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场馆建设凝聚科技创新 鸟巢水立方实现多项突破
 

2007-08-30 08:50:20
华夏经纬网

  华奥星空北京8月29日电(记者李磊李旭)作为科技奥运和自主创新的成果体现,鸟巢和水立方都肩负了重任,也凝聚了太多人关注的目光。记者日前了解到,无论是体系理论、钢结构,膜结构,还是施工等诸多方面,这两个场馆都有很多突破和创新。
 
  有消息表示,在这两个场馆的建设中所实施的多项重要科研课题,更是填补了国内外空白。

  “鸟巢、水立方这两个工程也是体现奥运工程高度复杂、高新技术集中应用的突出项目!”在今天下午的“奥运科技工作情况”新闻发布会上,北京市“2008”工程建设指挥部办公室副总工程师丁建明强调。

  “如果说钢结构方面,鸟巢在这里面的亮点,首先在设计上是一个突破。”丁建明说,“鸟巢做成这个规模,门将最多达到330米的跨度,这些受力的构件,对于在国际上类似这样场馆建设中,这都是非常大的突破。从设计理论包括计算方面也都是一个突破,包括自己研制发明的自主攻关等方面。”

  “另外,在鸟巢的建设中应用到了新材料,如Q40钢材。”丁建明指出。他表示,目前在国际国内的实际应用方面,这么高强度、高性能的钢材还是较少。这些钢材都产自国内的一个钢厂,这个钢厂科研人员专门研制而且在研制的过程中,冶金专业行业里对钢材的标准数值和性能指标有一个特殊要求,这些指标都是通过钢铁制造业方面的科研攻关以后,做出来的。事实证明应用效果还比较好。

  还有就是施工。由于这种特性给施工带来了前所未见的挑战。包括这种重的钢结构如何实现,而且还要高速度的实现,在施工方面上就是一个大的突破。如现在鸟巢内部采用了78个塔架,在塔架上进行简装。这么长的一个行架在合适的温度合拢起来,在施工时候的状态更符合使用以后的状态。合拢应该说是社会各方面攻关的成果,包括科研机构、施工单位都是在研究了各种工况的情况下实现的。此外,卸载也是一个技术难题。在施工状态是右塔架支撑,当需要要把支撑撤掉时,就需要把施工时候的受力状态转化为工作时的状态。这一个环节也凝聚了各方面的智慧结晶。

  鸟巢里的亮点非常多,比如为了满足体育场的功能,鸟巢的编织状态是三维的状态在空间里,还要高水平、高质量实现,这里面是一个亮点。鸟巢是一个碗状的看台,这个看台是超长的结构,在各种温度变形的情况下,怎么保证结构安全,正常使用,这里也有做了很多的工作。再有,鸟巢如果按照一百年的使用寿命来建设,钢结构要保证使用寿命,包括混凝土结构,大家可能也看到有一些建筑物使用时间长,表面受到影响。在这里我们施工人员,包括科研人员结合起来,很好地完成这个工作。鸟巢在三维状态下控制好,在施工测量方面也是非常重要的。这些方面,大多都是国内领先的设计工艺。

  “对于水立方,首先其体系的形成就是一个创新!”丁建明强调。随后,他解释说,其体系是由气泡理论来发展的。经过分析以后,它是由一种14面体和12面体组合形成的。从理论分析出来以后,构建的模型在一团肥皂泡的状态里,一块进行分割,切出来。就是一块东西从底下掏空,这样形成一个顶、墙都是靠气泡理论形成的结构,靠钢架形成的主体。“气泡理论听说过,真正实现是水立方的设计方,在最后这些理论的突破。对此,中方的设计人员、科研人员起了主要的作用。而在理论突破以后,都是靠一个一个的实验,得出来的实际的数据,再作为真正的设计和实施的指导,最终实现了。这里包括异形的构件、节点,14面体、12面体找节点,这带来一种挑战。”

  “此外,还有鸟巢和水立方里面的膜结构,也算是一个突破。”丁建明说。膜结构在国际上的发展时间也不算太早,最近才兴起来。这次结合这两个场馆的设计采用的结构,中国在这方面没有多少经验。膜分成两大类,一个是PTFE膜结构,这个膜在国内应用方面有一定的经验,而且咱们国家在这方面相应的技术规范已经有了。但是在鸟巢和水立方里,特别是水立方,应的是ETFE,在国内的应用还没有。“特别是像水立方这么大规模的应用,我们也没有进行详细的查询,恐怕在国际上是最大规模的应用。”丁建明表示。

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