凝固的梦想（三）

凝固的梦想（三）

走近科学

融合了中国传统文化的北京国家体育场——鸟巢带着奥运的光环，向世人展示了它的独一无二。它要坚实稳固地屹立在大地，搭建、焊接、合拢，是对筑巢人的挑战。一个建筑奇迹如何建造？它能否经受住大自然风雨、地震的考验？

工期步步紧逼，鸟巢1000多个钢构件像骨骼一样终于拼接到位，经过3次准确的天气预测，上百名工人同步焊接，合拢成功了。 对于拥有钢筋铁骨的鸟巢来说，如果合拢是一次期中考试的话，卸载就像是一次期末考。

李久林（国家体育场总承包部总工程师）:如果预想不到的问题发生，就可能造成功亏一篑。因此，卸载决定了工程的成败。

任何建筑，坚固是第一要求。卸载检验着鸟巢这个前所未有的设计施工是否稳固，小到一条焊缝，大到合拢口，都有可能在卸载瞬间撕裂开，鸟巢的钢结构承重就会出现问题。那么什么是卸载，它为什么对鸟巢的稳固抗震至关重要呢？

范重（国家体育场钢结构总设计师）:任何一个大跨度房屋的建造和我们日常居住的房子一样，横梁承担着屋顶的整个重量。横梁的长度或者跨度越大的话，它承受的荷载就越大。在建造的过程当中，通常需要用临时支撑的办法减小这种负载，就是在这个横梁的中间加一些临时支撑。

鸟巢也不例外。在鸟巢钢结构施工前，场地中间均匀地设置了78个临时支持塔架，由它们来支撑鸟巢4.2万吨的重量。焊接合拢后，鸟巢成为一个整体，这个钢铁巨人就不再需要这78个临时支撑塔架做拐杖，而要靠自己的力量站立起来，整体受力，并能抵御8级地震（图1）。

（1）鸟巢钢结构施工前设置了78个临时支撑塔架（图示）

范重:鸟巢在焊接成完整的结构之后，需要把底下的临时支撑拆除，将临时支撑的托举状态变成结构自己来承重。对于任何大型的结构来讲，卸载都是至关重要的一步，它标志着结构由外力支撑变成自承重的状态。

纵横交错的钢铁支脉是鸟巢设计中最华彩的部分，也是鸟巢建设中最艰难的部分。看似轻灵的支脉总重达4.2万吨，相当于一座600米高的写字楼的用钢量。其中顶盖以及周边悬空部分钢重量为1.12万吨。在鸟巢的建设过程中，78根临时搭建的支撑塔架，支撑着这1.12万吨钢铁的屋顶。在所有这些临时支撑塔架中先撤掉哪一个，决定着鸟巢钢结构哪部分先受力，如果计算出现错误或者不严格，和实际建造出来的结构有差距，受力不均就会出现垮塌，后果不堪想象！

为了撤掉所有的临时支撑，让鸟巢站起来承担自重，专家们计划将1.12万吨重的屋顶用千斤顶举起来，拆除垫片和临时支撑塔架，再将屋顶放下，这是个复杂的卸载过程（图2）。