介绍
2017年12月19日，由中国建筑工程总公司承建的国内首座“水平摩天大楼”——重庆来福士广场“水晶长廊”第一段整体桁架缓缓升起至250米高度。整体建成后，“水晶长廊”长300米，海拔250米。长度和高度都是世界上最长的。中央电视台《新闻联播》和中央电视台新闻频道《新闻直播间》栏目均对当天的活动进行了报道。重庆来福士广场是全球最大的来福士广场项目。它是由世界著名建筑师摩西·萨夫迪设计的。奥雅纳负责从概念设计到施工图设计和施工的全过程结构服务。本土设计机构是重庆设计院。重庆来福士广场又名“扬帆起航”，像一艘“大船”与朝天门广场相连。预计将于2018年底完工。
项目特色
中国首次达到海拔200米以上
超长超重弧形观景桥
最独特的是它的250米高的水晶廊桥。象征重庆“提坎”面貌的水晶廊桥长300米，宽约30米。它将四座塔楼相互连接起来，在夜晚看起来就像一面明亮的玻璃。丝带立于水中，面向天空。拥有观景台、无边泳池、会所、餐饮娱乐设施等，这里必将成为未来欣赏重庆夜景的绝佳选择。
▲重庆来福士广场效果图
▲央视新闻报道“水晶长廊”首段整体桁架改造成功
▲央视新闻频道现场直播“水晶长廊”第一段整体桁架改造成功
12月19日，由中国建筑工程总公司承建的国内首座“水平摩天大楼”——重庆来福士广场“水晶长廊”首段整体桁架升级成功。截至今日，整个液压举升工作持续了六天。整体提升高度约250米，为世界最高。
▲重庆来福士广场一期整体桁架改造现场
重庆来福士广场由八座250米以上超高层建筑组成，钢结构“水晶长廊”将四座塔楼连为一体。 “水晶长廊”长约300米，宽30米，高22.5米。它实际上是一座水平摩天大楼，横跨四座250米高的塔顶，建筑面积超过10000平方米。最终总重量达到了4万吨。
▲T3S与T4S塔楼之间的桁架剖面
整个“水晶长廊”需要分三次整体升空，最后停靠在空中。此次整体升级的是位于T3S和T4S塔楼之间的桁架部分。它长42米，重900多吨。提升速度控制在4-6米/小时。
▲“水晶长廊”效果图
300米长的“水晶长廊”横跨天空，将四座塔楼连接起来，犹如一条玉龙。 “水晶长廊”剩余两段桁架预计于2018年5月和6月进行升级改造。建成后，观景桥将拥有270°天际观景台和50米无边泳池。可以高空俯瞰“3D魔幻”重庆，夜晚伸手“摘星”，体验重庆河畔璀璨夜景。
雄伟
就像一艘远航的巨轮
该工程与朝天门和两条河流的雄浑气势相得益彰，显得雄伟壮观。八座塔临水朝北，最高的两座高约360米；其余六座高约250米。与朝天门广场相连，犹如一艘扬帆起航的“巨轮”。
漂浮在河风中的空中花园
为了让科技感与柔和并存，整个建筑北侧都将种植绿色植物。远远望去，就像一座绿色的空中花园。也将成为渝中半岛南望的标志性立体绿墙。
每3到5层改变角度
八座超高层塔楼每座都有一定的弧度，就像一根被风微微弯曲的桅杆。采用钢-混凝土巨型组合结构。有些杆是直安装的，有些是倾斜的。根据每座塔的不同情况，每3-5层必须改变角度。
位于两条河流的交汇处，
如何抗风抗震？
采用创新的“钢-混凝土组合支腿系统”。在组合支腿系统和巨型框架之间，采用了低碳钢阻尼装置，其作用就像“保险丝”，具有良好的延展性。即使遇到地震和强风时，也能通过往复变形消耗地震作用和风荷载而不破裂。此外，大楼每隔几层设有避难层，可用于紧急情况下人员的及时疏散。
