“鸟巢”和“冰丝带”:中国智慧承载奥运梦想
  • 来源:科普时报
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  • 2024-03-15 08:36

□ 讲述人 李久林

北京,是全世界唯一一个既举办过夏季奥运会,又举办过冬季奥运会的城市。在这座历史厚重的“双奥”之城,“鸟巢”(国家体育场)和“冰丝带”(国家速滑馆)矗立在中轴线两侧,它们既是用建筑音符雕刻而成的精美建筑艺术,也是一个时代的“地标”,向世界展示着中国美学和中国故事。

法国有句谚语:人类除了鸟巢,什么都能建造。2008年8月8日,当看到29个灿烂的“脚印”从永定门走向“鸟巢”,我长舒一口气:鸟巢,终于向全世界亮相了!“鸟巢”是当时世界上规模最大、用钢量最多、结构最复杂的超大型钢结构体育场工程。

在此之前,中国的建筑大多方方正正、见棱见角,要把极富创造性的设计变成现实,每一步都是在攻克难题。在建造过程中,我们编制520多项施工组织与技术方案,组织一百多次专家技术论证,完成两万多张深化设计图纸。特别是我们的技术团队在国内第一次使用BIM(建筑信息模型)技术,以引领时代的超前科技,将设计师的“概念图”制作成三维构型的“数字鸟巢”。

“鸟巢”的外形结构主要由巨大的门式钢架组成,内部没有一根立柱,高空大跨度的马鞍形屋盖支撑在24根桁(hénɡ)架柱之上。这意味着4.2万吨钢的受力点都在24根柱子和柱脚上。因此,只有采用Q460高强钢才能解决结构的承重问题。而当时国内没有符合要求的高强钢,也很难进口。

经过无数次研发与探索,我们最终制造出国产Q460钢材,撑起了“鸟巢”的钢骨脊梁。实际上,“鸟巢”的钢结构只是外边一圈,里边的混凝土看台、混凝土柱子,跟钢结构穿插在一起,尺寸和颜色也都是一样的。所以,我希望大家去“鸟巢”时,仔细分辨一下哪些是钢结构,哪些是混凝土结构。

如今,无论坐在“鸟巢”哪个位置,与赛场中心点之间的视线距离都在140米左右,91000名观众人人都能“平等”地看比赛。这正是“鸟巢”带给观众的全新感受,也是科技奥运的魅力,更是中国对科技奥运的新贡献。

如果说“鸟巢”是宏大的,那“冰丝带”无疑是灵动的。坐落在北京中轴线北部延长线上的“冰丝带”,是系在北京胸前一条迎风飘舞的丝巾。

国家体育场以钢为枝编织“鸟巢”,国家速滑馆用钢为索“绷”出一个大跨度屋顶的“冰丝带”。虽然都是“钢”,“鸟巢”和“冰丝带”的钢却完全不同。我们把“冰丝带”钢索的应用过程叫作“编织天幕”。

“编织天幕”的关键材料是一种被称为“高钒密闭索”的密闭钢丝绳。但能生产出这种建筑材料的工厂主要集中在欧美发达国家,国内没有先例。

经过一次次技术攻关,我们最终全面攻克了高钒密闭索最核心的Z型钢丝的加工及应用技术,成功编织了“冰丝带”这一世界上“最大的网”。从此,国产高钒密闭索不仅实现了国内重大建筑工程的推广应用,也实现了国际重大建筑工程的出口应用。

作为亚洲最大全冰面设计,“冰丝带”场馆的冰面有三大特点:用最前沿科技制成的冰、最低碳环保的冰、滑行速度最快的冰。打造“最快的冰”,冰面最关键。我带领团队拿出的“中国方案”创新性地采用了二氧化碳跨临界直冷制冰技术,不仅将冰面温差控制在0.5摄氏度以内,而且碳排放趋近于零。

“冰丝带”的建设更多体现绿色、低碳、智慧和可持续的理念。我们通过对技术创新的极致追求,让“冰丝带”成为世界首个全智慧冬奥场馆,建设过程中的多项突破和创新也成为奥运建筑最宝贵的遗产。

在北京冬奥会期间,14枚金牌在“冰丝带”诞生,10项奥运纪录被刷新。我们的努力成就了冬奥历史上产生金牌数量最多的单个场馆之一,也圆了我在低海拔地区打造世界上“最快的冰”的梦想。

(科普时报记者何亮采访整理)

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