2008年北京奧運會(huì )三大主會(huì )場(chǎng)之一的國家體育館屋頂曲面近似扇形，如行云流水般飄逸，富于動(dòng)感。這座以中國“折扇”為設計靈感而建設的國家體育館，注重功能設計、環(huán)保設計和美感設計相結合，巧妙地連接了平頂造型“水立方”和單曲面造型的國家會(huì )議中心，使得奧林匹克公園內的城市景觀(guān)達到協(xié)調統一，因而被人稱(chēng)之為傳統建筑美學(xué)與當代建設風(fēng)格完美結合的結晶。

　　2005年5月開(kāi)工建設的國家體育館南北長(cháng)335米，東西寬約207.5米，地上4層、地下1層，總建筑面積8.09萬(wàn)平方米，總占地6.78公頃，建筑物高度為42.47米，是北京市目前最大的、具有國際先進(jìn)水平的多功能體育館，可容納19000名觀(guān)眾。奧運會(huì )及殘奧會(huì )期間，國家體育館承擔體操、手球和輪椅籃球等比賽項目。施工中，北京城建集團國家體育館工程總承包部技術(shù)人員針對工程施工難點(diǎn)和新技術(shù)應用多的特點(diǎn)，成立了科技攻關(guān)小組，全面展開(kāi)科技創(chuàng )新和技術(shù)攻關(guān)，研制應用了“國家體育館張拉弦施工技術(shù)”等30多項新技術(shù)新工藝。2008年4月國家體育館順利竣工，獲得了北京市結構長(cháng)城杯金獎、中國建筑鋼結構金獎和國家科技示范工程，3項QC成果分別獲得全國二等獎、北京市一等獎、優(yōu)秀成果獎。

　　9個(gè)機器人托起雙向張弦鋼桁架

　　國家體育館工程波浪式造型、輕盈而富于動(dòng)感的屋面以及超前的設計，卻給施工帶來(lái)了巨大的困難。體育館鋼屋架南北長(cháng)144米，東西寬114米，是國內空間跨度最大的雙向張弦鋼屋架，整個(gè)體育館鋼屋架工程由14榀桁架組成，四周由156根勁性柱支撐，托起架形狀呈扇形波浪曲線(xiàn)屋頂。

　　如何安裝這些雙向張弦鋼桁架鋼架又成了一個(gè)難題。按照傳統的施工方法，要搭設大量的滿(mǎn)堂紅架子，然后進(jìn)行高空散裝�？蓢�家體育館高達42米，這些既費時(shí)間，又費財力、物力的傳統工藝這在里顯然存在嚴重的不足。為了又快又好地完成工程施工任務(wù)，北京城建集團國家體育館工程總承包部成立了由1名教授級高級工程師和5名技術(shù)骨干組成的科研攻關(guān)小組，對屋頂鋼屋架安裝進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)�？萍脊リP(guān)小組人員先后編制了9個(gè)專(zhuān)項施工方案，前后進(jìn)行了25次專(zhuān)題論證。經(jīng)過(guò)專(zhuān)家們反復論證，決定采用“帶索累積滑移”技術(shù)施工。施工人員把整個(gè)鋼屋架分成幾個(gè)部分在地面組裝好，然后把組裝好的鋼屋架吊上屋頂按次序進(jìn)行拼裝，并嚴格控制鋼屋架焊接點(diǎn)位置。之后安裝在鋼屋架與軌道之間的9個(gè)“機器人”托起鋼屋架，而用一臺電腦控制9個(gè)機器人及鋼屋架滑移的時(shí)間和行程�；�移過(guò)程中，“機器人”在液壓作用下一張一弛，背著(zhù)幾百?lài)嶄撐菁苄凶叩皆O定位置，每天累計滑移11次，從2006年6月6日開(kāi)始，歷時(shí)85天，成功將重2800噸的鋼屋架滑移到位，創(chuàng )出了大跨度雙向張弦鋼屋架結構安裝的新紀錄，這一技術(shù)還填補了我國該項技術(shù)的空白。經(jīng)測算，采用這一施工技術(shù)降低成本600萬(wàn)元，節省時(shí)間近4個(gè)月。