智能创造“世界奇迹”
中国建筑运用了哪些黑科技？
竖立在250米高空、全长300米的超长“水晶长廊”，属世界首创。中国建筑到底用了什么样的“黑科技”，打造出如此奇特的空中观景长廊？
亮点：全流程模拟施工模拟
▲观景桥钢结构安装与分解
观景桥横跨四座塔楼，全长约300米。建成后，总重量将达到4万吨，钢结构使用量1.2万吨，总建筑面积将超过1万平方米。
▲观景桥塔上方钢结构安装模拟动画
▲观景桥塔之间部分钢结构安装模拟动画
塔身上部直接在塔顶组装，塔间部件采用地面组装、液压同步整体吊装安装施工。通过对多塔、立交桥的综合施工模拟以及整个立交桥施工过程的模拟，为立交桥建设指明了方向。
亮点：多点同步控制技术
本次升级共有六个提升点。通过程序控制、实时测量、激光测距等措施，保证了六个吊点的同步。
亮点：高空抗风打结技术
考虑到该项目位于两条河流交汇处，风荷载影响较大。研究过程中，根据重庆十年一遇的大风进行了计算。经确定，4级及以下风力可正常吊装，4级以上风力应采取绑扎措施，防止与铁塔碰撞。
亮点：合龙精密控制技术
吊装前，根据实测的地面组装段连接接口坐标数据，调整塔顶连接接口坐标数据，保证吊装到位时顺利合拢。
“水晶长廊”是300米超长三维组合钢结构桁架，属全球首创。吊装过程中，该项目还采用激光测距仪实时监测吊装高度，采用应力应变监测仪实时监测杆件受力状态，采用行程、位移传感监测和计算机控制，全自动实现同步动作、负载均衡、姿态。具有纠偏、力控、操作锁定、过程显示、故障报警等多种功能，确保整个起升过程的安全。
▲重庆来福士广场项目效果图
重庆来福士广场项目是全球最大的来福士广场项目，总投资超过240亿元人民币。朝天门顶上修建了一座巨大的帆形建筑群，可以鸟瞰重庆夜景，城市的风帆迎风扬帆。朝天门一直是重庆的脸面，也是这座城市最繁华的地区和著名的码头。重庆来福士广场项目建成后，将成为重庆的一张新名片和新的地标建筑。
结构设计细节
项目概况
重庆来福士广场项目位于朝天门广场与解放碑之间，即重庆市渝中区渝中组团D区4-1/02地块，总建筑面积约112.3万平方米。建设用地地形呈梯形，北部东西宽。约220m，南部东西宽约495m，南北长约310m。
项目由8栋高层建筑、6层商业裙房、3层地下室组成。是集大型购物中心、高端住宅、写字楼、酒店式公寓、酒店于一体的城市综合体项目。八座塔楼的外立面类似于中国古代的舰队。其中T1、T2、T3S、T4S、T5、T6高度基本相同，统称为南塔； T3N和T4N统称为北塔。有关塔的信息，请参见图 1。
图1 铁塔信息图
T1、T6结构高度227m，典型层高3.5m，东西平面尺寸31m，南北平面呈帆形。沿结构高度平面尺寸为45～61m。均为46层高档住宅楼； T2、T3S、T4S、T5高238m，东西平面尺寸31.8m，南北呈帆形。沿结构高度的平面尺寸范围为44至61m。其中T2、T5为高端住宅，典型层高为3.5m。 T3S、T4S为办公楼（T4S一半为公寓，层高3.5m），层高4.3m。
T2、T3S、T4S、T5通过屋顶的空中花园桥相互连接。大桥长约300m，宽约30m，距地面约250m。平屋顶的大型空中花园提供了独特而丰富的户外活动空间。
