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“水立方”——为中国赢得骄傲(图)
建设者专刊 张 琼 2008-01-30

 

 

历经三年多的精雕细刻,由全球华人捐资建设的北京2008年奥运会的标志性工程之一--国家游泳中心(“水立方”)--已巍然屹立在世人的面前。在这座晶莹剔透的“蓝色方形水滴”的“成长”过程中饱含了建设者的智慧和艰辛。

来自中建一局建设发展公司的建设者们用实力向世界证明——中国人有能力承建全球第一座多面体空间钢架结构建筑,中国人有能力于攻坚世界上规模最大的膜结构工程,中国人有能力打造具有世界先进水平的室内游泳馆。

他们用坚忍不拔的毅力和无私奉献的精神创造了世界建筑史上的奇迹,更为中国赢得了骄傲!

 

敢为天下先——将泡沫理论变为三维现实

2004年7月17日,中建一局建设发展公司正式签订国家游泳中心建筑安装工程施工总承包合同。从这一刻起,中建人开始书写中国建筑史上的新篇章,要将存在于自然界的泡沫理论变为三维现实。

国家游泳中心有一个人们耳熟能详的别名“水立方”,源于它令人惊叹的设计理念。它将泡沫理论首次应用于建筑,水对于建筑不再是一种装饰手段,而成为一种深刻的“建筑材料”。水泡的结构被放大到长177米、宽177米、高30米的尺度,从而成为了一座美丽的建筑。

将泡沫理论变为现实需要建设者敢为天下先的勇气。因为实现这样的理论意味着,必须建设全球第一座多面体空间刚架结构体系。而建设这种体系在全世界都没有可以借鉴的经验,只能靠建设者自己去探索。

从深化设计入手,国家游泳中心项目经理部年轻的女总工程师陈蕾认为,深化设计是设计和现实转换的桥梁。水立方结构的特殊导致它的深化设计非常难。水立方的钢结构被分解为9843个球和20670杆件。这些构件最大的特点是各具特性,大小、长短,甚至壁厚都不相同,没有统一的标准规格。这意味着,30513个构件都具有唯一的规格、唯一的位置,每个构件都要有唯一的编号和单独的一张加工图。

为此,项目部进行深化设计制作的图纸达到3000多张,比最初设计方提供的图纸多了20倍,而最后送到工厂的加工图竟然达到30000多张。

然而,这仅仅只是开始。如何能快速生产出30000多个高质量的钢构件,并将其准确安装到它应在的位置上成为新的难题。

水立方的钢材设计图纸量仅6700多吨,考虑钢材损耗率之后,达到9600吨,远远低于其他同样规模的钢结构工程项目。但其订货采购品种达到59种,而且钢材材质要求超出钢厂常规行业标准。国内对这单生意感兴趣的钢厂寥寥无几。在各方努力下,终于找到了合适的加工厂,确保了各类异型钢构件的生产加工。

安装过程中,球及杆件的每个节点均需进行三维定位。在安装初期,花费了大量的人工进行调整、校正,仍然无法保证设计要求的精度,现场施工进展缓慢。项目技术人员和安装工人每天都对安装过程的一道道工序进行研究,分析每一个影响进度的因素。随着施工经验的增加和研究讨论的深入,他们对墙体球冠与方管、墙体内圆管与球体的安装总结了一套可行的方法,经过多次与设计方沟通和专家论证,一次次的质疑,一次次的修改历时3个多月,项目部终于完成了指导施工的技术文件———《国家游泳中心主体钢结构施工组织设计》,将设计转化为可以施工的方案。提高工效近6倍。

在全体建设者的共同努力下,主体钢结构于2006年4月10日提前一个月实现封顶,并在6月成功进行了第二次(大跨屋面)卸载,各项实测数据再次验证了主体钢结构完全达到了设计要求,世界上第一座多面体空间刚架结构建筑从此诞生!

