在2008年北京奧運(yùn)會(huì)工程建設(shè)中，科技創(chuàng)新處處凸顯其巨大的威力和作用。承擔(dān)國(guó)家體育館、國(guó)家體育場(chǎng)、奧運(yùn)村、五棵松體育館等7項(xiàng)奧運(yùn)工程建設(shè)的北京城建集團(tuán)工程總承包部依托科技創(chuàng)新和科技攻關(guān)，撐起奧運(yùn)工程建設(shè)的脊梁。在這里，技術(shù)人員也以自己的聰明才智譜寫了一首奧運(yùn)工程建設(shè)的壯麗新篇章。

　　科技創(chuàng)造奇跡

　　奧運(yùn)會(huì)的主會(huì)場(chǎng)————國(guó)家體育場(chǎng)(鳥巢)，由24榀門式桁架圍繞著體育場(chǎng)內(nèi)部碗狀看臺(tái)區(qū)旋轉(zhuǎn)而成，結(jié)構(gòu)科學(xué)簡(jiǎn)潔，設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，是當(dāng)今國(guó)際上極富特色的巨型建筑，其鋼結(jié)構(gòu)屋蓋呈雙曲面馬鞍型，東西長(zhǎng)298米、南北長(zhǎng)333米，檐高達(dá)68.5米，總建筑面積約25.8萬平方米�！傍B巢”設(shè)計(jì)方案被專家們認(rèn)為“在世界建筑設(shè)計(jì)史上具有開創(chuàng)性的意義”，也是世界上獨(dú)一無二的建筑，運(yùn)用新科技、新技術(shù)、新工藝解決施工難題，在國(guó)家體育場(chǎng)工程建設(shè)中隨處可見。國(guó)家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)肩部設(shè)計(jì)為彎扭構(gòu)件，這種設(shè)計(jì)在世界建筑史上沒有先例。敢于啃硬骨頭的北京城建人再次揚(yáng)起了科技攻關(guān)的風(fēng)帆，技術(shù)人員針對(duì)這一問題展開科技創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)，最終，在設(shè)計(jì)單位和寶鋼、首鋼、鞍鋼、武鋼及舞鋼等國(guó)內(nèi)7家鋼鐵廠的通力合作下，經(jīng)過近百次的試驗(yàn)、測(cè)算、測(cè)試，成功地軋出了符合施工要求、完全由我國(guó)自主研發(fā)的Q460高強(qiáng)度鋼材。這一新成果的開發(fā)應(yīng)用，不僅滿足了工程建設(shè)的需要，為“鳥巢”建設(shè)贏得了時(shí)間，也填補(bǔ)了我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域的空白。“鳥巢”鋼材焊接的焊縫總長(zhǎng)達(dá)30多萬米，其中現(xiàn)場(chǎng)焊接焊縫長(zhǎng)達(dá)6萬多米。按工期要求，近一半現(xiàn)場(chǎng)鋼材焊接要在冬季進(jìn)行。北京冬季的室外氣溫常在零攝氏度以下，而焊接一般要求在零攝氏度以上的“正溫”條件下進(jìn)行。面對(duì)這一難題，技術(shù)人員迅速展開“負(fù)溫焊接技術(shù)研究”，并研制出零攝氏度以下進(jìn)行焊接的技術(shù)參數(shù)，解決冬季負(fù)溫焊接的難題。這一問題的解決，有力地保證了工程焊接質(zhì)量，為建設(shè)精品工程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

“復(fù)雜的‘鳥巢\\\’共使用4.2萬噸的鋼結(jié)構(gòu)，我們和兄弟單位一起，僅專項(xiàng)施工方案就編制了68份�！鄙虾�寶冶建設(shè)有限公司是兩家安裝單位之一，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人許立新總工程師介紹，大部分主要鋼結(jié)構(gòu)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(gè)個(gè)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(gè)吊裝單元在空中嚴(yán)絲合縫地對(duì)接上，光靠肉眼觀測(cè)和人工操縱肯定不行。借助計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，工程人員可以計(jì)算出每一個(gè)吊裝單元在“鳥巢”中的預(yù)設(shè)坐標(biāo)，并在安裝時(shí)實(shí)時(shí)掌握實(shí)際坐標(biāo)，當(dāng)兩者吻合，即說明安裝到位。

　　180余項(xiàng)焊接工藝，“拒絕”螺絲釘

　　整個(gè)“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)不用一個(gè)螺絲釘，全由焊接完成，因此對(duì)焊接工藝也是考驗(yàn)。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，決定了會(huì)有多個(gè)桿件在同一個(gè)點(diǎn)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(guó)內(nèi)生產(chǎn)并應(yīng)用的一種特殊高強(qiáng)度鋼，也沒有現(xiàn)成的焊接工藝可借鑒。為筑“鳥巢”，焊接工人共運(yùn)用了180多項(xiàng)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(jié)溫差大，溫度變化將在鋼結(jié)構(gòu)中引起很大的內(nèi)力和變形。因此，合攏時(shí)必須選擇一個(gè)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(shí)正值北京夏季，而設(shè)計(jì)測(cè)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(diǎn)后涼爽時(shí)才開工，經(jīng)過四五天通宵達(dá)旦焊接，終于筑出“鳥巢”雛形。

　　“搭”是學(xué)問，“拆”也有學(xué)問

　　安裝鋼結(jié)構(gòu)難，拆除臨時(shí)支撐塔架也不簡(jiǎn)單。塔架承載著整個(gè)鳥巢的巨大重壓，直接拆根本拆不動(dòng)。因此要采用液壓千斤頂，在78個(gè)卸載點(diǎn)上同時(shí)把“鳥巢”頂起一點(diǎn)點(diǎn)，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(xì)活”一步一挪，使“鳥巢”在垂直方向上的最大位移達(dá)20多厘米。78根塔架和“鳥巢”脫離接觸后，最終安全拆除。寶冶建設(shè)有限公司還使用了一種易拆卸、可重復(fù)使用的塔架。不僅拆卸時(shí)間大大縮短，還能避免材料浪費(fèi)。這項(xiàng)“新型多功能可拆卸鋼結(jié)構(gòu)施工胎架”技術(shù)已申請(qǐng)4項(xiàng)專利。

　　據(jù)悉，國(guó)家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程已獲得2006年中國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)。