水立方今日正式竣工 七大方面解读建设历程(图)

    2006年4月10日和6月16日，“水立方”完成6700吨主体钢结构安装和卸载，世界建筑领域内有了中国人创造的标准

　　“水立方”的表面，晶莹剔透，温润典雅，然而，这样柔美的建筑也需要铮铮的筋骨，事实上，“水立方”委实用了不少钢材呢——整个“水立方”工程使用的连接球9843个，杆件20670根，构件总数30513个，由于多数是细长的杆件，设计总重量才6700吨（不含埋件和加强板）。 “水立方”屋盖上下及墙体外表面使用的箱形焊接杆件虽然高度都相同，但按照不同的宽度和壁厚，共分出21种杆件形式；中间层框架的圆钢管杆件又分成16种类型；而钢球的规格也多达28种。

　　说起来，“水立方”的钢结构设计施工难度一点都不亚于“鸟巢”，因为“水立方”的外墙和里层由3000多个不规则气泡组成，支撑起这些气泡的钢结构也相应的被设计成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。

　　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。

　　由于“水立方”的组成部分都是不规则的多边形，如果进行平面焊接，再吊装整体组合，多点空中定位连接的误差不好控制，而且累加的误差像滚雪球般越积越大，工程质量无法保证。工程师们试了GPS定位、激光定位等很多办法，但工程进度总是太慢。即使在焊工们熟练之后，速度也只能提高到每天几十根。“水立方”业主单位总负责人康伟当时忧心忡忡地，因为按照这个速度，“到2010年也装不完”。

　　出人意料的是，这个看似无法解决的问题竟然被几位师傅偶然破解——施工间歇，几名工人师傅在施工场地外抽烟闲聊，突然发现杆件和连接球连起来很像一根火柴，这让他们找到了答案。施工人员恍然大悟，中学几何里的“一条直线和线外一个点确定一个平面”定理可以就用于杆件定位，新方法顿时让工程进度猛增了3倍。两万根杆件、将近一万个连接球在20多个专门负责对号入座的工人传递下，在300多名焊过军舰、拿着至少八级焊工证书“全国顶极的”焊工手里，像堆积木似地快速而准确地拼插在一起。

　　巧妙施工方式加上熟练的焊接技术，“水立方”的钢结构工程进度突飞猛进，工地高峰时每天杆件的焊接速度最高提到200多根。钢结构提前一个多月封顶后，工人自创的这套工作方法也同水立方工程师们的建筑理论一起，被写进了《多面体延性钢架结构施工管理技术规程》。

　　“水立方”是首个进行支撑结构卸载的奥运工程。都说万事开头难，可“水立方”在详尽的应急预案、经过多次演练的工人和结构健康安全检测系统的保证下，卸载进行得非常顺利，最终的卸载结果优于模拟计算分析结果。在沉降幅度240毫米的理论指标下,“水立方”的实际沉降只有81毫米。让建设者们感到骄傲的是,在世界建筑领域内,从此有了中国人创造的标准。

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