與給車換胎同理：解密“鳥巢”鋼結構卸載

    “鳥巢”若襁褓中的天才，一出世就吸引了世界的目光。猶如樹枝織成的“鏤空”的“鳥巢”點燃了北京的暖色，顛覆了世界對中國建筑持有的刻板印象。在歷經2年多的緊張建設后，這座舉世矚目的體育場迎來了鋼結構施工中具有決定性意義的一項工作??主體鋼結構的卸載。9月17日卸載完成后，鳥巢完全依靠自己的力量聳立在世人面前。

鳥巢卸載與給車換胎同理

    國家體育場工程副總工程師邱德龍在“鳥巢”現場介紹鋼結構卸載工作時告訴記者，鳥巢鋼結構卸載過程是用千斤頂架起鋼結構，使臨時支撐點的鋼片松動并取出鋼片的過程，這項工作的原理與我們給汽車換輪胎相同。

    邱德龍介紹說，鳥巢的鋼結構是支撐在支撐塔的兩個小支柱上面的，要將小支柱的墊片撤出來，首先就要將千斤頂結構頂起來，使得小支柱上面的墊片松動，以便拆除，拆完以后千斤頂下降，達到鋼結構與支撐點脫離的目的，這樣卸載工作就完成了一步。

    頂起鳥巢鋼架的工作由特殊的千斤頂來完成。千斤頂頂升的高度完全由計算機控制，頂升的高度將使鋼結構與墊片脫離至1到2毫米的高度。由于每個卸載點中圈24個卸載點需要頂升的力度不一樣，因此，頂升高度也不同。通過控制中心計算機的控制，每個點輸入不同的力，與千斤頂連接的油泵為千斤頂供油使其按輸入力度數據將鋼結構頂到合適的高度。在頂的過程中，工人及時監測千斤頂的變位，一旦發現支撐點的墊片已經松動，千斤頂的上升狀態將被立即轉換到停止狀態。

    據介紹，每個卸載點上一般部署三個工人，其中一名負責拆裝墊片，另外一名是負責支撐塔上油泵的開關，此外，還有一位管理人員，負責卸載點的所有操作的進度以及記錄另外兩名操作工人的操作過程。

為何不一下子卸載

　　  此次卸載78根支撐鋼架，要卸下約1.4萬噸的荷載。卸載過程分解成7個大的步驟，每一大步驟里又包含5個相似的小步驟。

　　  中國鋼結構協會常務理事、“北京2008”工程建設指揮部專家侯兆欣解釋說，之所以采取外圈、中圈、內圈35步逐步卸載的方式拆除“鳥巢”鋼結構的支撐點，是出于保證“鳥巢”平穩降落的考慮。均勻、同步、持續的卸載方式將保證整個卸載工作安全、順利地進行。

    “就比如讓一個久病的病人扔掉拐杖一樣，如果一下把拐杖撤掉，他可能是吃不消的。因此，卸載需要一步一步進行，使整個鋼架均勻、同步、持續地受力，最終達到獨立承重的目的。”

　　  當支撐鋼架卸掉后，“鳥巢”就完全依靠自身的體系來支撐，由于受力點發生了變化，所以應力就會重新進行分布，形成它自己的受力體系。在此過程中，“鳥巢”鋼結構會發生變形、沉降等現象。

    “鳥巢”中方主設計師李興剛說，按照設計要求，外圈總下降量應控制在68－286毫米；中圈控制在161－178毫米；內圈控制在208－286毫米。如果“鳥巢”在卸載后，主體鋼結構下降幅度超過這個距離或是出現局部裂縫等結構問題，那么就意味著鳥巢在過去三年的設計、制造、施工等環節中存在問題。國家體育場有限責任公司董事長李愛慶17日下午宣布，“鳥巢”卸載以后的實測垂直位移為２７１毫米，比理論位移要低，這意味著卸載工作圓滿完成。

國產鋼材可抗唐山地震沖擊

    2008工程建設指揮部專家侯兆欣在鳥巢鋼結構卸載現場表示，鳥巢所用鋼材名為Q460EZ235，這種鋼的強度是普通鋼材的兩倍，性能達到最高級別，而這種鋼材完全由我國自主創新研究出來。

    據介紹，按照我國鋼材標準，強度為420的鋼材可滿足普通建筑用鋼標準，而鳥巢的用鋼總量極大，重量也超出想象，因此，420強度的鋼不能滿足鳥巢的需求，因此，必須采用超出我國現有標準的鋼材。這種鋼材是進口還是自主創新，成為擺在人們面前的問題。

    2005年3月，武陽鋼鐵公司的負責人明確表示，該公司有能力研制這種特殊需求的鋼材。武鋼人挑起了這個重任，他們首先把目標關注在Q460，但是厚度、強度并不能完全滿足鳥巢要求，一場圍繞著Q460進化的科研攻關開始了，歷經無數次的挫折和失敗，每一步都是把不可能變為可能，把難題轉化為成果，最終傳統鋼種Q460脫胎成110毫米厚的鳥巢特殊用鋼，Q460EZ35集剛強、柔韌于一體，實現了三效合一，保證了鳥巢在承受最大460兆帕的外力后，依然可以恢復到原有形狀。這意味著如果北京再次遭受上世紀70年代唐山地震一樣的地震波及，鳥巢依然能保持原狀。
本報記者 張旭光