2007年5月16日,经国内专业领域的权威专家鉴定,水立方新型多面体空间钢架结构技术成果达到国际领先水平。项目所取得的研究成果和施工经验,为类似工程建设提供了示范作用,具有很好的推广价值。

 

攻坚世界之最——为水立方披上膜幻外衣

成功打造“水分子”的钢筋铁骨后,建设者又投入了新一轮的战斗,为水立方披上蓝色的膜幻外衣,攻坚世界上规模最大的膜结构安装工程。

水立方的膜结构采用ETFE膜材料,是双层气枕充气膜结构,共由3097个气枕组成,覆盖面积达到10.5万平方米,展开面积达26万平方米。ETFE膜是塑料家族中的一员。它轻而薄,一般厚度仅有0.25毫米,但承受力却很强。用这种膜制成的气枕,耐候性很好,可以经受长年的雨雪侵袭此外,它的透光度相当好,有97%的透光率,能让游泳馆接收更多的光线和热量,帮助游泳池保暖,比一般节能建筑节省9%的能源成本。

目前已经建成的世界最大的使用ETFE膜结构建筑是德国慕尼黑体育场,它使用了6万平方米的膜材料,是一个敞口的体育场。与其相比,水立方是一个完全由膜结构来进行全封闭的大型公共建筑,对ETFE膜的材料、通风空调、防火、声、光、电控等的设计和施工都是一个极大的挑战。

在这个近乎透明的馆内,要求光线都是散射光,不能出现影响运动员比赛的炫光;这个封闭的馆要对温差有一定的自我调节功能,不能成为一个温室大棚;这种膜材料构成的墙体,能够对内外噪音有一定程度的吸纳。

如何安装膜结构?如何保证游泳馆内声光热各方面的平衡,达到奥运会比赛要求?建设者感受到了巨大的压力。

没有成功的经验可以借鉴,也没有现行的标准可以参照,建设者凭借艰苦求索的科学精神和一丝不苟的工作作风找到了答案。他们先后针对膜结构进行声学、光学、热工学等方面的原型测试,填补了国内ETFE膜结构应用的空白;他们深入开展技术攻关,广泛听取专家意见,确定了膜材选型及膜结构深化设计,编制了《膜结构工程施工质量验收标准》,成为国内第一部有关ETFE膜技术及施工的项目标准。

2006年8月1日,水立方成功安装第一块气枕,12月26日,水立方外层膜结构完工。一座晶莹剔透的水晶体赫然屹立。

水立方的奇妙和完美,让国际奥委会主席罗格赞不绝口:“我仿佛走进了一个‘水分子’的世界,水立方将成为与悉尼歌剧院一样的世界建筑杰作!” 加拿大财政部长弗莱厄蒂在参观水立方时赞叹:“水立方是一个非常壮观的工程!”

2006年10月1日,中共中央总书记胡锦涛来到水立方工地现场,向节日里坚守在施工一线的建设者表示慰问,并高度赞扬“中建一局是一支铁军”,并称赞奥运建设者谱写了中国建筑史上的新篇章。

2007年7月17日,国务院总理温家宝于百忙之中来到了水立方施工现场,当得知水立方的工程设计、施工技术和节能环保水平均达到国际领先水平时,非常高兴。他与一局建设发展公司总工程师冯世伟和水立方项目总工程师陈蕾握手说:“你们设计得好,施工得也好!”

