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鸟巢钢结构开始卸载图

来源: 2018年07月27日

“鸟巢”钢结构开始卸载(图)

昨天,举世瞩目的2008年北京奥运会主会场国家体育场(即鸟巢)在历经2年多的建设后,终于迎来钢结构施工最后、最重要的一个环节钢结构卸载。

卸载后,鸟巢重达42000吨的钢结构将摆脱外力的支撑,靠自己站立起来。作为鸟巢施工最为关键的工序,此次卸载将直接检验鸟巢设计、结构、施工的科学性和合理性。整个卸载将进行4天,预计在17日上午完成。

所谓钢结构卸载,准确地说,是钢结构支撑塔架的卸载。据介绍,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。卸载,就是将这78根支柱产生的78个受力区域,缓慢而又平稳地卸去,让鸟巢由被外力支撑的状态,变成完全靠自身结构支撑。因而,支撑塔架的现在,对整个钢结构本身来说其实是加载。

原先设立的78个受力点分布在鸟巢的外圈、中圈和内圈上,其中外圈24个、中圈24个、内圈30个。经过严密计算和论证,专家们将卸载的过程分解成7大步骤,每一大步骤里又包含5个相似的小步骤,总共35个环节。

卸载后,鸟巢的钢结构会出现正常的沉降和扭曲,如果沉降和扭曲程度在设计控制的范围内,那么卸载就成功了。卸载成功,将标志着鸟巢真正从图纸转化为实体,展现出中国人自主创新的能力。

工程解读

当初为什么要用钢架支撑

安全与经济决定钢架方案

对于鸟巢为什么要用这些钢架支撑的问题,有关人员表示,如果不用这些钢架支撑,前期焊接施工的几十个小时就需要几辆800吨吊车自始至终将钢结构吊在空中,而这些吊车每台租价每小时需5000多元。用78根临时钢柱支撑钢结构,既经济,又保证了焊接过程中工作面的稳定和安全。

为什么不一下子卸载

直接卸载易造成主体断裂

鸟巢的每一次部分卸载只有几毫米,和整个国家体育场相比微乎其微,靠肉眼都很难看出这种变化

鸟巢钢结构开始卸载图

。如果直接卸下支撑钢柱,由于钢结构自重大,突然一下子往下沉,容易造成钢结构断裂。就像摔跤,一下子摔倒在地面上,容易摔骨折。

卸载的具体环节是什么

35个环节撤下78根支撑钢架

此次卸载78根支撑钢架,要卸下约14000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。

5小步骤实施的位置按顺序依次是:外圈、中圈、内圈、中圈、内圈。每一小步骤内,要经历3个准确无误的工艺环节:第一环节,升起千斤顶,使它与垫块一起支撑鸟巢(垫块是指钢柱与鸟巢之间可以活动的块状钢铁,每一根钢柱的顶端都有50毫米厚的数块垫块);第二环节,撤去钢柱顶端的第一层垫块,这个区域的受力完全由千斤顶支撑;第三环节,千斤顶缓慢下降,一直降到第二层垫块的高度,此时这个区域的受力再次由钢柱与千斤顶共同承担。就这样,千斤顶与钢柱交替受力,交替下降,在上述5个位置上重复后,5小步骤再循环往复7次,也就是7大步骤,直至卸载完成。

揭秘

卸载全程电脑实时监控

据了解,整个卸载过程完全由电脑操控,电脑终端和指挥中心就在鸟巢体育场的中央。两次卸载之间要间隔一小时左右,其间每一个技术数据都会由众多的传感器从卸载点传到中心,对卸载的效果进行监测和评估。卸载指令也通过这个神经中枢传递到每一个卸载点,显示在每个卸载区块的三种颜色灯上,绿色代表开始下降、黄色代表暂停下降、红色代表两个以上的受力点下降距离不同步,需要停止。

前瞻

24根钢承重柱让鸟巢独立

待整个卸载完成后,鸟巢自身的24根钢承重柱将担起重任,支撑起鸟巢的重量。它们上端大、下端小,上端与重型钢的主桁架相连,下端埋入钢筋混凝土的承台内,将钢结构屋盖的荷载传到地基。卸载后,鸟巢的一圈约90米宽的屋面就悬空在体育场上方了。就像你家的阳台,根部和墙面相连,突出一块悬在空中。专家这样比喻。

释疑

卸载难度与鸟巢瘦身无关

针对此次鸟巢卸载难度是否会因去年鸟巢瘦身而降低的问题,有关专家表示,尽管鸟巢设计去年去掉顶部的盖子,瘦身约1万吨的用钢量,但鸟巢瘦身前后设计卸载方案是两套完全不同的,所以它们的卸载难度并不具有可比性。

(毛文月)

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