建築工程系列 鳥巢是怎麼修建的

2008年8月8日,北京鳥巢國家體育場 9萬多名觀衆伴隨着2008尊古樂器的擊打聲 全場集體倒數,在一片歡呼聲中 第29屆奧運會在中國北京正式拉開帷幕 那一刻全世界的目光都匯聚到了北京奧運會主辦場鳥巢 同時這裏也承載着中國的百年奧運夢 始終撥回到2001年7月13日的盛夏 當國際奧委會主席薩馬蘭奇在莫斯科國家大劇院宣佈 第29屆奧林匹克運動會主辦場落戶北京時 全國上下舉國歡慶 期盼已久的奧運會主辦場終於降臨在這座神州大帝之上 在圓夢的同時也代表着中國已經被世界所認可 爲了迎接這一盛會 北京做了多方面的準備 體育場的建設就是重中之重 因爲當時國內還沒有能擔當此重任的體育場 因此必須要迅速的設計和修建一座 能夠體現中國特色的體育場 2002年北京面向全球徵集 奧運會主體育場設計方案 有來自177家設計團隊參加競選 經過多名專家嚴格評審及匿名投票 篩選出三個優秀方案 並在北京國際會議中心公開展示 最終瑞士的雅克赫爾佐格和梅隆維斯特 依據中國的傳統藝術品爲創作靈感 以絲絲線條纏繞在一起 形態如同孕育生命的巢和搖籃一般 寓意着寄託人類對未來的希望 其外部造型仿若書制編制而成的巨大鳥巢 在衆多的設計方案中脫穎而出 經決策部門認真研究 確定鳥巢爲2008年 北京奧運會主體育場的最終方案 鳥巢外觀呈橢圓形 長軸332米 短軸296米 由24根巨大的鋼橫架相互交叉 編織成一個網狀結構 中間形成橢圓形的洞口 錯綜複雜的鋼結構重達4.2萬噸 同時作爲主樑的萬里約束 形成了鳥巢複雜的外形 鳥巢也因此而得名 隨着奧運會開幕一天天臨近 2003年12月24日 鳥巢開工奠基儀式正式舉行 鳥巢國家體育館 佔地20.4萬平米 可容納9.1萬名觀衆 外部設有24根巨大鋼橫架交織而成 重量達到4.2萬噸 內部爲地下一層 地上七層 組成三層腕狀斜形看臺 整個內部建築均爲混凝土結構 建築高度69米 設計使用年限爲100年 由於北京坐落在地震帶中心 如此龐大的重量 對於地基的要求相當的嚴格 因此鳥巢地基基礎設計等級爲甲級 地基採用的是磚化基礎 在地面向下打入了超2600根鑽孔灌注樁 大幅度的提高了地基的承載能力 2004年 鳥巢建設工作如火如荼的進行着 與此同時剛開放不到一年的戴高樂機場 後機廳突然倒塌 這個事故震驚了整個工程界 而北京受事故的影響更加嚴重 鳥巢接到了停止施工的通知 不僅如此 爲了積極響應 節減報應的觀念 工程造價被要求控制到30億以內 設計師必須要重新覈算 工程的安全性和造價 爲此他們減少了9000個臨時座位 並且大幅縮減了賽後運營預留的商業面積 最後鳥巢頂部深縮式屋頂也被去除 爲工程節省了大筆開支 還減輕了結構的重量 2004年12月28日 經過6個多月的停止 鳥巢工程終於等來了繼續施工的通知 但是因爲停工 他們損失了6個月的寶貴時間 爲了追趕工期 現場工人增加到了7000多名 三班輪換不分晝夜的施工 地基完工後 就是混凝土看臺的施工 爲了使9萬多人能夠看清賽事 設計師把看臺設計成35度的導託 工人先要搭設三層混凝土骨架 然後在上面安裝 14700組預製的混凝土板 來組成看臺 每塊混凝土板的誤差 不能超過2毫米 否則整個看臺將無法安裝完成 僅僅5個月的時間 工人們趕在冬季前 完成了混凝土看臺的施工 但是等待他們的將是另一個挑戰 工程的第二階段是 打造體育館複雜的鋼結構外觀 但是對於施工方而言 真正的挑戰纔剛剛開始 鳥巢的外部鋼結構施工 首先安裝的是環繞看臺的 24根巨大鋼橫架 並且內部設置了一連串 相互交叉的橫架樑 其中最長的達到300多米 不同於傳統建築垂直受力的特點 鳥巢設有幾千根 不同形狀的樑柱組成 各自都往不同的方向施加壓力 因此在形成空間受力的體系之前 鋼橫架樑底部必須要設置臨時支撐 由於建築頂端的鋼結構幾乎爲直角 邊緣承受了巨大的扭矩 爲了滿足其承載能力 我國首次使用TU-460等級的鋼材 鋼材的厚度更是達到110毫米 在施工現場需要使用800噸的吊機進行吊裝 吊裝就位後 單個拼裝節點的焊接工作 就需要2至3天的時間 由於鋼結構具有熱脹冷縮的特性 因此焊接工作要在北京平均氣溫下進行 在炎熱的夏天只能在夜間進行焊接工作 整個焊接工程持續了一年才完成 接下來就是要移除內部臨時支撐 讓整個結構依靠自身的作用力屹立起來 而這個步驟將關係到鳥巢的成本 直接決定了這個超級工程 市民垂涎時還是一臭萬年 設計師的方案是在卸載支撐後 整個結構會向下產生300毫米的位移 如果超出這個範圍 或者結構開裂的情況 就證明建築的設計或施工出現了嚴重的偏差 後果將是無法估量的 卸載工作首先要使用千斤點來支撐上部結構 然後一處支撐鋼腳 整個卸載過程分35步進行 需要一週的時間完成 當最後一個支撐卸載後 結構沉降高度停在26.5毫米 達到設計變形的穩定位置 卸載工作順利完成 爲了使鳥巢成爲綠色奧運會會場 鳥巢的鋼結構上覆蓋了一層 高科技材料製作的薄膜 它是一種一貼附一的透明薄膜 名爲四幅一錫共具物 薄膜可以爲鳥巢遮風擋雨 還能節省能源 整個鳥巢都被這種薄膜所包裹 完成了綠色奧運的標準 2008年8月8日 29屆夏季奧運會 如期在中國北京鳥巢體育場拉開門路 精彩的瞬間被永久定格 此時的鳥巢 讓全世界記住了北京 記住了中國 同一個世界 同一個夢想 將從這裏出發