台风中摆动的上海中心大厦阻尼器，当年是如何研制成功的？

今年夏天的台风，让上海中心大厦125层的千吨阻尼器摆动明显，相关视频在网上热传。13号台风“白海豚”影响上海时，阻尼器的单边摆动幅度约为50厘米。高楼在强风作用下产生摆动时，千吨重的阻尼器以产生反向运动的方式来抵消大楼的摆动，消耗风力等外部力量产生的能量，帮助摩天大楼在强风等极端天气条件下保持稳定、减少晃动。据笔者了解，这件“镇楼神器”采用的电涡流阻尼技术，设定的极限值是单边摆动可达两米，仍然使高楼安全。

这一获得‌‌上海产学研合作优秀项目奖‌特等奖的科技成果，是上海材料研究所、同济大学土木工程学院、上海市机械施工集团有限公司经过5年努力，填空白，破垄断，联手完成的。

位于上海中心大厦125层的阻尼器

上海中心地上127层，地下5层，总高632米。地处东海之滨，年年有台风袭扰，大楼内必须设置“调谐质块阻尼器”，利用摆动来减缓建筑物所产生的摇晃，确保高楼安全。阻尼器也称消能器、减震器，它能够抵消建筑物受到的外力，使建筑物保持稳定，减小共振幅度，让大楼内约90%的人感觉不到大楼晃动。

2009年7月，上海中心的阻尼器由上海材料所承接。他们研究开发的阻尼器，从2000年开始在建筑、桥梁上应用，开创了国产阻尼器应用的先河。然而，在超高层建筑阻尼器的研发和应用上，当时仍被美国、加拿大、日本等国家垄断。

超高层阻尼器的研发和应用，当时在国内是第一次，挑战很大。上海材料所团队明白，自己虽然有一定的技术优势，但这么大的攻关任务由一家单位承担，难度太高。于是，所领导带队寻找合作伙伴。他们拜访了同济大学土木工程学院、上海市机械施工集团有限公司，洽谈产学研合作攻关。

陆家嘴高楼核心区，发生高空10级以上大风十分平常。此外，上海受台风影响较大。产学研联合攻关团队认为，阻尼器首先要提高结构设计的可靠度，同时要带来以下益处：降低大楼摇摆幅度，提高耐久性；明显减小大楼在常遇强风荷载作用下的风致振动的加速度；降低常遇小震对建筑物造成的破坏程度，对电梯运行不产生影响；可与大楼观光相结合，提供独特体验。

2010年，上海材料研究所、同济大学土木工程学院、上海市机械施工集团有限公司签订了产学研合作框架协议。

作为创新主体，上海材料所首先提出阻尼器设计构想，并通过小模型试验、中试试验，得到了大量的试验数据，并通过数值分析，确定了阻尼系统的本构力学关系。材料所将这些研究成果反馈给同济大学，为同济大学的参数优化工作提供依据。根据最终阻尼器参数，材料所在综合考虑现场安装条件和施工公司的施工能力后，通过各部件的拆分和组合，合理进行产品设计。在设备安装完成后，他们进行了现场调试，确保阻尼器符合设计参数要求；并通过实时监测，及时掌握阻尼器的工作状态。

作为设计复核单位，同济大学在材料所提供的数据基础上，开展了上海中心采用摆式电涡流调谐质量阻尼器的有限元分析，在满足业主要求和国内外相关标准的前提下，确定了阻尼器的最终参数。同济大学还补充进行摆式电涡流调谐质量阻尼器的振动台试验，一方面验证了电涡流阻尼的特性，另一方面也考察了阻尼器在地震作用下的响应，为上海中心大厦的应用提供建议。

作为施工单位，上海市机械施工集团根据阻尼器的参数和现场安装条件、施工能力，提出设计意见以及安装步骤、关键工序。由于质量箱的重量达到1000吨，而塔吊能力有限，需要现场拼装，且受到周边巨柱影响，整个施工面较为复杂。施工单位采用BIM建模方式，在125层楼面预先架立钢梁来承受整个质量箱的重量，全部质量就位后，通过吊索张拉，将质量箱吊起后，再拆除钢梁；随后在125层楼面开始组装电涡流系统、主体结构限位系统。这两个系统安装完毕后，最后调整索力和索长，将质量箱按照设计标高就位。

上海中心大厦是陆家嘴超高层建筑的收官之作。

经过两年多时间的联合攻关，超高层阻尼器研制成功。2014年8月，上海中心钢结构工程封顶后，开始安装阻尼器。为了安全，施工单位对吊装阻尼器进行吊装分析、楼层冲出卡荷载检验、塔冠域楼层层间移角检验和阻尼器支撑体系检验。在确定安全系数后，4台吊机安装在大厦倒数第三层和第四层，距地583米。12根粗大的钢索吊在大厦内部，将重达1000吨的阻尼器一层一层往上吊，到达最高位置125层。

千吨重的“定楼”阻尼器，端立在直径约10米的金色圆盘上，4组手腕粗的钢缆将其腾空吊起，犹如一件装饰艺术品。它能在超强台风来袭时发挥作用，轻松“镇楼”。科技与艺术的融合，成为上海中心大厦的一大亮点，让这座中国第一、世界第二的高楼成为最受瞩目的“超级工程”之一，被誉为“腾飞的东方巨龙”。

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