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北京奧運場館成展示中國新材料新工藝精彩舞臺

作者：鋼結構網    
時間：2009-12-23 10:02:13 [收藏]

    獲得2008年奧運會舉辦權后,北京開始了有史以來規模最大的體育場館建設。遵循“科技奧運”的理念,眾多的北京奧運場館成為展示中國建筑新材料和新工藝的精彩舞臺。

    “中國造”的“鳥巢”

    2008年北京奧運會主體育場――國家體育場被人們親切地稱為“鳥巢”。將在2008年8月8日綻放出耀眼光芒的“鳥巢”,擁有多個令人驕傲的世界之最: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、施工難度空前的超大型鋼結構體育設施工程。

    北京城建國家體育場工程總承包部總工程師李久林告訴記者,“鳥巢”的鋼結構在世界上是獨一無二的。在“鳥巢”之前,國內從未生產過這種高強度的鋼材。為推動國內鋼鐵生產企業技術創新,“鳥巢”工程的承建方北京城建集團專門拿出科研經費支持國內鋼廠量身打造Q460高強鋼板。在國家標準中,Q460的最大厚度只是100毫米,而“鳥巢”這次使用的鋼板厚度史無前例地達到110毫米。

    據工程技術人員介紹,Q460建筑用鋼是我國科研人員經過三次技術“攻關”才研制出來的,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。如今,中國自主創新研發的鋼材,撐起了“鳥巢”的鋼筋鐵骨。

    北京市2008工程建設指揮部辦公室副總工程師丁建明介紹說:“‘鳥巢’外部鋼結構的鋼材用量為4.2萬噸,整個工程的總用鋼量,包括混凝土中的鋼材、螺紋鋼等達到11萬噸,沒有使用一公斤外國鋼鐵。‘鳥巢’是地地道道的‘中國造’。”

    中國式創新的“水立方”

    陽光下的藍色氣泡“水立方”也擁有兩項“世界第一”:一是在世界上規模最大、構造最復雜、綜合技術最全面的工程建設中運用聚四氟乙烯(ETFE)立面裝配系統;另一個則是當今世界上最大的游泳館。

    在“鳥巢”西側,夢幻般的國家游泳中心“水立方”的墻體設計中,建設者大膽求新,突破了傳統做法,首創以泡沫結構為基礎分割出建筑的整體形狀和各個內部空間,實現了從墻壁到天花板的整棟墻體結構連接順暢自然、嚴絲合縫。這種泡沫式的設計看似不如傳統結構結實,但實際上它非常堅固,在吸收地震能量方面也非常理想。

    “水立方”設計方、中建國際(深圳)設計顧問有限公司總建筑師鄭方告訴記者,基于“水立方”設計方案原創特點,確定了三大科技攻關課題,分別是鋼結構關鍵技術、ETFE膜結構裝配系統關鍵技術和室內環境系統關鍵技術。

    “水立方”的科研攻關在解決一系列科技難題的同時,在很大程度上填補了國內外在建筑科技領域的技術空白,有力推動了科學技術產業化和國外技術的國產化進程。

    半導體(LED)照明是新一代照明技術,“水立方”業主對其有濃厚興趣,但心里沒底。科技部有關部門牽頭組織國內最具優勢的科研單位與業主一起進行分析論證,國家863計劃也給予大力支持,科技工作者全力攻關,最終取得了一系列的技術突破,為“水立方”的景觀照明提供了堅實的科技支撐。

    據相關科研項目專家介紹,使用LED照明,不僅比普通照明節能近70%,而且由于采用了計算機編程控制,可以顯示各種不同顏色和動態圖案,為水立方營造出變幻莫測的光影奇觀。

    鋼結構安全與健康監測、基于ETFE膜的大空間聲學效果控制、熱回收空調技術、場地照明高強氣體放電燈專用電源HEPS系統、智能救生系統、智能應急照明控制系統、智能消防系統……美輪美奐的“水立方”中包含的科技奧運內容不勝枚舉。

    中國標準的奧運場館

    北京奧運場館凝聚了中國人的智慧,從結構設計到新型材料,從施工工藝到質量檢測標準等各方面都形成了一批自主創新的成果。憑借勇攀高峰的創新精神,“鳥巢”、“水立方”等一大批奧運場館從宏偉的藍圖變為令人稱奇的現實,也在奧林匹克史上留下極為精彩的一頁。

    在奧運場館建設中,打著中國烙印的新標準、新工藝不斷浮出水面,包括大跨度結構溫度場研究、鋼結構復雜節點研究、彎扭構件設計理論研究等核心技術。作為奧運工程建設中的一號工程,“鳥巢”施工過程中形成的自主創新成果《新型多面體空間鋼架結構設計理論》填補了世界建筑業的空白。在混凝土結構施工中,也有兩項科技成果通過專家鑒定。

    北京市科學技術委員會副主任楊偉光說,在結構方面,由于北京奧運場館的造型設計復雜,使得建筑結構復雜,建設跨度大,這些因素在工程建筑當中既是重點,又是難點。鋼結構面臨的最大挑戰是安全問題,因為鋼會變形,變形會導致出現安全隱患。為了保障場館在今后能夠安全使用,有關方面制定和形成了一整套從建設到使用,以及應對未來突發事件的全部監測技術,并已全面落實。

    丁建明介紹說,在鋼結構技術方面,我國有5個方面已經達到國際領先水平,有15個以上方面達到了國內領先和國際先進水平。

    國家體育場監理方中咨工程建設監理公司副總工程師葉軍說:“這些新標準、新工藝是北京奧運工程為世界留下的一筆寶貴財富,今后將成為同類建筑的重要參照。”
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