前段时间,受台风“白海豚”影响,上海风雨大作。
632米高的上海中心大厦,在狂风中稳稳站立。
是谁在守护它?
答案是:藏在大厦125层到126层之间的“镇楼神器”——一个重达1000吨的巨型阻尼器!
不是“铁秤砣”,是“大摆锤”
很多人以为,这个大家伙是个压住大楼的“铁秤砣”。
错啦!它其实是个“大摆锤”。
它的学名叫“电涡流摆式调谐质量阻尼器”。名字很长,本领更大。
12根约25米长的特种高强度钢索,将1000吨的质量块悬吊在大厦顶部。
平时微风拂过,它几乎不动,位移不到1毫米。
可当狂风推搡大楼时,它就醒了!
大楼往左晃,它就往右摆;大楼往前倾,它就向后拉。
它用自己的惯性,产生一股反方向的拉力,把大楼轻轻“拉”回原位。
摆动节奏,要和大楼“合拍”
上海中心大厦自然摇晃一次,大约需要9秒。
工程师让“大摆锤”也按接近9秒的节奏摆动。两个“舞伴”动作相反,却十分合拍。这样一来,风带来的晃动就能被抵消不少。
为什么它要重达1000吨?
“大摆锤”摆动快慢主要和钢索长度有关,和重量关系不大。但质量越大,惯性越强,帮大楼“拉回正位”的力气也越大。
重量并不是越大越好。太重,会给大楼增加负担。工程师经过反复计算和试验,最终选定1000吨这个合适的重量。
它能让大楼最强烈的振动减少45%以上。即使遇到14级大风,楼里的人也基本感觉不到强烈摇晃。
不靠油,靠“磁力刹车”
“大摆锤”晃起来以后,怎样慢慢停下?
答案藏在它的底部。
那里装着125块强力永磁体,正对着楼板上的铜板。摆锤一动,永磁体和铜板之间就会产生一种看不见的力量——电涡流。
这股力量像一双无形的手,朝着摆动的反方向轻轻拉住它,给它踩下“磁力刹车”。
下一代神器已在路上
更聪明的阻尼器正在研发中。
新一代“半主动控制阻尼器”能感知大楼振动的变化,自动调节工作状态。无论风大风小,它都能找到更合适的“帮忙方式”。
更神奇的是,上百吨的质量块,几个人就能徒手推动,像拼乐高一样灵活!
高楼抗风,有许多妙招
世界各地的高楼,也有自己的“稳楼妙招”。比如——
台北101大楼,有660吨的钢球;广州塔,利用水箱里晃动的水来减振;深圳平安金融中心,则会主动“发力”减小振动。
未来大楼会更“聪明”
科学家们还在研发更智能的系统——用人工智能秒速预测大楼在风中的反应,为城市防灾装上“超级大脑”。
狂风呼啸的夜里,高楼稳稳站立,楼内安稳如常。
这,就是工程科学的力量——用智慧化解风雨,用科技守护万家灯火,让每一座摩天大楼都能勇敢地向天空生长,稳稳地扎根大地!
台风“下班”了
暴雨还赖着不走?
台风“白海豚”被气象部门“停止编号”后,河南等地遭遇了特大暴雨。
这是怎么回事?
原来,台风虽“下班”了,却留下了隐形尾巴——台风残涡。这个"小尾巴"可不是省油的灯。它下起雨来,威力丝毫不输台风本体。有时候,它反而更"暴脾气",一言不合就甩出一场极端强降雨,让人猝不及防。
说起来,它有不少“下雨帮手”——
东南方向的急流和西南季风,会不断从海上送来暖湿空气,像接上一根长长的“供水管”。
当它与北方南下的冷空气相遇,暖湿空气就会被挤着往上升,凝结成云,落下大雨。
山地也会“加把劲”。当台风残涡进入河南,暖湿气流被太行山、伏牛山挡住,只好爬坡上升,更容易变成雨滴。
所以,台风停编后,也要关注预报预警,及时躲开这位“隐身雨神”的威胁。
(本版据新华社/本报记者秦茵茵、人工智能小AI共创)





