鸟巢有哪些世界之最？

  被称作“第四代体育馆”的“鸟巢”国家体育场是2008年北京奥运会的标志性建筑，她位于北京北四环边，包含在奥林匹克国家森林公园之中。占地面积20.4万平米，总建筑面积25.8万平米，拥有9.1万个固定座位，内设餐厅、运动员休息室、更衣室等。2008年奥运会期间，承担开幕式、闭幕式、田径比赛、男子足球决赛等赛事活动。该工程总投资4.5亿美元，是全球目前投资最大的建筑物，也是迄今为止世界上最具现代化和人性化的体育场馆。

  “鸟巢”因其主体由一系列辐射式的钢结构旋转而成，外型酷似鸟巢而得名。其建筑顶面呈马鞍型，长轴为332.3米，短轴为297.3米。主体框架建成之后，在“鸟巢”顶部的网架结构外表面将贴上一层乳白色半透明聚四氟乙烯(ETFE)的充气塑膜，使用这种膜后，阳光不是直射，而是通过漫反射进入到体育场内，使光线更柔和，由此形成的漫射光还可解决场内草坪的维护问题，同时也起到为场内座位遮风挡雨的功能。正是“鸟巢”在建筑结构以及外部装饰上的独具匠心，使得她与国家游泳中心、北京首都国际机场、上海世界金融中心、国家大剧院、中央电视台等建筑入选2005年底美国《商业周刊》评选出的中国新十大建筑奇迹。

  4月初，CMTM的记者走进了正在进行吊装的“鸟巢”施工工地。

  “鸟巢”主体采用抗震墙结构与钢混凝土框架结合的体系，这种全新的结构体系具有高抗震、高安全、承载力强的特点。其外部结构是由24根巨大的钢结构立柱组成，立柱为三角形格构柱，上端大、下端小，其中最高的立柱在东西两个方向，高可达78米，最低的立柱在南北方向，高度为60米。钢结构所使用的钢材厚度达11厘米，工程设计总用钢量为5万吨。整个工程形状独特，所采用的重型钢结构中有大量曲线结构，因此在钢材质量、钢结构的设计、加工以及安装都存在着很大挑战。据专家称：“鸟巢”是目前国内外体育场馆中用钢量最多、规模最大、施工难度最大、拥有多项世界顶级施工技术难题的大型钢结构工程。

  “鸟巢”工程由北京城建集团总承包，北京城建与浙江精工组建的城建精工、中信国华为次承包商，他们各负责一半的“鸟巢”工程。

  玛姆特重型设备运输安装有限公司承担了城建精工部分的钢结构吊装，吊装总量为2.5万吨，平均每两天吊装115吨。该公司关新宇经理向我们介绍：“玛姆特是2005年8月正式进入“鸟巢”施工工地的。公司配备了一台800吨德玛格CC4800履带起重机、一台600吨德玛格CC2800和一台300吨德玛格CC1800起重机进行吊装，其中300吨起重机是刚刚进场的，现在起重机还在组装中，800吨起重机主要是用来进行这些立柱的吊装，特别是立柱上部的吊装对接工作，上下部分对接上之后，工人开始进行焊接。”

  由于“鸟巢”工地有大量的建筑材料、各种运输车辆以及中小吨位辅助吊装起重机，使得施工现场场地非常狭小，起重机站位受到限制，不能近距离地接近钢结构安装位置，加大了起重机作业半径，在这样的情况下要将重达800吨的立柱整体钢结构精确安装到位也是一大难题。针对工程特点、结构形式、构件重量及现场场地情况，为降低构件的拼装难度，保证节点焊接质量，施工设计方决定对立柱分段吊装。首先将钢结构在地上像搭积木一样拼起来，在工地进行现场焊接，这样形成的结构叫装配式结构件，接下来将这些焊接完的装配式结构件进行吊装和焊接。尽管这样，外型奇特、结构复杂的立柱上部的吊装和与下部的对接工作对起重机和吊装公司也是一个巨大的考验，如何选择吊装时的吊点和支撑点都需要经过精确的吊装计算。

