央视新址工程揭秘：为何斜而不倒

中央电视台新台址工程位于北京市中央商务区（CBD）。CCTV主楼含两栋分别为52层、高234米和44层、高194米的塔楼，并由14层、56米高，重1.8万吨的悬臂钢结构连接，总建筑面积47.3万平方米，号称“中国公共建筑"第一单"”。该工程是2008年北京奥运会的重要配套工程。
　　北京的东三环路边，一座巨大的钢铁建筑迅速生长，完整的躯体已然袒露形状，如今，光亮的玻璃幕墙正在建筑外立面延展，在冬日的阳光里生辉。
　　与周围景观是否协调；会不会给本已紧张的区域交通带来更大的压力……对这个钢铁大家伙产生的有关疑虑在增多，但人们对中央电视台新台址主楼的关注热情，随着它的长高也在升级。
　　不久前，人们看到，建筑的组成部分——两栋倾斜的塔楼在162米的高空变形扭曲之后，终于拥抱在一起，工程人员把这称作“悬臂钢结构合龙成功”。
　　从不同角度看过去，大楼带来不同的感官印象：有人说它像一只扭曲的正方形油炸圈；有人说它像汽车人带头大哥擎天柱的两条粗壮大腿——正因为结构特殊，在建筑界没有现成施工规范可循，使得工程的科技含量和施工难度世所罕见。
　　在英国《泰晤士报》组织的评选中，央视新址跻身“当今全球建设中十大"最强悍"工程”行列。现在，我们就去探究一下，央视新址工程究竟怎样“强悍”？

塔楼倾斜6度为何斜而不倒
　　关于央视新址，坊间流传这样一个故事：在建设过程中，北京市建委接到不少市民的“投诉”:“东三环边上有两座楼越盖越歪，都快撞上了！”——故事的真实成分有多少暂且不论，但却提出了一个值得探讨的有趣问题：两座塔楼双向倾斜6度，央视新址为什么会斜而不倒？
　　中建三局钢结构公司央视新址项目执行经理欧阳超解释说，从外面看楼是斜的，顶是歪的，有14层是悬空的，实际上大楼核心筒是垂直的，地板是水平的，悬空部分通过钢桁梁、外龙骨和斜向拉杆分散受力，“是绝对安全的”。
　　还有很多人看着央视大楼的两座“斜塔”心中纳闷，楼里屋子的形状是不是也不规则？关于大楼的电梯，网上也流传着两个版本。一个版本说，大楼的电梯是斜着装的，乘客将倾斜着上楼；另一个版本是，为了避免乘客倾斜，大楼的电梯将分段安装，从一层到顶层要换乘几次电梯。
　　据大楼建设方中国建筑股份有限公司总工张琨介绍，大楼里面的房屋是方形的，空间角度也是垂直的。钢结构已经把楼内空间自然分割成了多个房间。大楼建成后，一层将设置直接通往顶层的电梯，电梯是直的，不像两座斜塔那样倾斜。

悬臂上建14层楼能承载多大重量
　　央视新址两座塔楼分别高234米和194米，双向倾斜6度，分别伸出75.165米和67.165米的悬臂，在空中折形相交对接，使两座塔楼形成折形门式结构。凌空飞架在162米高空的悬臂里将建起14层楼房。张琨表示，悬臂钢结构施工是整个工程中难度最大的部分。
　　悬臂施工一开始就受到世界建筑界关注。张琨说：“在施工之前和施工过程中，有很多领导包括我们行内的专家，他们每次碰到我都要问这样的问题——这个大楼建成了之后是不是能够合龙？”面对质疑，张琨没有过多解释，而是和他的团队一起，默默地进行着各项力学计算，数据分析资料堆在一起足足有20多厘米厚。
　　欧阳超介绍，悬臂施工采取架桥的方法。塔吊将重几十吨的钢架慢慢地抓到了162米的高空，钢架通过钢筋牵引固定，钢筋一边连着钢架，一头连着大楼主体，从而搭设一个横断面钢梁。高强螺栓将钢架的一端固定在大楼主体上，焊接后松开钢筋，校正钢梁的精确角度。
　　悬臂的最底层是一个长近百米，宽约40米的大空间，这里是整个悬臂的一个平台，撑起上万吨重的悬臂。悬臂本身的自重达到了1.8万吨，站在上面还能承载多大的重量？张琨说，按照设计，该处可以承载5.1万吨的重量，每平方米可承重500公斤，非常安全。
　　据介绍，悬臂层建成后将在地板上留出一个方形观景区，让参观者能直视地面，体验“悬空”之感。悬臂和其他的写字楼建筑一样，除了公众参观区外的部分会作为办公用。

