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北京奧運(yùn)場(chǎng)館成展示中國(guó)新材料新工藝精彩舞臺(tái)

作者：鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-23 10:02:13 [收藏]

    獲得2008年奧運(yùn)會(huì)舉辦權(quán)后,北京開(kāi)始了有史以來(lái)規(guī)模最大的體育場(chǎng)館建設(shè)。遵循“科技奧運(yùn)”的理念,眾多的北京奧運(yùn)場(chǎng)館成為展示中國(guó)建筑新材料和新工藝的精彩舞臺(tái)。

    “中國(guó)造”的“鳥(niǎo)巢”

    2008年北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)――國(guó)家體育場(chǎng)被人們親切地稱為“鳥(niǎo)巢”。將在2008年8月8日綻放出耀眼光芒的“鳥(niǎo)巢”,擁有多個(gè)令人驕傲的世界之最:目前世界上規(guī)模最大、用鋼量最多、技術(shù)含量最高、結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜、施工難度空前的超大型鋼結(jié)構(gòu)體育設(shè)施工程。

    北京城建國(guó)家體育場(chǎng)工程總承包部總工程師李久林告訴記者,“鳥(niǎo)巢”的鋼結(jié)構(gòu)在世界上是獨(dú)一無(wú)二的。在“鳥(niǎo)巢”之前,國(guó)內(nèi)從未生產(chǎn)過(guò)這種高強(qiáng)度的鋼材。為推動(dòng)國(guó)內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,“鳥(niǎo)巢”工程的承建方北京城建集團(tuán)專門(mén)拿出科研經(jīng)費(fèi)支持國(guó)內(nèi)鋼廠量身打造Q460高強(qiáng)鋼板。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中,Q460的最大厚度只是100毫米,而“鳥(niǎo)巢”這次使用的鋼板厚度史無(wú)前例地達(dá)到110毫米。

    據(jù)工程技術(shù)人員介紹,Q460建筑用鋼是我國(guó)科研人員經(jīng)過(guò)三次技術(shù)“攻關(guān)”才研制出來(lái)的,不僅在厚度和使用范圍上都前所未有,而且具有良好的抗震性、抗低溫性、可焊性等特點(diǎn)。如今,中國(guó)自主創(chuàng)新研發(fā)的鋼材,撐起了“鳥(niǎo)巢”的鋼筋鐵骨。

    北京市2008工程建設(shè)指揮部辦公室副總工程師丁建明介紹說(shuō):“‘鳥(niǎo)巢’外部鋼結(jié)構(gòu)的鋼材用量為4.2萬(wàn)噸,整個(gè)工程的總用鋼量,包括混凝土中的鋼材、螺紋鋼等達(dá)到11萬(wàn)噸,沒(méi)有使用一公斤外國(guó)鋼鐵。‘鳥(niǎo)巢’是地地道道的‘中國(guó)造’。”

    中國(guó)式創(chuàng)新的“水立方”

    陽(yáng)光下的藍(lán)色氣泡“水立方”也擁有兩項(xiàng)“世界第一”:一是在世界上規(guī)模最大、構(gòu)造最復(fù)雜、綜合技術(shù)最全面的工程建設(shè)中運(yùn)用聚四氟乙烯(ETFE)立面裝配系統(tǒng);另一個(gè)則是當(dāng)今世界上最大的游泳館。

    在“鳥(niǎo)巢”西側(cè),夢(mèng)幻般的國(guó)家游泳中心“水立方”的墻體設(shè)計(jì)中,建設(shè)者大膽求新,突破了傳統(tǒng)做法,首創(chuàng)以泡沫結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)分割出建筑的整體形狀和各個(gè)內(nèi)部空間,實(shí)現(xiàn)了從墻壁到天花板的整棟墻體結(jié)構(gòu)連接順暢自然、嚴(yán)絲合縫。這種泡沫式的設(shè)計(jì)看似不如傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí),但實(shí)際上它非常堅(jiān)固,在吸收地震能量方面也非常理想。

    “水立方”設(shè)計(jì)方、中建國(guó)際(深圳)設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司總建筑師鄭方告訴記者,基于“水立方”設(shè)計(jì)方案原創(chuàng)特點(diǎn),確定了三大科技攻關(guān)課題,分別是鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)、ETFE膜結(jié)構(gòu)裝配系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和室內(nèi)環(huán)境系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。