　　技術(shù)創(chuàng )新澆筑出清水看臺

　　國家體育館看臺部分面積達13000平方米，南北部分整體為弧形，看臺寬700～1550毫米，共5種規格，高370～780毫米，共18種規格。工程原設計為預制清水看臺板，通過(guò)一系列的調查分析，技術(shù)人員發(fā)現預制清水看臺板造價(jià)高，加工周期長(cháng)，運輸量大，吊裝施工困難，容易碰撞，整體性差，加之工程工期緊，屋面及室外幕墻等交叉作業(yè)項目多，場(chǎng)區不具備吊裝施工的條件。對于有裝飾面層的看臺，不僅增加了整體結構荷載，而且還容易出現空鼓、開(kāi)裂等質(zhì)量通病。針對這一問(wèn)題，技術(shù)人員大膽提出將預制看臺板改為現澆清水看臺板，并得到了業(yè)主、設計人員的認可和支持。

　　如此大面積使用現澆清水看臺板在國內體育館建設史上還是首次，缺少相應的施工經(jīng)驗和驗收標準。為此，技術(shù)攻關(guān)小組進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，對看臺模板支撐體系、梁板模板型式、外側吊梆、模板拼縫、穿墻螺栓等幾個(gè)重要節點(diǎn)進(jìn)行了精密的計算和專(zhuān)項設計，先后制作了四次樣板及一次實(shí)體樣板，終于研制出“清水混凝土看臺施工技術(shù)”，有效地解決了施工技術(shù)上的難題。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的艱苦努力，看臺板一次成型效果好，完全達到了設計要求，得到了奧組委及專(zhuān)家的一致好評。

　　仿真技術(shù)把關(guān)工程質(zhì)量

　　體育館為鋼砼結構及鋼結構，主體結構支撐屋蓋的外圈柱采用了型鋼混凝土框架－鋼支撐結構體系，具有承載力大、高抗震、高安全性等特點(diǎn)，四周有156根勁性鋼柱，鋼柱之間分別有437根水平撐鋼梁和278根斜撐鋼梁連接。

　　和波浪式屋頂一樣，國家體育館中的立柱也同樣具有“秀氣”、小巧玲瓏的特色，斷面小，看上去很美觀(guān)。但是國家體育館型鋼柱是“復雜型鋼混凝土結構柱”，型鋼柱、梁、柱間鋼支撐和鋼筋混凝土梁空間交叉；型鋼和鋼筋交錯穿插，型鋼外圍有主筋、箍筋、拉筋、腰筋等，鋼筋十分密集，梁柱交叉部位十分復雜，施工難度很大。這種結構形式在國內施工方面的經(jīng)驗比較缺乏，施工質(zhì)量控制一直是薄弱環(huán)節。為了解決施工過(guò)程的質(zhì)量控制問(wèn)題，國家體育館工程總承部科技小組進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。通過(guò)計算機仿真技術(shù)進(jìn)行效果分析，找出了復雜結構設計和施工的最佳結合模式，改良了鋼筋綁扎工藝。鋼筋綁扎前，對工人進(jìn)行詳細的技術(shù)交底，工程師進(jìn)行跟蹤檢查、指導，大大提高了節點(diǎn)處的鋼筋綁扎質(zhì)量。

　　計算機仿真技術(shù)控制質(zhì)量應用到工程中后，有效地解決了復雜型鋼混凝土結構施工質(zhì)量難以控制的問(wèn)題。技術(shù)人員所撰寫(xiě)的一系列文章獲得北京市QC評比一等獎、QC優(yōu)秀成果獎等，對今后類(lèi)似工程施工具有指導意義。