T3N、T4N高约360m，平面尺寸东西长38m，南北呈帆形。规划尺寸沿结构高度32～45m，为72～75层综合商住建筑。 T3S与T3N之间、T4S与T4N之间分别有宽约7m和20m宽的小连接桥。
目前，该项目桩基施工已大部分完成。图2为2016年1月19日拍摄的施工现场照片。
整体施工照片
T3S地下二层施工
T3S 和 T4S 塔架施工
图2 施工现场照片©Arup
南塔
1 南塔概况
T2、T5结构采用带加强层（支腿桁架、腰部桁架）的框架-核心体系。地震作用和风荷载引起的剪力和倾覆力矩由外围框架、核心筒和支腿桁架组成的整体抗侧系统共同承受。框架柱在加强层处通过支腿与芯管连接，形成一个配合的整体。桁架协调框架柱之间的差异变形，以便支腿桁架和腰部桁架在钢筋水平上保持协调。
T3S、T4S的结构体系与T2、T5类似，但由于核心筒尺寸较小，且除空中连廊外，屋顶还设有通往北塔的连桥。载荷较重，支腿桁架数量比T2、T5多。
与T2和T5相比，T1和T6的外观和层高基本相同。但由于屋顶没有桥梁连接，结构体系为框架-核心筒-腰桁架。经过支腿灵敏度分析和成本控制后，不安装支腿。桁架。
2南塔项目特色
南塔各塔的典型平面图如图1所示。
图1 南塔各塔楼典型平面图
各塔的相似的形状和结构形式为屋面桥支撑具有相似的刚度提供了良好的前提。南塔有多个复杂的越界。以T2、T5塔楼为例，南塔楼主要有以下特点：
(1)立面曲线，所有外框柱均为单向曲线，坡度约为0°~15°。直柱变为斜柱的裙房顶部角度最大，有的情况可达20°，T1、T2、T5、T6塔楼开启说明见图2。
图2 T1、T2、T5、T6开孔说明
(2) 由于塔楼平面布局和机电通风要求，各层核心管开口不能对齐，应与外框柱类似曲线布置。同时，立面开口所在的平面上也有开口。
（3）T2、T3S、T4S、T5塔顶有桥梁连接，塔楼之间存在一定的相互影响。
(4)预埋层位于筏体顶部，与一定范围的裙房相连。整个项目在S5层连成一体，形成一个盒子，提高整体刚度。地震缝设置图见图3、图4。
图3 抗震缝设置示意图
注：图中红线为抗震缝。
图4 裙房抗震缝示意图
北塔
1 北塔结构体系
北塔的两座塔楼（T3N和T4N）高度相同，立面形状相同，但功能不同。北塔为超B级高层建筑。其结构体系采用核心管+支腿腰桁架+外框架四根巨柱+外副框架系统。它是目前国内第一座无大型支撑的四根巨柱超高层结构。
两塔核心筒及结构面对称布置。塔底平面尺寸约为38m×38m。南北向的尺寸沿中上部立面突出，在34层附近达到最宽。平面尺寸约为44m×38m。南北平面尺寸向上逐渐减小，顶层最窄处约为34m×38m。钢筋混凝土核心筒基本位于结构中心，整体结构布局规则、对称、无凹陷。 T3N塔的典型平面图如图1所示。
图1 T3N塔典型平面图
(1) 岩心筒
核心管从帽面向上延伸至塔顶，承受垂直和水平荷载。芯管平面基本呈正方形，居中，质心与刚心基本重合。 T3N塔核心筒典型平面图如图2所示。
图2 T3N塔芯管典型平面尺寸
(2) 巨柱
巨型柱位于塔平面的四个角，并贯穿结构的顶部。各节段与转换桁架、组合支腿和框架钢梁连接，形成整体结构的巨大刚度。典型的巨型柱截面图如图3所示。
图3 巨型柱典型布置图
(3)防侧系统
