北京奧運會主體育場“鳥巢”將全部竣工。看上去“不可思議”的“鳥巢”,凝結了上海工程人員獨特的巧心思。
地上理“枝葉”,空中筑鳥巢
“復雜的‘鳥巢’共使用4.2萬噸的鋼結構,我們和兄弟單位一起,僅專項施工方案就編制了68份”項目負責人許立新總工程師介紹,大部分主要鋼結構都需要最終固定在離地面幾十米的高度。那么,是先在地面上把 “鳥巢”搭好再整體提升,還是“化整為零”,在地面理好“枝葉”,湊成一個個吊裝單元,再在空中“筑巢”?考慮到成本、工期等因素,最終采用了第二種方案。
不過,要把200多個吊裝單元在空中嚴絲合縫地對接上,光靠肉眼觀測和人工操縱肯定不行。借助計算機模擬技術,工程人員可以計算出每一個吊裝單元在“鳥巢”中的預設坐標,并在安裝時實時掌握實際坐標,當兩者吻合,即說明安裝到位。
180余項焊接工藝,“拒絕”螺絲釘
整個“鳥巢”鋼結構不用一個螺絲釘,全由焊接完成,因此對焊接工藝也是考驗。復雜的結構,決定了會有多個桿件在同一個點上交匯。交匯桿件越多,焊接難度越大。此外,部分鋼材是首次在國內生產并應用的一種特殊高強度鋼,也沒有現成的焊接工藝可借鑒。為筑“鳥巢”,焊接工人共運用了180多項工藝,在同類工程中堪稱絕無僅有。
就連溫度因素也忽視不得。北京的季節溫差大,溫度變化將在鋼結構中引起很大的內力和變形。因此,合攏時必須選擇一個最適宜溫度,使今后溫差帶來的變形降低到最小程度。許立新回憶,焊接時正值北京夏季,而設計測算出的最佳合攏溫度為15 攝氏度到23攝氏度,于是那幾天大家成了夜貓子:半夜12點后涼爽時才開工,經過四五天通宵達旦焊接,終于筑出“鳥巢”雛形。
“搭”是學問,“拆”也有學問
安裝鋼結構難,拆除臨時支撐塔架也不簡單。塔架承載著整個鳥巢的巨大重壓,直接拆根本拆不動。因此要采用液壓千斤頂,在78個卸載點上同時把“鳥巢”頂起一點點,然后一層層抽去墊在“鳥巢”和塔架之間的鋼板,再讓鳥巢慢慢回到原位。就是這樣“慢工細活”一步一挪,使“鳥巢”在垂直方向上的最大位移達20多厘米。78根塔架和“鳥巢”脫離接觸后,最終安全拆除。建設公司還使用了一種易拆卸、可重復使用的塔架。不僅拆卸時間大大縮短,還能避免材料浪費。這項“新型多功能可拆卸鋼結構施工胎架”技術已申請4項專利。
據悉,國家體育場鋼結構工程已獲得2006年中國建筑鋼結構金獎。
“力頂”牌液壓千斤頂在國內外已廣泛用于鋼鐵、造船、電力、石油、化工、鐵路、冶金、橋梁、建筑等工程建設、維修及搶修作業,也大量服務于建筑破碎、拆除、移位、筑路、水利等施工場合并發揮其無窮動力。
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