北京奧運(yùn)鳥巢結(jié)構(gòu)簡介

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由于設(shè)計理念的先進(jìn)以至“超前”,奧運(yùn)場館在施工中有很多難題是獨(dú)一無二的,在國際上沒有現(xiàn)成的參考答案,只有依靠自己的科技創(chuàng)新獨(dú)立解決。
    “鳥巢”的外罩由不規(guī)則的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件編織而成,里面的混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立,建筑師在混凝土看臺和鋼結(jié)構(gòu)外罩之間的空間里,設(shè)計了很多傾斜的混凝土柱子來支撐建筑。如何既保證這些混凝土柱子的結(jié)構(gòu)要求,又能不影響“鳥巢”的整體美觀?
    國內(nèi)工程師幾經(jīng)論證,一個兩全其美的方案誕生了。先像其他混凝土結(jié)構(gòu)一樣綁扎好鋼筋籠,然后再從上面一節(jié)一節(jié)套上方鋼管,鋼管連接好后再在鋼管里澆筑混凝土,形成與鋼管一體的混凝土柱。這樣一來看不到混凝土柱,既安全又美觀,卻加大了施工難度。
    邊長一米的方鋼管被連接成120多根長短不同、傾斜角度多樣的鋼柱,70%以上都是雙斜柱——一根柱子在垂直面上扭轉(zhuǎn)兩次。的鋼柱全長21米,橫跨體育場一至四層;最傾斜的鋼柱和地面的夾角達(dá)到59度,鋼柱的自轉(zhuǎn)角度超過45度……
    要在這些高大傾斜看似雜亂的異型鋼管里澆筑混凝土,已經(jīng)是個不小的挑戰(zhàn)。何況鋼管內(nèi)部還密布著鋼筋網(wǎng)格——縱向排列著32根鋼筋,橫向每十厘米一排密集的鋼筋。這樣密密麻麻的鋼筋網(wǎng),最多只能伸進(jìn)三根手指。要在里面瓷瓷實(shí)實(shí)地灌滿混凝土并使之與鋼管貼密,談何容易?
    起初,施工單位只能試著從上口往鋼管里澆筑,每天從早到晚只能澆筑四五米。國家體育場工程總承包部經(jīng)過自主研究,提出了一個新方案:混凝土頂升、從鋼管底部注入混凝土,由底向上逐步填充。
    這是一個從來沒有人用過的方法,結(jié)果卻非常理想。頂升混凝土不僅進(jìn)度快,而且質(zhì)量好,不分層。完工時,比預(yù)定的工期縮短了兩個月零兩天。
    2006年1月20日,這項(xiàng)工藝被命名為“超高矩形鋼管永久模板鋼筋混凝土斜扭柱施工工藝”,正式向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請發(fā)明專利。這是奧運(yùn)工程結(jié)出的一顆自主創(chuàng)新的成熟果實(shí)。