外观网格密布仅起装饰作用
　　从外观看大楼是一个整体，据大楼建设方介绍，事实上，两座塔楼在内在结构上分成与地面垂直的核心筒与倾斜的外框筒两部分。核心筒为全钢结构，与外框筒在水平方向上相连，只承受楼内电梯运送等较小的作用力，而核心筒的部分重量、悬臂的份量和塔楼倾斜产生的侧面张力都要靠外框筒体来承受。
　　现在，玻璃幕墙已经覆盖新址主楼外壁过半，没被覆盖的部分显现出密布的网格。建设方解释说，网格并非仅起装饰作用。
　　为了解决外框筒的受力问题，担负大楼结构设计的华东建筑设计研究院将外框筒设计成一个网状结构。作为大楼主体架构，这些钢网格暴露在建筑最外面，而不是像大多数建筑那样深藏其中。压力基本都能沿着系统传递下去，并找到导入地面的最佳路径。大面积玻璃窗与菱形钢网格结合而成，拐角等压力较大部位的钢网结构更加密集。钢网由诸多梁、柱及斜撑组成，无数三角形单元结构让稳定性增强。
　　张琨介绍，大楼是按照8度抗震的标准建设的，做到小震不坏，大震不倒。12级以下的风不会对大楼产生任何影响。

工程八大技术难关（延伸阅读）
　　1造型独特结构新颖 两栋塔楼从37层开始向中间部分延伸，并连成整体，形成悬臂钢结构。悬臂钢结构是施工的最大难点。
　　2结构变形控制要求高两栋塔楼双向向内倾斜6度，施工过程中随着结构增高，自重加大，变形会不断增加；悬臂钢结构在两栋塔楼未连接为整体前，塔楼结构向内倾斜的变形不断变化，逐级加大，而悬臂钢结构的变形是自身变形与塔楼变形的叠加，变形过大将会影响到结构安装精度和结构受力状态。

3钢结构量大央视新址主楼工程钢结构总吨位达14万吨，钢构件共5.4万多件，安装过程中将使用95万套高强螺栓、压型钢板30万平方米、栓钉219万套、焊接材料约12000吨。
　　4焊接难度大主楼箱形柱及斜撑的板厚最厚达135毫米，厚板总量达8万多吨，现场焊接工作量大而复杂，存在大量厚板立焊、斜立焊、消除节点焊接应力和防止层状撕裂是钢结构焊接的重点控制内容。
　　5声学要求高主楼演播区的大小演播厅、演播室、导控室、音控室、节目编辑制作区等的录音棚、录音配音室等用房均具有较高的音质和噪声控制要求，必须采取足够的隔声措施以确保满足声学灵敏性指标。
　　6智能化程度高主楼智能化程度高，特殊使用功能部位多，机电专业系统多，指定分包和专业之间交叉作业多，总包管理和总体施工协调难度大。
　　7超厚大体积混凝土主楼地下室承台基础筏板最厚处达10.9米，12万立方米大体积混凝土施工组织与管理、混凝土的防裂控制至关重要。
　　8幕墙几何定位难幕墙立面几何定位来自于斜交格构的钢结构节点，所以幕墙施工必须与钢结构施工协同工作，按照钢结构施工预调整方案采取相应的变形预控措施，使其在建筑完工状态的几何形状符合设计图纸要求。