海拔600米的“小蛮腰” 是如何建成的？

提起广州

大家第一反应是什么？

早茶、肠粉、珠江……

当然还有地标性建筑

海拔600米的广州塔

它是中国第一高塔

也是世界第二高塔

这又细又高的广州塔

到底是怎么建成的呢？

让科博士来告诉大家吧！

地基

广州塔坐落在新城市中轴线与珠江景观交汇处，然而，就是这绝妙的位置带来了第一重难题：离珠江太近不仅意味着地基松软，更要求塔基要承受很大的水压。

于是工程师们决定，分几个阶段打造塔基：

首先，将混凝土核心筒的巨大底座，直接建在基岩上。基岩是陆地表层中的坚硬岩层，一般被土层覆盖，埋藏深度几米到几十米不一，比较适合用来作大型建筑工程的地基。

其次，为外部的立柱打下基础。工人们在核心筒周围挖了一圈竖井，每根竖井有20米至40米深，4米至5米粗。挖井的过程中，用环形混凝土梁固定，以防止潮湿的土壤进入竖井。挖至基岩之后，再用混凝土浇筑竖井。

最后，在竖井的顶部架起一圈环形的混凝土梁，以此链接竖井与巨大的立柱。这就相当于塔的每一根立柱都拥有了自己的柱桩，可以向下深入基岩。

经历了整整一年，平均约30米深的塔基打造完毕，广州塔有了坚实的基础。

身姿

广州塔被称为“小蛮腰”，是因为设计师在广州塔的造型上做出了创新：两个圆形被一排钢柱连起来，将两端反向旋转，形成纤纤细腰。

如何在塑造出完美腰线的同时，兼顾塔的质量与功能性，成为了工程师们面前最大的挑战。

于是工程师们想出一个办法：

塔的中心是核心筒，即为一根混凝土空心圆柱，用来容纳电梯和楼梯。核心筒上添加5个空间，作为景观走廊和设备楼层。如下图所示：

但纤细的腰身有一个缺点：高塔可能会发生变形。为了避免变形，工程师在立柱内侧增加了钢环梁，形成坚固的格栅结构。

小蛮腰结构特写

抗风

海拔越高，风速越快，所以高层建筑特别怕风。而且广州更是台风的高发地，又高又细的广州塔该如何抵抗台风呢？

这时候，广州塔的纤纤细腰以及复杂外网结构，就发挥着巨大的作用。当强风吹过普通摩天大楼时，会形成螺旋状的风，引起摩天大楼大幅度的左右晃动，甚至面临坍塌的危险。

但当强风刮过广州塔时，塔身整体网状的漏风空洞“扰乱”了漩涡风，扭曲的身姿减少了塔身的笨重感，大大削弱狂风带来的摆动。

强风被阻断

不仅如此，塔内还设有阻尼装置。在电视塔靠近顶层的中央核心筒内，有两个容量500吨的铁质水箱。水箱的下面安装有轨道，以便水箱滑动。当塔身晃动时，水箱可以通过传感器向反方向滑动，以此来消减塔身的晃动幅度，这能使晃动位移降低40%。

除此之外，塔身采用特一级的抗震设计，抗震设防烈度可达7度，同时可抗12级台风(149+km/h)，设计使用年限超过100年。

灯光

除了高度和身姿外，广州塔吸引游客的还有那美轮美奂、变换多彩的灯光效果。那么，广州塔为什么能发光？多种多样的灯光效果是怎么做到的？

奥秘在于广州塔上的6700余盏LED灯。

广州塔上的6700余盏LED灯，是通过月牙板固定在钢管立柱的内侧的。所有灯都是向上或者向下照射主立柱，并且一节一节接力照射。

采用这种方法，能够对配光加以严格控制，不仅减少了漫射光和光污染，避免对周边居民区的影响，更是利用了LED指向性强的特点，将光聚集在柱子和环梁等结构上，营造出更加明晰的灯光效果。

而且，LED灯内有非常多灯珠，一个红色、一个绿色、一个蓝色的灯珠共同作为一组。广州塔的塔身能不停变换颜色、有不同的光效，其实就是通过计算机控制每个灯珠的开关和亮度来实现的。

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