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專家解讀“鳥巢”建設中的技術創新

作者：鋼結構網    
時間：2009-12-23 10:05:50 [收藏]



    　　國家體育場采用獨特的“鳥巢”式復雜鋼結構建筑形成。有專家稱，它是目前世界上規模最大、用鋼量最多、技術含量最高、結構最為復雜、施工難度空前的大跨度空間巨型鋼結構工程。其結構不規律和多變性的復雜，其造型看似怪異的奇特，其構件的體型巨大和單體數百噸的巨量，都決定了鋼結構具體施工支撐塔架設置難，特大型構件吊裝就位難，空間異型構件定位安裝難。安裝精度的有效控制難，結構合龍難。加上要求很高的技術與質量標準，還有無可選擇的施工工期，這對承擔了“鳥巢”鋼結構施工總量“半壁江山”的寶冶建設鋼結構施工的創新能力、技術水平、綜合實力是一個全方位的檢驗。

    　　據有關專家介紹，寶冶建設把國家體育場“鳥巢”及其它奧運工程的施工作為千載難逢的表現舞臺，作為大力推進企業自主創新和大力提升鋼結構施工技術水平的重要機會，始終突出創新這條主線，樹立了創新的價值觀和創新的文化理念。運用了新技術、新工藝、新裝備，采用了新的施工生產方式和科學的經營管理模式，提升了創新的原動力和集約創新水平。在“鳥巢”鋼結構工程決定性關鍵戰役中，一舉獲得工程質量第一名、施工進度第二名、安全生產與文明施工第二名的三項驕人戰績。在國家體育場――“鳥巢”整個施工中，節點率先完成，安全未出事故，質量充分保證。展現了超人的智慧和才能，涌現了許多優秀的管理組織者和能工巧匠，樹立了一流企業的品牌和形象，成功打造了被稱為具有里程碑意義的大跨度鋼結構精品工程，在奧運場館建設史上寫下了濃墨重彩的一筆。

    　　結構建筑，大都建造于經濟發展迅速的中國，主要用于大型體育場館和會展中心建設，是市場發展的趨勢和潮流。但這類建筑需求數量居世界之首的中國始終沒有進行具有自主知識產權的真正意義上的原創性新型結構體系研發。看準這一點，寶冶建設在這些年承建的四十多個大型體育場館和會展中心施工中進行不斷摸索和實踐，并由國家立項、財政部資助、中冶集團指導。2003年組成專門課題攻關組，僅用了兩年時間就完成了國家級的大跨度空間網格鋼結構設計制作、安裝新技術開發項目。而其中的大截面、大跨度超重管桁架大面積高空散裝技術、時變結構的跟蹤分析模擬及自動建模技術、大空間結構穩定、抗震、抗風的數值模擬技術、新結構體系開發新型節點體系技術等都為寶冶建設打造“精品鳥巢”發揮了作用，這也是寶冶建設科技奧運理念實現自主創新實踐的集中體現。

    　　專家說，“鳥巢”工程鋼結構全部為焊接結構。要求幾乎都是全熔透一級焊縫，整個工程焊接長度約達幾十萬米，消耗熔絲金屬焊材達數千噸，既有超薄板焊接，又有超厚板焊接；既有高強鋼的焊接，又有鑄鋼件的焊接，而既有空間高空的復雜對口方位焊接，又有雨天氣候和低溫季節的焊接。“鳥巢”的焊接工程被公認為是超大、超難、超高標準，是以往工程所沒有的。寶冶建設專門針對鳥巢工程所涉及到的多種鋼材，多種焊接方法，多種焊接位置，多種焊接厚度等，做了大量焊接工藝評定，涵蓋了國家體育場鋼結構全部焊接形式。

    　　企業的自主創新，主要體現在施工現場的創新。這在“鳥巢”施工中得到了充分體現。如“鳥巢”特有傾斜、旋扭角度各異的斜柱、斜梁組成的異形框架，獨特的力學結構決定了施工風險大、難度高、協調難，因而成為各方注目的焦點。寶冶建設對鋼結構安裝全過程進行詳細周密的分析和科學的施工，采取不同的應對措施。對卸載，采用機器人液壓同步控制系統來進行，分別由多個區域控制器來進行集中監控，通過液壓頂升滑移進行了嚴密的程序化控制。

    　　對超大巨型超重構件安裝。通過建模找出構件的重心，吊點的設置和吊裝的加固措施做到安全性高、風險小。對高空吊裝風荷載大和現場復雜情況，吊機定位還預選放樣，在計算機中進行模擬操作，以保萬無一失。對“鳥巢”施工的支撐塔架設置和拆除量大、難度大的課題，寶冶建設自行研制開發了“新型多功能可拆卸鋼結構施工胎架”，既降低工程成本，又安全可靠，還減少了施工周期。對構件組裝、拼裝及安裝過程中的測量定位，寶冶建設用全站儀等先進的測量儀器，保證了構件的軸線、標高和形狀的準確性，保證空間定位的準確性。在“鳥巢”工程施工中，寶冶建設開發了超大鋼結構件吊裝綜合技術、支持塔架與卸載技術等多項關鍵技術，其“國家體育場Q460鋼及厚板焊接技術”、新型多功能可拆卸施工胎架研究與應用通過中國冶金科工集團科技成果鑒定，并著手報部級以上科技成果和獎項。該公司所采用的復雜鋼結構整體累積滑移、整體提升、高空拼裝等施工技術達到國內領先和國際先進水平。

    　　寶冶建設能夠完成“鳥巢”這樣的具有世界影響的現代鋼結構工程，經歷了十年磨一劍的歷程。從最早的南京國際展覽中心鋼結構工程初試鋒芒，到今天已有承建40多個大型會展中心和體育場館的驕人業績；從承擔全運會主會場南京奧林匹克體育中心到承擔2008奧運會的國家體育場“鳥巢”工程、五棵松籃球館工程；從已完成的奧運工程到最近又連續獲得世博會三個大型總承包工程和獲得世界大學生運動會主會場深圳大運中心主體育館總承包工程，已形成了大型體育場館和會展中心的杰出品牌和市場的核心競爭力。



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