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解密“鸟巢”钢结构卸载 特殊材料可抗大地震

http://www.enorth.com.cn  2006-09-17 20:38
 

 

  17日,2008年北京奥运会主会场——国家体育场钢结构成功卸载。卸载后,“鸟巢”重达4·2万吨的钢结构摆脱外力的支撑,“靠自己站立起来”。记者通过采访参与“鸟巢”卸载工作的部分专家,了解到一些有关卸载的秘密。

  “鸟巢”卸载与给汽车换轮胎同理

  国家体育场工程副总工程师邱德龙介绍说,在“鸟巢”的建设过程中,有78根临时搭建的钢柱支撑着“鸟巢”的钢铁“枝蔓”。“鸟巢”钢结构的卸载就是用千斤顶架起钢结构,将这78根临时支撑塔架提供的支撑荷载卸去的过程,这项工作的原理与给汽车换轮胎相同。

  邱德龙说,顶起“鸟巢”钢结构的工作由特殊的千斤顶来完成。顶升的高度完全由计算机控制,顶升的高度将使钢结构与支撑塔架顶部的垫片脱离至1到2毫米的高度。由于每个卸载点需要顶升的高度不一样,因此,顶升力度也不同。通过控制中心计算机的控制,与千斤顶连接的油泵为千斤顶供油使其按输入力度数据将钢结构顶到合适的高度。在顶的过程,工人及时监测千斤顶的变位,一旦发现支撑点的垫片已经松动,千斤顶的上升状态将被立即转换到停止状态。

  邱德龙说,每个卸载点上一般安排三名工人,其中一名负责拆装垫片,另外一名是负责支撑塔上油泵的开关,还有一位管理人员负责卸载点的所有操作的进度,以及记录另外两名操作工人的操作过程。

  为何不一下子卸载

  此次卸载78根支撑钢架,要卸下约1·4万吨的荷载。卸载过程分解成7个大的步骤,每一大步骤里又包含5个相似的小步骤。

  中国钢结构协会常务理事、“北京2008”工程建设指挥部专家侯兆欣解释说,之所以采取外圈、中圈、内圈35步逐步卸载的方式拆除“鸟巢”钢结构的支撑点,是出于保证“鸟巢”平稳降落的考虑。均匀、同步、持续的卸载方式将保证整个卸载工作安全、顺利地进行。

  “就比如让一个久病的病人扔掉拐杖一样,如果一下把拐杖撤掉,他可能是吃不消的。因此,卸载需要一步一步进行,使整个钢架均匀、同步、持续地受力,最终达到独立承重的目的。”

  垂直位移仅为271毫米

  当支撑钢架卸掉后,“鸟巢”就完全依靠自身的体系来支撑,由于受力点发生了变化,所以应力就会重新进行分布,形成它自己的受力体系。在此过程中,“鸟巢”钢结构会发生变形、沉降等现象。

  “鸟巢”中方主设计师李兴刚说,按照设计要求,外圈总下降量应控制在68-286毫米;中圈控制在161-178毫米;内圈控制在208-286毫米。如果“鸟巢”在卸载后,主体钢结构下降幅度超过这个距离或是出现局部裂缝等结构问题,那么就意味着鸟巢在过去三年的设计、制造、施工等环节中存在问题。

  国家体育场有限责任公司董事长李爱庆17日下午宣布,“鸟巢”卸载以后的实测垂直位移为271毫米,比理论位移要低,这意味着卸载工作圆满完成。

  特殊钢材力保“鸟巢”可抗唐山大地震震级

  “鸟巢”钢结构所用钢材名为Q460EZ235。侯兆欣介绍说,这种钢的强度是普通钢材的两倍,性能达到最高级别。这种钢材完全由我国自主创新研发生产。

  侯兆欣说,这种钢集刚强、柔韧特点于一体,保证了“鸟巢”在承受最大460兆帕的外力时不变形。这意味着如果北京遭遇1976年唐山大地震一样的地震,“鸟巢”依然能保持原状。

稿源 新华网 编辑 张志怡
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