　　太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統日發(fā)電100千瓦

　　國家體育館在屋頂安裝了5條2米寬、76米長(cháng)的由1124塊電池板組成的太陽(yáng)能電池方陣，與南立面幕墻中的300塊太陽(yáng)能電池一起組成太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統，額定峰值功率90瓦，峰值額定電壓18伏，每天額定輸出功率100千瓦。100千瓦的太陽(yáng)能電池板將吸收到的太陽(yáng)輻射能由專(zhuān)用線(xiàn)路統一傳送到地下一層太陽(yáng)能發(fā)電控制室，經(jīng)過(guò)設備處理轉換為電能，再經(jīng)專(zhuān)用設備并網(wǎng)輸送到低壓配電系統，并入電網(wǎng)用于國家體育館2萬(wàn)平方米地下場(chǎng)所的照明，這樣就可以避開(kāi)白天電網(wǎng)的用電高峰，減少體育館對電力的需求。

　　據該項目技術(shù)人員介紹，國家體育館100千瓦并網(wǎng)光伏電站設計使用壽命為25年，壽命期內累計產(chǎn)生電能232萬(wàn)千瓦時(shí)，節約標煤約904.8噸，減排二氧化碳約2352.5噸、二氧化硫約21.7噸和氮氧化物約6.3噸，還減排粉塵和煙塵。新型消音設計讓館內靜悄悄國家體育館采用了大量的新型消音技術(shù)也是一大特點(diǎn)，新型消音設計讓室內聽(tīng)不到噪音。在體育館屋面采用了9層多功能金屬復合材料的夾層設計，厚25厘米，由水泥板、玻璃棉、防水層、吸隔聲材料組成，并在最外層噴涂吸音材料，最大限度地減少屋外噪音的影響。體育館四周的玻璃幕墻采用了中空l(shuí)ow-E玻璃和金屬板組合的形式，全部采用雙層玻璃。雙層玻璃間的空隙充有氧氣，既起到了良好的保溫隔熱作用，也有效地降低了噪音影響，場(chǎng)館內的空調和制冷設備也安裝了專(zhuān)門(mén)的消聲減噪設施。這種國內罕見(jiàn)的設計技術(shù)有效地解決了目前大多數體育建筑普遍存在的屋面雨點(diǎn)噪聲問(wèn)題，減少對比賽的干擾，最大限度地為觀(guān)眾創(chuàng )造一個(gè)寧靜舒適的觀(guān)賽環(huán)境，提高了體育館的聲學(xué)設計品質(zhì)，即使室外傾盆大雨，室內也不會(huì )聽(tīng)到任何噪音。經(jīng)過(guò)對大雨和暴雨兩種雨量下對屋頂所產(chǎn)生的雨噪聲消除系統進(jìn)行嚴格實(shí)驗測試，檢測結果達到預期效果。

　　廢鋼渣回收再利用8萬(wàn)噸

　　自從北京申奧成功那一刻起，“綠色奧運”理念與“科技奧運、人文奧運”一起，勢不可擋地進(jìn)入百姓生活，受到了歡迎。

　　環(huán)保的設計理念不僅體現在太陽(yáng)能的利用上，在工程建設之中處處顯示出它的存在。國家體育館地下室埋深約8米，地下水位較高，地下水對場(chǎng)館產(chǎn)生較大浮力。要想解決這個(gè)問(wèn)題，地基部分必須加重近10萬(wàn)噸的渣土，如果按照以往工程采用砂石、混凝土等材料進(jìn)行配重回填，這就需要大量開(kāi)采天然砂石料，造價(jià)高、投入大，不利于環(huán)境保護。

　　為了解決這一難題，北京城建集團國家體育館工程總承包部技術(shù)人員經(jīng)過(guò)多方研究，采用了以鋼渣代替傳統材料進(jìn)行回填的方法。這些鋼渣全部取材于首鋼煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄多年的煉鋼剩余渣土，經(jīng)過(guò)加工處理后，按照試驗配比摻和少量水泥及其他輔料配制而成，其密度、含水率、放射性等各項技術(shù)指標均符合國家規范要求，回填平均厚度2米，回填最厚處為4.1米，回填面積達15500平方米。這一小小的改革既滿(mǎn)足了施工需要，又變廢為寶，且價(jià)格低廉，后期加工周期短，節約工期。劉時(shí)新