起來的外灘。
上海中心大廈建設發展有限公司總經理顧建平
主持人：為什麼這個玻璃幕牆也叫做柔性幕牆？
顧建平：上海中心大廈這個幕牆玻璃，整個結構的設計是一個柔性的設計，那麼這個對玻璃來講，受到擠壓的這種機率就比較低，所以整個外幕牆設計是從目前我們現有的技術和材料多方面去研究的。
龔 劍：因為整個大樓它有壓縮變形，混凝土有收縮徐變，這個玻璃幕牆大概有3000多噸，懸掛在拉杆上的，那麼它又是一個拉縮伸長的一個過程，所以裡面是收縮，外面是伸長。柔性結構是附著在裡面的剛性結構上的，在風荷載的作用下，它的荷載要傳遞給主體結構，那麼這樣就造成了它在傳遞的每一個節點上，它都會有變形，我們在整個的70m範圍調節的變形的數據，大概就是在6公分，有的大的會在10公分左右。
上海建工集團股份有限公司總工程師龔劍
主持人：地下空間需要多大才能保證超高層建築的絕對安全呢？上海中心大廈的地下施工一共有多深呢？
顧建平：地下面288m的地方才是花崗岩，我們不可能把所有的樁都打到288m。主樓的樁大概是在86m左右，那麼它主要是靠樁和土的摩擦力，來支撐上面這個重量，樁打完以後，在樁的上面還有一塊大的底板，10000㎡的6m厚的這麼一塊大底板，在這個大底板上面再蓋我們的建築物。
龔 劍：上海的軟土地基類似於一塊豆腐一樣的狀態，非常軟，如果你放著一個重量的東西，它就會塌掉。我們通過研究之後，就採用樁基的這種方法。通過這樣一個樁的摩擦力，來支撐整個大樓，相當於在豆腐上插了一根根牙籤的這樣一種方式。在整個600m的大樓的主樓下邊，總共有955根樁，金茂大廈和環球金融中心它們採用的樁，和我們上海中心大廈是不一樣的，它們採用的是鋼管樁。鋼管樁主要是採用這種錘擊的方式打下去，這種工藝比較簡單，質量也比較能保證，但是上海中心大廈在建造的過程當中，邊上的五星級酒店和居民樓都已經建成了，不能再採用這種傳統打樁的方式來建造，在當時可以選的也只有鑽孔灌注樁。但是鑽孔灌注樁在上海這樣的軟土地基，350m以上的這樣一個建築，沒有一個工程採用過。
底板示意圖
主持人：我們怎麼保證這種灌注樁最終是可以保證大樓是安全的呢？
龔 劍：主要是靠承載力，大樓85萬噸，我們現在是955根樁，每根樁是1000噸，那就等於是95萬噸，整個大樓是85萬噸，所以主要是通過底下的承載力要大於整個大樓的這樣一個重量。這個當中有些非常關鍵的點。第一，鑽孔灌注樁的工藝，第二，鑽孔灌注樁怎麼樣能讓它達到我們所要求的這樣一個承載力，這個樁怎麼樣達到我們要求的一個垂直度，所以最後我們是採用了一些樁端注漿的這樣一個技術，使得整個樁的極限承載力從800噸上升到了3200噸，取小於一半的數據，那麼1000噸我就滿足了。這裡邊還採用了很多的一些專利技術。所以總的來說，鑽孔灌注樁在我們的軟基當中，它最下邊的這一層也是最關鍵的，是解決在軟土地基上把整個超高層建造起來一個非常關鍵的這樣一個技術。
上海建工集團股份有限公司總工程師龔劍
上海陸家嘴地區夜景
《未來邀請函》節目每期邀請兩位嘉賓參與訪談，立足上海科創中心建設，瞄準世界科技前沿，對話主流科學界代表和應用企業代表，解讀前沿科技和產業化成果。本期節目已經在東方衛視播出。
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