国家领导人和国际官员的评价是对建设者最高的奖赏。

 

圆梦百年奥运——向人类身心极限挑战

百年奥运,中华圆梦。承办2008年奥运会是中华民族的百年期盼,承建奥运工程是所有建设者的无限光荣。为了实现中国向世界的承诺“要办一届有史以来最成功的奥运会”,为了祖国的荣誉,为了中国建筑的荣誉,这座蓝色水晶体的创造者们经受住了对身心极限的挑战。

水立方是北京2008年奥运会中心区的标志性场馆,也是奥运会场馆中唯一一个由港澳侨同胞捐资建设的奥运场馆,一直受到党中央、国务院的亲切关怀,和全国人民的高度关注。老天爷也以一种特殊的方式表达了对它的关注。

2004年8月27日下午3时左右,水立方施工现场突然遭遇了极其罕见的局地“尘卷风”。刚刚建好的临时建筑物几乎全部被摧毁,46名工人受伤,其中2人因伤势过重,抢救无效死亡。整个现场陷入瘫痪状态。

正准备大干一场的一局建设发展公司遭受了这个突如其来的打击。为了减少工期损失,刚刚调到水立方项目部任执行经理的侯本才和项目其他员工一起昼夜坚守在现场,一边组织抢险救灾,一边重建宿舍准备恢复施工。十多天的连续作战,大家的眼睛熬红了,声音嘶哑了,却无暇顾及。经过参建人员的艰苦努力,一个月后,一个崭新的工地又展现在人们眼前。

但是由于这场意料之外的风灾,原本紧张的工期就更加成了“不可能完成的任务”。

“变不可能为可能”在侯本才的带领下,项目部全体员工几乎放弃了所有的休息日,全身心的投入到水立方的建设之中。他们严格按照“勤俭办奥运”的精神组织工程实施;按照“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”三大理念指导工程建设;按照安全、质量、功能、工期、成本五统一的要求,全力以赴推进工程建设。

1200多天高强度、满负荷的工作,建设者向身心的极限宣战。疲惫写在每个建设者的脸上,等奥运会胜利闭幕的时候再休息,这是他们最大的愿望。

年仅36岁的陈蕾是水立方项目的总工程师。作为一名国家重点工程的女总工,为了水立方的成长付出了比男性高出几倍的艰辛。她家中有年迈的父母需要照顾,有八岁的儿子需要关爱,但因为工作加班,很少有时间能陪伴他们。面对他们,她的心中充满了愧疚。

其他人的心中又何尝不是如此。对工作精益求精,对家人充满愧疚,这正是水立方所有建设者的写照。

一份耕耘,一份收获,他们的辛勤付出得到了回报。水立方荣获了北京市长城杯结构金奖、北京市安全文明样板工地、全国安全文明工地等100多项荣誉;在奥运工程劳动竞赛中,水立方成为获奖人数最多,获奖级别最高的项目。侯本才获全国五一劳动奖章和首都劳动奖章。一局建设发展公司也荣获最高荣誉——全国五一劳动奖状。

如今,水立方已经竣工并交付使用,但经历过千锤百炼的建设者们不敢有丝毫的懈怠,他们以“为祖国争光、为奥运添彩”的信念,决心继续做好场馆维护保障工作,我们相信,水立方一定经受住2008年来自全世界人民的考验,为中国赢得骄傲!

 

工程素描:

位于奥林匹克公园B区的国家游泳中心——“水立方”,主体建筑紧邻北京城市中轴线,与国家体育场相对于中轴线均衡布置。工程占地62828平方米,赛时建筑面积79532平方米,场馆地下两层,地上主体为一层,局部四层,建筑总高度为30.736米。它是2008年北京奥运主场馆之一,是唯一一个由全世界华人华侨捐资建设的标志性奥运场馆。2008年奥运会期间,将承担游泳、跳水、花样游泳等比赛,赛后将成为一个多功能的大型水上运动中心,既可举办大型国际赛事,又能为公众提供水上娱乐、运动、休闲、健身等服务。

国家游泳中心建筑总体布置为正方形,总平面尺寸约177米×177米。场馆地下深度约12米,主要由比赛大厅、热身大厅和嬉水大厅三大部分组成,包括1个25米×50米的10泳道标准游泳池、1个25米×50米的10泳道热身训练池、1个25米×30米的跳水池和其它辅助功能设施。赛时能容纳17000名观众,是目前亚洲最大的室内游泳馆。

 

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