由腰桁架巨型外框架+支腿系统+钢筋混凝土核心管组成的整体防侧系统（图4）。
图4 防侧系统示意图
(4)垂直力传递系统
重力荷载通过楼板传递至核心筒和外围框架。核心筒和外框架向下延伸穿过地下室到达地基。传递到次框架的荷载通过传递桁架传递到四个巨型角柱，最后传递到基础。原方案中，副框架柱通过长圆孔螺栓与各节段顶层转换桁架垂直连接，导致外框架刚度较弱，地震剪力分布过小，如图5所示。 ，外部副框架仅传递竖向荷载，其对水平侧向刚度的贡献几乎可以忽略不计。
图5 二次框架柱连接示意图
2 外框剪力分布优化措施
根据前面的分析可以看出，在设计大地震（低烈度）下，结构的抗震性能可以满足要求，但在极限大地震下，由于外框架剪力分布能力较低，芯管承受更大的地震力。局部破坏严重，结构抗二次倒塌能力不足。参照抗震专项审查要求：大部分楼架剪力分布可满足8%。经过广泛的敏感性分析，可以通过以下结构优化措施实现外框架剪力分布的优化。
(1)加大副架柱截面并全部磨削
在原规划的基础上，对二框架体系进行了调整：外框架所有小SRC柱接地（原二框架柱与腰桁架下弦竖向释放连接改为连续连接） ），不影响建筑表现力的裙房及地下室部分（地下）为3层至裙房顶部的小外框柱尺寸由原规划中的1 200×1 200增加为1 500×1 500。一层至塔顶的小外框柱尺寸由原规划的850×550增加。 850×1200。
(2)副车架与巨柱系统连接
原规划中，每隔15层在腰桁架处断开次框架柱。该区域的次框架柱基本上只承受该区域的竖向荷载，不提供水平侧向刚度。为了增加外框架的冗余度和刚度，外框架柱自下而上在腰桁架处刚性连接；次框架柱连续相连，与巨柱构成完整的外框架抗侧系统。
(3)长墙上开孔
塔筒核心管尺寸较大，应削弱部分核心管壁肢（扩大外壁开口，拆除部分内壁）。北塔墙肢弱化示意图如图6所示。
图6 塔壁开孔示意图
(4)优化上臂
由于塔架整体刚度较大，刚重比和剪重比均有一定余量，且层间位移角远小于规范极限，顶部支腿可被淘汰。取消支腿后，高区变形由以弯曲型为主变为以剪切型为主，进一步改善了外框的剪力分布，进一步发挥了外框抵抗侧向力的作用，见图7 。
图7 有无顶部支腿高区外框剪力分布
根据专家建议，采取一系列优化措施后，外框架刚度明显增强，地震剪力分布明显增加。通过对不同程度地震下结构受力性能的弹塑性分析可知，整体结构是针对+1度大地震设计的。在此条件下，外框架柱的损伤减弱，中高区域剪力墙的损伤明显减少，有效避免了极端地震下结构局部倒塌等安全问题。
空中桥
1 天桥结构体系及与塔的连接
奥雅纳的许多工程项目中也包括许多含有桥梁的结构，其中比较著名的有北京中央电视台总部大楼和新加坡滨海湾金沙酒店，如图1所示。前者采用全固定整体连接形式；后者采用全固定整体连接形式。后者采用平面滑动轴承与抗震接头相结合的独立连接形式。重庆来福士广场项目空中桥梁采用动态连接方式。
图1 不同连接形式的建筑结构
1.1 空桥与塔台连接
连接四座海拔250m的塔是目前比较复杂和困难的结构设计问题。从位移要求、剪力要求、钢材消耗、塔桥相互作用等多方面考虑，确定动力连接（抗震支座与阻尼器组合）方式作为最终的桥梁支护方案，如图2所示。对比不同连接方案的计算结果，并通过饼图展示各方案塔桥间的剪力和相对位移以及整个模型用钢量的增加情况。结果表明方案4最为合理。
