第9章 进行水立方钢结构施工

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第9章进行水立方钢结构施工

2005年以后，与地面混凝土施工同步，“水立方”钢结构的各项准备工作也正在紧锣密鼓地进行。

当时，中国的钢材价格疯涨，因此，从材料采购到加工、直到最后安装，每走一步都异常艰难。

“水立方”的钢结构是基于世界上对最有挑战性的数学课题答案的最佳诠释，在结构最安全、可靠的前提下，结构用钢量最少。

这样的结构形式其实在人们的日常生活中普遍存在，当人们不经意间打开的啤酒泡泡，就会知道“水立方”采用的是一种什么样的钢架结构。

由于法国戴高乐机场2E候机厅穹顶的轰然坍塌，国内将目光高度聚焦在当时在建的几大著名建筑上。“水立方”是其中之一。

“水立方”在经受了常规的抗震审查后再次接受了超限抗震审查。钢结构用材不仅最终选用了尚未批量生产的高标号钢材，而且在此基础上又提出了1.2倍延展率的高标准要求。

2005年初，在国资公司钢结构部署会议上，打破惯有的管理模式，康伟要求由参建各方、业主、项目管理公司、监理单位、总包单位及钢结构实施单位等组成专门的核心工作组。

会议决定，由孙彦朝牵头负责钢结构施工，因为他曾经干过多年的施工，有丰富的施工经验。

国资公司在钢结构工程前期，就组织开始了钢材采购工作，但采购进展并不顺利。就在2005年春节那天，他们还在和有关专家、钢协开会。

当时面临的主要困难有：

一是钢材资源紧张，2005年国内钢材价格一路飞涨，甚至出现了有价无市的局面。

二是高强度Q420钢材，Q345钢材达不到抗震建筑标准。建筑抗震规范要求的钢材延伸率比钢厂规范要求的高。

这就意味着，钢厂出来的合格产品，不一定能用在“水立方”上，钢材不但要“硬”还要“韧”，延展性必须达到“水立方”的要求。

三是各大钢厂生产档期均已排满，无法按时满足“鸟巢”、“水立方”两个场馆的钢材供应。

为了顺利解决上述问题，他们给市委、市政府打了报告。在“水立方”建设中，刘淇现场视察“水立方”共27次。

2005年4月12日，刘淇以老冶金部长的身份亲自宴请国内知名钢铁企业领导，鼓励钢厂为奧运工程在贡献，努力解决“鸟巢”、“水立方”的高标准钢材供应问题。

各大钢厂纷纷拿出了看家本事。

2005年春节期间，鞍钢安排了两轮试验，抗震性功能结果均不理想，又安排了第三轮试验，经厂方艰苦努力，调整钢材冶炼和轧制工艺，终于试制成功。

经过多方协调，用于加工主体钢结构构件的钢板分别在鞍钢订货7500吨、武钢700吨、天津无缝钢管厂1300吨，第一批钢材于2005年4月中旬到货，同年9月全部到货。

钢结构是“水立方”的骨架，其质量直接关系着这座建筑的安全，监理单位为此直接派监理人员驻厂监造，3万多个钢件都必须由监理人员签字认可后方可运往施工现场。“水立方”建设期间，4名监理人员驻厂长达一年之久。

“水立方”的钢结构最大的特点就是不规则，纵横交错中透着一股自然的纯美。然而，正是这种自然的不规则的形态给焊接带来了极大的困难。

“水立方”设计单位之一的中建国际设计顾问有限公司总建筑师郑方开玩笑说：“‘水立方’的钢结构是一个‘三无工程’，无先例、无规范、无标准。在设计、施工时，‘水立方’的钢结构甚至都没有一个标准的称谓。”

“水立方”同样也是全球钢结构专家的关注点。“水立方”使用的钢结构被称为泡沫理论，在国外尤其是欧洲，成为钢结构中理论的“解不开的难题”。从最初提出这种模式开始，已有数千名建筑专家为之奋斗了100多年。因此，在“水立方”施工中遇到的种种困难在预料之中。

“水立方”宣布将实践“泡沫理论”后，在全球建筑业产生了很大的震动。

在“水立方”建设的同时，全球研究泡沫理论的建筑学家几乎都到过施工现场取经，有的甚至来过多次。这些专家都为中国人自主创新的能力由衷钦佩。

来自德国的一位专家称：“若干年内，‘水立方’将是世界钢结构泡沫理论的教科书。”

“水立方”的外墙和里层由上千个气泡组成，为了实现这种不规则多面体空间钢框架结构，施工队需要在空中把一根根钢杆件当成气泡的边棱，逐个在空中按照设计好的位置固定，再与连接边棱的钢球焊接，制成气泡形状。整个“水立方”钢结构共使用两万多个杆件和一万多个连接球。

刚一开始，“水立方”进行钢结构焊接时，施工单位开始考虑的方法也和“鸟巢”一样，在地面操作台上焊接一部分，再吊装进行整体焊接。但试验了几次以后发现，要把钢梁拼成气泡形状，找到钢梁在空中的准确位置非常困难。

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