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以现代吊装技术精心编织北京奥运“鸟巢”
2006年8月18日 14:40  来源:《建设机械技术与管理》杂志  作者:王凌纹  

    被称作“第四代体育馆”的“鸟巢”国家体育场是2008年北京奥运会的标志性建筑,她位于北京北四环边,包含在奥林匹克国家森林公园之中。占地面积20.4万平米,总建筑面积25.8万平米,拥有9.1万个固定座位,内设餐厅、运动员休息室、更衣室等。2008年奥运会期间,承担开幕式、闭幕式、田径比赛、男子足球决赛等赛事活动。该工程总投资4.5亿美元,是全球目前投资最大的建筑物,也是迄今为止世界上最具现代化和人性化的体育场馆

建设中的鸟巢

建设中的鸟巢

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工人们

工人们卸装“鸟巢”钢结构

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钢结构

钢结构卸装成功后的“鸟巢”

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    “鸟巢”因其主体由一系列辐射式的钢结构旋转而成,外型酷似鸟巢而得名。其建筑顶面呈马鞍型,长轴为332.3米,短轴为297.3米。主体框架建成之后,在“鸟巢”顶部的网架结构外表面将贴上一层乳白色半透明聚四氟乙烯(ETFE)的充气塑膜,使用这种膜后,阳光不是直射,而是通过漫反射进入到体育场内,使光线更柔和,由此形成的漫射光还可解决场内草坪的维护问题,同时也起到为场内座位遮风挡雨的功能。正是“鸟巢”在建筑结构以及外部装饰上的独具匠心,使得她与国家游泳中心、北京首都国际机场、上海世界金融中心、国家大剧院、中央电视台等建筑入选2005年底美国《商业周刊》评选出的中国新十大建筑奇迹。

    4月初,CMTM的记者走进了正在进行吊装的“鸟巢”施工工地。

    “鸟巢”主体采用抗震墙结构与钢混凝土框架结合的体系,这种全新的结构体系具有高抗震、高安全、承载力强的特点。其外部结构是由24根巨大的钢结构立柱组成,立柱为三角形格构柱,上端大、下端小,其中最高的立柱在东西两个方向,高可达78米,最低的立柱在南北方向,高度为60米。钢结构所使用的钢材厚度达11厘米,工程设计总用钢量为5万吨。整个工程形状独特,所采用的重型钢结构中有大量曲线结构,因此在钢材质量、钢结构的设计、加工以及安装都存在着很大挑战。据专家称:“鸟巢”是目前国内外体育场馆中用钢量最多、规模最大、施工难度最大、拥有多项世界顶级施工技术难题的大型钢结构工程。

    “鸟巢”工程由北京城建集团总承包,北京城建与浙江精工组建的城建精工、中信国华为次承包商,他们各负责一半的“鸟巢”工程。

    玛姆特重型设备运输安装有限公司承担了城建精工部分的钢结构吊装,吊装总量为2.5万吨,平均每两天吊装115吨。该公司关新宇经理向我们介绍:“玛姆特是2005年8月正式进入“鸟巢”施工工地的。公司配备了一台800吨德玛格CC4800履带起重机、一台600吨德玛格CC2800和一台300吨德玛格CC1800起重机进行吊装,其中300吨起重机是刚刚进场的,现在起重机还在组装中,800吨起重机主要是用来进行这些立柱的吊装,特别是立柱上部的吊装对接工作,上下部分对接上之后,工人开始进行焊接。”

    由于“鸟巢”工地有大量的建筑材料、各种运输车辆以及中小吨位辅助吊装起重机,使得施工现场场地非常狭小,起重机站位受到限制,不能近距离地接近钢结构安装位置,加大了起重机作业半径,在这样的情况下要将重达800吨的立柱整体钢结构精确安装到位也是一大难题。针对工程特点、结构形式、构件重量及现场场地情况,为降低构件的拼装难度,保证节点焊接质量,施工设计方决定对立柱分段吊装。首先将钢结构在地上像搭积木一样拼起来,在工地进行现场焊接,这样形成的结构叫装配式结构件,接下来将这些焊接完的装配式结构件进行吊装和焊接。尽管这样,外型奇特、结构复杂的立柱上部的吊装和与下部的对接工作对起重机和吊装公司也是一个巨大的考验,如何选择吊装时的吊点和支撑点都需要经过精确的吊装计算。

    “鸟巢”上部的横梁吊装也是工程中的难点之一,这些横梁面积最大可达25m×20m,最小重量为100吨,最大重量可达136吨。在“鸟巢”内部,我们看到围着内场立了许多高大的钢梁,关经理向我们解释说:“这些是临时支撑,分外环、中环、内环,它们是用来临时支撑“鸟巢”钢结构横梁的,横梁与立柱全部焊接完成之后,所有这些临时支撑都将拆除”。交谈之中,我们看到一个横梁被起重机吊在空中,准备就位。由于横梁面积大,就位位置高,工程人员在横梁上还牵了两根绳子,由地上的工作人员拉着绳子来协助起重机将横梁吊装到位。“鸟巢”的屋顶站着的两名工程指挥人员,正用手势与地面的起重机指挥人员进行交流,确定横梁的精确位置。

    而在“鸟巢”另一半,中国核工业中原建设公司工程机械公司承担着中信国华部分的钢结构吊装工程,那里也是一番热火朝天的景象。一台黄色的利勃海尔起重机正在进行外部立柱上半部分吊装。

    “我们采用的是一台800吨利勃海尔LR1800履带起重机和一台600吨起重机进行吊装。由于最高的立柱可达78米,工作半径为22~24米,800吨起重机的超起配重最大达到350吨。我们承担吊装的这一部分主体钢结构安装完毕后,将与玛姆特承担的那一部分钢结构实现对接,这样“鸟巢”的外部钢结构就全部完成,接下来将是内部的小部件钢结构吊装工程。”在采访中,中核中原公司吊装运输部张鑫经理向我们介绍说。

    钢结构构件体型大,单体重量重,节点复杂,在风沙较大、气温偏低的北京冬、春季进行构件起吊、直立、就位、高空稳定及安装精度控制均难度极大。在问及吊装工程中的难点时,关经理和张经理都认为:“由于吊装物吨位重,迎风面积大,吊装过程中风载荷也会很大,几百吨的吊装物在风中来回摇晃,起重机还要负载行走,这对起重机的安全作业是很大考验,而吊装时又不允许钢结构碰到任何东西,因此只有在风速不超过12米/秒时才可以作业。”

    按照工程计划,中核中原工程公司和玛姆特公司各自负责的“鸟巢”主体钢结构7月20日实现对接,这个钢铁铸成的艺术品已初具雏形。从设备进场到大型钢结构主体吊装结束,只用了不到一年的时间,现代化的吊装技术和吊装设备为吊装工程顺利完成提供了有利的技术保障。

 
 [关键词]:奥运鸟巢 吊装设备 起重机  发表评论    【推荐】 【打印

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