  “鸟巢”上部的横梁吊装也是工程中的难点之一，这些横梁面积最大可达25m×20m，最小重量为100吨，最大重量可达136吨。在“鸟巢”内部，我们看到围着内场立了许多高大的钢梁，关经理向我们解释说：“这些是临时支撑，分外环、中环、内环，它们是用来临时支撑“鸟巢”钢结构横梁的，横梁与立柱全部焊接完成之后，所有这些临时支撑都将拆除”。交谈之中，我们看到一个横梁被起重机吊在空中，准备就位。由于横梁面积大，就位位置高，工程人员在横梁上还牵了两根绳子，由地上的工作人员拉着绳子来协助起重机将横梁吊装到位。“鸟巢”的屋顶站着的两名工程指挥人员，正用手势与地面的起重机指挥人员进行交流，确定横梁的精确位置。

  而在“鸟巢”另一半，中国核工业中原建设公司工程机械公司承担着中信国华部分的钢结构吊装工程，那里也是一番热火朝天的景象。一台**的利勃海尔起重机正在进行外部立柱上半部分吊装。

  “我们采用的是一台800吨利勃海尔LR1800履带起重机和一台600吨起重机进行吊装。由于最高的立柱可达78米，工作半径为22～24米，800吨起重机的超起配重最大达到350吨。我们承担吊装的这一部分主体钢结构安装完毕后，将与玛姆特承担的那一部分钢结构实现对接，这样“鸟巢”的外部钢结构就全部完成，接下来将是内部的小部件钢结构吊装工程。”在采访中，中核中原公司吊装运输部张鑫经理向我们介绍说。

  钢结构构件体型大，单体重量重，节点复杂，在风沙较大、气温偏低的北京冬、春季进行构件起吊、直立、就位、高空稳定及安装精度控制均难度极大。在问及吊装工程中的难点时，关经理和张经理都认为：“由于吊装物吨位重，迎风面积大，吊装过程中风载荷也会很大，几百吨的吊装物在风中来回摇晃，起重机还要负载行走，这对起重机的安全作业是很大考验，而吊装时又不允许钢结构碰到任何东西，因此只有在风速不超过12米/秒时才可以作业。”

  按照工程计划，中核中原工程公司和玛姆特公司各自负责的“鸟巢”主体钢结构7月20日实现对接，这个钢铁铸成的艺术品已初具雏形。从设备进场到大型钢结构主体吊装结束，只用了不到一年的时间，现代化的吊装技术和吊装设备为吊装工程顺利完成提供了有利的技术保障。

  “鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱，现已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊装。国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为42.8米。在保持“鸟巢”建筑风格不变的前提下，新设计方案对结构布局、构建截面形式、材料利用率等问题进行了较大幅度的调整与优化。原设计方案中的可开启屋顶被取消，屋顶开口扩大，并通过钢结构的优化大大减少了用钢量。大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为37.96米。主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。为了避免出现过于复杂的节点，少量主桁架在内环附近截断。钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件，交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。主看台部分采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完全脱开。

  “鸟巢”是2008年北京奥运会主体育场。由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师合作完成的巨型体育场设计，形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个摇篮，

  寄托着人类对未来的希望。设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。

  说起Q460钢材，大多数人可能都不了解。“鸟巢”结构设计奇特新颖，而这次搭建它的钢结构的Q460也有很多独到之处：Q460是一种低合金高强度钢，它在受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形，这个强度要比一般钢材大，因此生产难度很大。这是国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材；而这次使用的钢板厚度达到110毫米，是以前绝无仅有的，在国家标准中，Q460的最大厚度也只是100毫米。以前这种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口。为了给“鸟巢”提供“合身”的Q460，从2004年9月开始，河南舞阳特种钢厂的科研人员开始了长达半年多的科技攻关，前后3次试制终于获得成功。如今，为“鸟巢”准备的Q460钢材已经开始批量生产。2008年，400吨自主创新、具有知识产权的国产Q460钢材，将撑起“鸟巢”的铁骨钢筋。

