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世界最高建筑是如何建设的?从美国纪念碑到广州塔的发展史

2025-03-26 09:41世界最高

170多年前,美国工匠们凭借坚韧不拔的意志,着手建造了一座宏伟的纪念碑,这座纪念碑在当时傲视群雄,成为了世界上最高的建筑。

起初,工程师们计划仅使用坚硬的石头来堆砌塔身,以此展现人类对于自然力的征服。然而,当纪念碑建设至三分之一高度时,一个突如其来的变故打破了原本的平静。塔身竟开始倾斜,并下沉了一米多,这一变故令所有人惊愕不已。

面对这一棘手的问题,工程师们迅速行动起来,最终揭开塔身倾斜的谜团。经过一番勘探,他们在塔边挖掘了一条隧道,深入地基下方,眼前的景象触目惊心,原来,地基下方的黏土和沙子在重压之下发生了形变,导致了塔身的倾斜。如果继续按照原计划建造,这座纪念碑要么成为一座斜塔,要么在不久的将来轰然倒塌。

于是,工程师们不得不重新制定方案,他们决定清理地基周围的泥土,并掏出一侧的土壤,通过调整地基的受力平衡,使塔身逐渐恢复垂直。接着,在地基下方挖出多条细长的深沟,并用混凝土进行填充。等混凝土地基完全固化后,再将塔身与地基进行牢固连接。

经过数年的艰苦努力,这座承载着美国人民自豪与梦想的纪念碑终于在1884年完工,这激发了其他国家在建筑领域的竞争。

在法国,人们看到了美国纪念碑的辉煌成就后,决定修建一座比美国纪念碑高两倍的铁塔——埃菲尔铁塔。这一决定在当时引起了巨大的轰动和争议,当时法国和英国一样,全球都有殖民地,一万多吨的钢材对法国而言很轻松。

他们首先将数千根金属管焊接在一起,组装成了四个巨大的铁塔骨架,然后将这些骨架拼接在一起,并在顶部搭建了一个平台。随着铁塔一层层向上搭建,施工难度也越来越大。之后工程师们想到了预制组件,他们先在工厂生产好部件,再运到施工现场进行组装,最后用蒸汽驱动的起重机和吊车将部件吊装到铁塔上,就像搭积木一样。

为了确保安全,当铁塔建到100米高时,工程师们将两台起重机背对背连接在一起以保持平衡。这一创新性的设计不仅确保了施工过程中的安全稳定,更为后续的维护工作提供了便利。

当铁塔完工后,起重机的轨道被巧妙地改造成了电梯轨道,为游客提供了便捷的登顶体验。最终,这座高达330米的埃菲尔铁塔成为了法国乃至世界的标志性建筑。

不过,世界纪录就是用来打破的。在加拿大,人们看到了埃菲尔铁塔的辉煌成就后,也决定建造一座更高的建筑超过法国。

他们选择在多伦多市中心建造一座电视塔,即CN塔。工程师们首先在底部组装了一个三层楼高的模板,然后从上向下逐层浇灌混凝土。他们利用液压千斤顶将塔身一层层拔高,就像一棵参天大树在不断地向上生长。

当塔身达到500多米时,工程师们意识到仅靠混凝土无法抵御强风的侵袭,于是,他们用钢缆加固的方法,将钢缆穿过混凝土结构,然后牢牢地固定在地基上。在近百根钢缆的加固下,塔身变得稳固无比。最终,这座高达553米的CN塔成为了当时世界上最高的建筑之一。

在广州,一座更加宏伟的建筑拔地而起,广州塔在一段时间内成为中国广东的新地标,

广州塔的项目选址在风景秀丽的珠江岸边,这里土质松软、水流湍急,给施工带来了极大的挑战。但中国工程师们却迎难而上,他们决定将底座打入地底深处的岩石中,并在地基周围挖了多个竖井。

在挖掘过程中,工人们不断用混凝土环加固井壁,防止松软的土壤塌陷。当钻探到基岩层后,工程师们将混凝土灌入竖井,并插入钢柱进行一体化固化。

广州塔的设计同样令人惊叹,塔身从上到下分为五个功能区,包括设备间和观景廊等。塔身周围弯曲的24根钢柱是整个结构的核心支撑,这种不规则的设计不仅能抵御超强台风,还能有效地减少涡流的影响。

不过这也带来了一个潜在问题,塔身中间狭窄的部分受力过大,可能导致钢柱弯曲甚至断裂。为了解决这个问题,工程师们借鉴了人体骨骼的设计原理,在钢柱上增加了环形锁扣,并在最窄处加大了锁扣密度。这一创新性的设计大幅提升了塔身的强度,使其能够抵御各种极端天气的考验。

在整个施工过程中,工程师们还借鉴了埃菲尔铁塔的建造经验,采用了预制组件的方式,并配合起重机辅助安装。他们在广州塔中心的混凝土柱周围还设计了一条长长的通风管道,一旦发生火灾,强力风扇能将烟雾迅速排出塔外,为内部人员争取宝贵的逃生时间。

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