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專家解讀“鳥巢”建設(shè)中的技術(shù)創(chuàng)新

作者：鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2009-12-23 10:05:50 [收藏]



    　　國家體育場采用獨特的“鳥巢”式復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)建筑形成。有專家稱，它是目前世界上規(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、施工難度空前的大跨度空間巨型鋼結(jié)構(gòu)工程。其結(jié)構(gòu)不規(guī)律和多變性的復(fù)雜，其造型看似怪異的奇特，其構(gòu)件的體型巨大和單體數(shù)百噸的巨量，都決定了鋼結(jié)構(gòu)具體施工支撐塔架設(shè)置難，特大型構(gòu)件吊裝就位難，空間異型構(gòu)件定位安裝難。安裝精度的有效控制難，結(jié)構(gòu)合龍難。加上要求很高的技術(shù)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，還有無可選擇的施工工期，這對承擔(dān)了“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)施工總量“半壁江山”的寶冶建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)施工的創(chuàng)新能力、技術(shù)水平、綜合實力是一個全方位的檢驗。

    　　據(jù)有關(guān)專家介紹，寶冶建設(shè)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(xiàn)舞臺，作為大力推進(jìn)企業(yè)自主創(chuàng)新和大力提升鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)水平的重要機會，始終突出創(chuàng)新這條主線，樹立了創(chuàng)新的價值觀和創(chuàng)新的文化理念。運用了新技術(shù)、新工藝、新裝備，采用了新的施工生產(chǎn)方式和科學(xué)的經(jīng)營管理模式，提升了創(chuàng)新的原動力和集約創(chuàng)新水平。在“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)工程決定性關(guān)鍵戰(zhàn)役中，一舉獲得工程質(zhì)量第一名、施工進(jìn)度第二名、安全生產(chǎn)與文明施工第二名的三項驕人戰(zhàn)績。在國家體育場――“鳥巢”整個施工中，節(jié)點率先完成，安全未出事故，質(zhì)量充分保證。展現(xiàn)了超人的智慧和才能，涌現(xiàn)了許多優(yōu)秀的管理組織者和能工巧匠，樹立了一流企業(yè)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(jié)構(gòu)精品工程，在奧運場館建設(shè)史上寫下了濃墨重彩的一筆。

    　　結(jié)構(gòu)建筑，大都建造于經(jīng)濟發(fā)展迅速的中國，主要用于大型體育場館和會展中心建設(shè)，是市場發(fā)展的趨勢和潮流。但這類建筑需求數(shù)量居世界之首的中國始終沒有進(jìn)行具有自主知識產(chǎn)權(quán)的真正意義上的原創(chuàng)性新型結(jié)構(gòu)體系研發(fā)?？礈?zhǔn)這一點，寶冶建設(shè)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(jìn)行不斷摸索和實踐，并由國家立項、財政部資助、中冶集團(tuán)指導(dǎo)。2003年組成專門課題攻關(guān)組，僅用了兩年時間就完成了國家級的大跨度空間網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計制作、安裝新技術(shù)開發(fā)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(shù)、時變結(jié)構(gòu)的跟蹤分析模擬及自動建模技術(shù)、大空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗震、抗風(fēng)的數(shù)值模擬技術(shù)、新結(jié)構(gòu)體系開發(fā)新型節(jié)點體系技術(shù)等都為寶冶建設(shè)打造“精品鳥巢”發(fā)揮了作用，這也是寶冶建設(shè)科技奧運理念實現(xiàn)自主創(chuàng)新實踐的集中體現(xiàn)。

    　　專家說，“鳥巢”工程鋼結(jié)構(gòu)全部為焊接結(jié)構(gòu)。要求幾乎都是全熔透一級焊縫，整個工程焊接長度約達(dá)幾十萬米，消耗熔絲金屬焊材達(dá)數(shù)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(fù)雜對口方位焊接，又有雨天氣候和低溫季節(jié)的焊接。“鳥巢”的焊接工程被公認(rèn)為是超大、超難、超高標(biāo)準(zhǔn)，是以往工程所沒有的。寶冶建設(shè)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(jié)構(gòu)全部焊接形式。

    　　企業(yè)的自主創(chuàng)新，主要體現(xiàn)在施工現(xiàn)場的創(chuàng)新。這在“鳥巢”施工中得到了充分體現(xiàn)。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(xué)結(jié)構(gòu)決定了施工風(fēng)險大、難度高、協(xié)調(diào)難，因而成為各方注目的焦點。寶冶建設(shè)對鋼結(jié)構(gòu)安裝全過程進(jìn)行詳細(xì)周密的分析和科學(xué)的施工，采取不同的應(yīng)對措施。對卸載，采用機器人液壓同步控制系統(tǒng)來進(jìn)行，分別由多個區(qū)域控制器來進(jìn)行集中監(jiān)控，通過液壓頂升滑移進(jìn)行了嚴(yán)密的程序化控制。

    　　對超大巨型超重構(gòu)件安裝。通過建模找出構(gòu)件的重心，吊點的設(shè)置和吊裝的加固措施做到安全性高、風(fēng)險小。對高空吊裝風(fēng)荷載大和現(xiàn)場復(fù)雜情況，吊機定位還預(yù)選放樣，在計算機中進(jìn)行模擬操作，以保萬無一失。對“鳥巢”施工的支撐塔架設(shè)置和拆除量大、難度大的課題，寶冶建設(shè)自行研制開發(fā)了“新型多功能可拆卸鋼結(jié)構(gòu)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(gòu)件組裝、拼裝及安裝過程中的測量定位，寶冶建設(shè)用全站儀等先進(jìn)的測量儀器，保證了構(gòu)件的軸線、標(biāo)高和形狀的準(zhǔn)確性，保證空間定位的準(zhǔn)確性。在“鳥巢”工程施工中，寶冶建設(shè)開發(fā)了超大鋼結(jié)構(gòu)件吊裝綜合技術(shù)、支持塔架與卸載技術(shù)等多項關(guān)鍵技術(shù)，其“國家體育場Q460鋼及厚板焊接技術(shù)”、新型多功能可拆卸施工胎架研究與應(yīng)用通過中國冶金科工集團(tuán)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(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)整體累積滑移、整體提升、高空拼裝等施工技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先和國際先進(jìn)水平。

    　　寶冶建設(shè)能夠完成“鳥巢”這樣的具有世界影響的現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)工程，經(jīng)歷了十年磨一劍的歷程。從最早的南京國際展覽中心鋼結(jié)構(gòu)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(yè)績；從承擔(dān)全運會主會場南京奧林匹克體育中心到承擔(dān)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(xù)獲得世博會三個大型總承包工程和獲得世界大學(xué)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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