    “水立方”的科研攻關(guān)在解決一系列科技難題的同時(shí),在很大程度上填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外在建筑科技領(lǐng)域的技術(shù)空白,有力推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和國(guó)外技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

    半導(dǎo)體(LED)照明是新一代照明技術(shù),“水立方”業(yè)主對(duì)其有濃厚興趣,但心里沒(méi)底。科技部有關(guān)部門(mén)牽頭組織國(guó)內(nèi)最具優(yōu)勢(shì)的科研單位與業(yè)主一起進(jìn)行分析論證,國(guó)家863計(jì)劃也給予大力支持,科技工作者全力攻關(guān),最終取得了一系列的技術(shù)突破,為“水立方”的景觀照明提供了堅(jiān)實(shí)的科技支撐。

    據(jù)相關(guān)科研項(xiàng)目專家介紹,使用LED照明,不僅比普通照明節(jié)能近70%,而且由于采用了計(jì)算機(jī)編程控制,可以顯示各種不同顏色和動(dòng)態(tài)圖案,為水立方營(yíng)造出變幻莫測(cè)的光影奇觀。

    鋼結(jié)構(gòu)安全與健康監(jiān)測(cè)、基于ETFE膜的大空間聲學(xué)效果控制、熱回收空調(diào)技術(shù)、場(chǎng)地照明高強(qiáng)氣體放電燈專用電源HEPS系統(tǒng)、智能救生系統(tǒng)、智能應(yīng)急照明控制系統(tǒng)、智能消防系統(tǒng)……美輪美奐的“水立方”中包含的科技奧運(yùn)內(nèi)容不勝枚舉。

    中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的奧運(yùn)場(chǎng)館

    北京奧運(yùn)場(chǎng)館凝聚了中國(guó)人的智慧,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到新型材料,從施工工藝到質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等各方面都形成了一批自主創(chuàng)新的成果。憑借勇攀高峰的創(chuàng)新精神,“鳥(niǎo)巢”、“水立方”等一大批奧運(yùn)場(chǎng)館從宏偉的藍(lán)圖變?yōu)榱钊朔Q奇的現(xiàn)實(shí),也在奧林匹克史上留下極為精彩的一頁(yè)。

    在奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)中,打著中國(guó)烙印的新標(biāo)準(zhǔn)、新工藝不斷浮出水面,包括大跨度結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)研究、鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)研究、彎扭構(gòu)件設(shè)計(jì)理論研究等核心技術(shù)。作為奧運(yùn)工程建設(shè)中的一號(hào)工程,“鳥(niǎo)巢”施工過(guò)程中形成的自主創(chuàng)新成果《新型多面體空間鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論》填補(bǔ)了世界建筑業(yè)的空白。在混凝土結(jié)構(gòu)施工中,也有兩項(xiàng)科技成果通過(guò)專家鑒定。

    北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)副主任楊偉光說(shuō),在結(jié)構(gòu)方面,由于北京奧運(yùn)場(chǎng)館的造型設(shè)計(jì)復(fù)雜,使得建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜,建設(shè)跨度大,這些因素在工程建筑當(dāng)中既是重點(diǎn),又是難點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)面臨的最大挑戰(zhàn)是安全問(wèn)題,因?yàn)殇摃?huì)變形,變形會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)安全隱患。為了保障場(chǎng)館在今后能夠安全使用,有關(guān)方面制定和形成了一整套從建設(shè)到使用,以及應(yīng)對(duì)未來(lái)突發(fā)事件的全部監(jiān)測(cè)技術(shù),并已全面落實(shí)。

    丁建明介紹說(shuō),在鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)方面,我國(guó)有5個(gè)方面已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,有15個(gè)以上方面達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先和國(guó)際先進(jìn)水平。

    國(guó)家體育場(chǎng)監(jiān)理方中咨工程建設(shè)監(jiān)理公司副總工程師葉軍說(shuō):“這些新標(biāo)準(zhǔn)、新工藝是北京奧運(yùn)工程為世界留下的一筆寶貴財(cái)富,今后將成為同類建筑的重要參照。”
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