图2 不同支撑连接方案的比较
该桥置于4座塔上，每座塔上安装6个隔震支座。两组阻尼器控制左右两侧的东西向和南北向变形。塔顶5m处设有转换结构，支架安装在宽3m、深5m的转换梁上，如图3所示。
图3 空中桥与塔台连接示意图
1.2 空桥结构体系
大桥主桁为三组东西向连续桁架，横跨四座塔楼。垂直于主桁方向约每隔4.5m安装一个梯形副桁架，连接三组主桁架。桥梁上下浇筑250mm混凝土组合楼板。连接桥构件主要在拐点处（塔身两侧）断开，并设置连接点，以便于施工后期中间断面的连接。连接桥主体结构悬挑出的两组小连接桥，作为连接桥与北塔之间的建筑通道。但在结构上，小连接桥与北塔之间设有抗震缝。
主桁架主要构件采用方钢管，增强局部抗扭能力。次桁架主要由工字钢组成，以方便施工连接。桥梁结构体系如图4所示。
(a) 塔桁架结构
(b) 桁架构件示意图
图4 空气桥结构系统示意图
2减震隔震支座连接节点设计
四座连体塔顶设置巨型横梁，支撑桥梁并放置轴承。建立三维实体有限元模型，检验在受控条件下巨梁与混凝土墙肢的连接是否可靠；混凝土的应力、应变状态；钢板与混凝土能否协同工作等，同时根据分析结果对节点区域提出了相应的结构加固措施，如图5所示。
图5 支撑桥与支撑巨梁节点示意图
巨梁（分两种，一种是普通巨梁，一种是缺口巨梁）截面高度5m，跨度8~10m，为深梁。巨梁的一端支撑在一根截面为650×5000、跨度为7.8m的窄而深的梁上。窄而深的梁内安装有钢板。巨梁的另一端支撑在内管内400毫米厚的剪力墙上。与巨梁相交部分壁厚800mm。根据标准深梁公式，对巨梁和窄深梁的抗剪、抗弯、抗裂、挠度、局部压力等各项指标进行校核，并根据结果配置钢筋，并在有限时间内建造。元素模型。如图6所示。
图6 混凝土和钢筋有限元模型
创新的组合支腿系统
1 典型组合支腿系统
目前国内外超高层建筑的支腿系统比较典型的为钢桁架形式，已建成的例子也不少，如香港国际世贸中心、北京国际世贸中心等。三期、广州东塔、天津117等。虽然这种传统的设计可以为整体塔提供更好的横向刚度和延性，但其钢结构也存在工期长、单价高、施工难度大等突出缺点。图 1 显示了典型的钢桁架支腿系统。
图1 典型钢桁架支腿
2创新组合支腿系统及设计分析
2.1 支腿系统的选择
支腿系统本身（在地震区）的刚度和延展性对超高塔的整体性能具有重要影响。图2和表1展示了重庆来福士广场北塔支腿的选型过程。从构件效率、用钢量、单个构件尺寸、节点连接形式、钢筋用量等方面对六种不同支腿形式进行了比较。前四种方案为纯钢结构方案钢结构连廊滑动支座，其在结构刚度和单个构件尺寸方面的利用率低于方案5（混凝土与钢组合支腿形式）。选项6是纯混凝土解决方案。尽管结构具有很高的刚度，并且使用钢的较小，但是在中等和大地震下，不可避免地会破裂和损坏混凝土，从而降低了支架形式的可行性。此外，还必须考虑机械和电气层管道和设备。方向和布局的实际操作性很差。如表1所示，在相同刚度的前提下，通过比较六种选项的效率，钢的消耗和实际操作性来进行选择。
图2选择不同的支腿概念
总体而言，计划5是一种更合理的形式。钢制支架部分为机电设备保留足够的管道空间。同时，通过引入“结构保险丝”来保护混凝土的应力和应变发展，从而改善了中等和大地震的状况。下rigger系统的性能。
