9月14日傍晚,随着今年第12号台风“梅花”逐步逼近上海,陆家嘴金融贸易区的天际线迎来了一场别样的“表演”。世界第二高楼、中国第一高楼——上海中心大厦顶部的“上海慧眼”阻尼器,在强风作用下首次出现肉眼可见的大幅度高频摆动。这一重达1000吨、被誉为“镇楼神器”的巨型阻尼器,在台风过境期间正式进入工作状态,标志着这一全球最高的主动式阻尼系统首次在极端天气下大显身手。
台风“梅花”正面冲击,阻尼器开启“抗风模式”
据上海市气象局监测,14日午后,浦东风力逐渐增强至8-10级,瞬时最大风速达到每秒32米。上海中心大厦位于浦东陆家嘴,高度632米,其塔冠部分受风压影响尤为显著。大厦内部工作人员发现,位于126层的“上海慧眼”阻尼器开始出现规律性摆动,摆动幅度从最初的数十厘米逐渐增大至约1.5米,周期约为6秒。
“这是阻尼器设计以来的首次高频次、大幅度运行。”上海中心大厦建设发展有限公司总工程师王健向记者介绍,“平时在微风天气下,阻尼器几乎纹丝不动;而台风‘梅花’带来的强风使得大厦顶部产生明显的横向加速度,阻尼器通过质量块的反向摆动来吸收能量,从而将大楼的晃动幅度控制在安全范围内。”
揭秘“上海慧眼”:1000吨的超级摆锤如何工作
这座阻尼器全称为“主动式电磁阻尼器”,形似一只巨大的“眼睛”,悬挂在大厦第126层,距离地面约583米。其主体由12根钢索悬吊,内部装有电磁驱动装置和传感器,能够实时监测大楼的加速度和方向,并通过计算机控制质量块的运动路径,实现精准的减振效果。
与一般摩天大楼采用的被动式调谐质量阻尼器(TMD)不同,上海中心采用的主动式阻尼器可以根据外部风力变化动态调整摆动的幅度和相位。当大楼因强风向右晃动时,阻尼器便向右加速摆动,利用惯性产生的反向力抵消大楼的位移。整个系统重达1000吨,由多个金属块和电磁线圈组成,其最大设计摆幅可达2米。
“阻尼器的启动是一个渐进过程。”同济大学土木工程学院教授张伟分析道,“当风速达到一定阈值,控制系统会自动唤醒阻尼器。从今天下午的监测数据看,阻尼器的响应速度非常快,与大楼的晃动频率实现了完美共振抵消,这表明系统运行状态良好。”
历史性时刻:从“静态地标”到“动态守护”
自2016年上海中心大厦全面投入运营以来,这座阻尼器一直处于待命状态。尽管上海每年都会遭遇数次台风侵袭,但此前从未出现如此剧烈的阻尼器摆动画面。此次“梅花”过境,不仅让公众直观感受到超级工程背后的科技力量,更标志着中国超高层建筑抗风技术迈入了实战检验阶段。
“阻尼器摆动并非异常,而是大楼‘健康’的体现。”王健总工程师强调,“如果阻尼器不动,反而意味着大楼自身的结构要承受更多风荷载,对建筑寿命不利。因此,看到阻尼器开始大幅摆动,恰恰说明它正在有效地保护着整座大厦。”
截至记者发稿时,上海中心大厦整体结构稳定,楼内办公、观光等各项功能正常。气象部门预计,15日凌晨“梅花”将进入上海同纬度,届时阻尼器可能迎来新一轮更大幅度的运行。这一千吨重器在风雨中的每一次摆动,都是人类智慧与自然之力的一次精准对话。