  此外，屋顶内环主桁架吊装和立面次结构安装已全面展开。“鸟巢”钢结构所使用的钢材厚度可达11厘米，以前从未在国内生产过。另外，在“鸟巢”顶部的网架结构外表面还将贴上一层半透明的膜。使用这种膜后，体育场内的光线不是直射进来的，而是通过漫反射，使光线更柔和，由此形成的漫射光还可解决场内草坪的维护问题，同时也有为座席遮风挡雨的功能。

  许多看过“鸟巢”设计模型的人这样形容：那是一个用树枝般的钢网把一个可容10万人的体育场编织成的一个温馨鸟巢！用来孕育与呵护生命的“巢”，寄托着人类对未来的希望。

  整个体育场结构的组件相互支撑，形成网格状的构架，外观看上去就仿若树枝织成的鸟巢，其灰色矿质般的钢网以透明的膜材料覆盖，其中包含着一个土红色的碗状体育场看台。在这里，中国传统文化中镂空的手法、陶瓷的纹路、红色的灿烂与热烈，与现代最先进的钢结构设计完美地相融在一起。

  整个建筑通过巨型网状结构联系，内部没有一根立柱，看台是一个完整的没有任何遮挡的碗状造型，如同一个巨大的容器，赋予体育场以不可思议的戏剧性和无与伦比的震撼力。这种均匀而连续的环形也将使观众获得最佳的视野，带动他们的兴奋情绪，并激励运动员向更快、更高、更强冲刺。在这里，人，真正被赋予中心的地位。

  更为匠心独具的是，“鸟巢”把整个体育场室外地形微微隆起，将很多附属设施置于地形下面，这样既避免了下挖土方所耗的巨大投资，而隆起的坡地在室外广场的边缘缓缓降落，依势筑成热身场地的2000个露天座席，与周围环境有机融合，并再次节省了投资。

  评审委员会主席、中国工程院院士关肇邺评价说，这个建筑没有任何多余的处理，一切因其功能而产生形象，建筑形式与结构细部自然统一。

  评审委员会和许多其他建筑界专家都认为，“鸟巢”将不仅为2008年奥运会树立一座独特的历史性的标志性建筑，而且在世界建筑发展史上也将具有开创性意义，将为21世纪的中国和世界建筑发展提供历史见证。

  设计并搭建“鸟巢”不易，要让“鸟巢”在未来的日子里充满生机与活力更为不易。据介绍，“鸟巢”设计之初和深化设计的过程中，一直贯穿着节俭办奥运和可持续发展的理念，在满足奥运使用功能的前提下，充分考虑永久设施和临时设施的平衡。按照要求，“鸟巢”共设10万个座席，其中8万个是永久性的，另外两万个是奥运会期间临时增加的。

  在此基础上，设计中将“鸟巢”的功能与周围地区日后定位乃至整个城市的中长远发展规划结合起来考虑。根据已确定的规划方案，“鸟巢”所在的奥林匹克公园中心区赛后将成为一个集体育竞赛、会议展览、文化娱乐、商务和休闲购物于一体的市民公共活动中心。作为北京奥运会主体育场，“鸟巢”将成为北京的标志性建筑之一，在相当长时期内，也将成为参观旅游的热点地区。同时，“鸟巢”在设计建设中，还在场地和空间的多功能上下了很大功夫，以提高场馆利用效率，除能够承担开幕、闭幕和体育比赛外，还将满足健身、商务、展览、演出等多种需求，为成功实施“后奥运开发”奠定坚实基础。

  作为北京奥运会主体育场的国家体育场将采用太阳能光伏发电系统。绿色奥运、科技奥运、人文奥运是北京奥运的三大主题，此次尚德太阳能光伏发电系统落户“鸟巢”，将清洁、环保的太阳能发电与国家体育场容为一体，不仅是对北京奥运会三大主题的极好体现，同时对于提倡使用绿色能源、有效控制和减轻北京及周边地区大气污染，倡导绿色环保的生活方式将起到积极的推动作用和良好的示范效应。 太阳能光伏发电系统技术目前处于世界先进水平，该太阳能发电系统是由无锡尚德太阳能电力有限公司自主研发并向国家体育场独家提供，安装在国家体育场的12个主通道上，总投资1000万元人民币，总容量130千瓦，对国家体育场电力供应将起到良好的补充。