2.2创新的组合支架系统
根据Outrigger系统的选择，Outrigger系统的设计如图3所示。该系统包括连接到外框柱连接的软韧带剪切能量消耗元件，钢筋混凝土支架墙从核心的角落延伸管子和钢支撑连接剪切能量隔离元件和混凝土支架壁（钢支撑它穿透了混凝土支架壁，并连接到芯管中的嵌入式钢环梁，以进行直接力传输）和钢筋混凝土式混凝土环围绕芯管的光束（以保护核心管）。
图3组合的支腿系统
该系统利用混凝土支架壁的高刚度来改善结构的整体刚度。通过设计系统组件的合理产量序列，剪切能量耗尽的部分在发生大地震时产量并充当保险丝。后收益延展性和能量耗散能力保护混凝土的墙壁和核心。此外，非混凝土支架壁截面的空间还为建造人行道和机电管道提供了必要的空间。
2.3设计分析
基于上述设计分析模型和性能目标，在组合的支架系统和组件上进行了弹性塑料有限元分析。组合的支架系统的已建立的总体有限元模型如图4所示。
图4组合支架系统的有限元模型
通常，从第一到最后的组件的产量顺序应包括剪切能量散落的零件，钢制拆卸器，混凝土壁切片和混凝土核心管。性能目标梯度如图5所示。
图5组合式支架系统组件的性能目标梯度
3个节点测试
3.1剪切能量耗尽零件测试
总共生产了11个标本来对剪切能量耗尽零件进行低周期往复测试。测试的比例为1：6。图6是处理后的标本之一的图片。测试结果表明，剪切能量耗散零件的设计符合组合的支架系统的总体设计要求，以实现剪切能量耗散零件的延展性和剪切轴承能力，相对接近有限元分析结果，并且具有一个在延展性方面较大。
图6典型的剪切能量耗散标本
3.2组合的支腿系统测试
使用1：8的比例钢结构连廊滑动支座，组合的拆卸系统测试（2组）的测试样品包括外框柱，组合的支架系统和1/4核心管墙。图7是这套标本的处理图片。结果表明，测试中组件的屈服负荷和序列与设计和分析的产量顺序以及一定程度的安全性一致，并且与有限元分析和剪切能量耗散测试的结果一致。
图7组合的支腿系统测试件
4北塔结构中新组合的支架系统的贴法
由于两个北塔的重量和核心大小不同，分别有3和4个组合的支架，沿塔的高度均匀分布。该塔的侧面抗拒系统由一个巨大的外框架组成，带有腰桁架 +拆卸系统 +钢筋混凝土核心管。组合的支架是塔楼的关键侧面组件，可改善塔楼的侧面抗拒和倾覆的功能。由于每个增强层组合的支架轴承能力的设计值不同，并且建筑，机械和电气设计要求不同，因此每个组件的每个组合支架的形状和每个组件的横截面尺寸也不同。此处仅提供了其中一组组合的拆卸器的设计信息的一部分，请参考，请参见图8。
图8典型组合的支架结构的详细视图
基本设计
重庆莱佛士城市塔的木厚度为30m（T1，T2，T3S，T4S，T5，T5，T6塔）和4.0m（T3N，T4N塔），混凝土强度等级为C40；讲台上筏的厚度为0.5〜0.65m，混凝土强度等级为C40。
大直径人为地挖的桩在现场西侧的某些塔区域使用。基础桩将塔的所有垂直载荷转移到电势滑动表面以下的稳定岩层，桩端嵌入在稳定的风化层中。讲台区使用较小的直径抗隆起的桩。或抗压堆堆积在风化的岩层中。大直径的手挖桩在塔区域中使用，东侧填充更深，直径较小的拉出或耐压铸件堆在讲台区域，并嵌入桩端在稳定的风化岩石层中。桩基础的布局如下图所示。
桩基础计划布局图
