走進(jìn)國家速滑館“冰絲帶”,靈動(dòng)的馬鞍形屋頂如絲帶般舒展。這座能容納1.2萬(wàn)人的體育場(chǎng)館,采用輕盈的索網(wǎng)結構,用鋼量?jì)H為傳統鋼結構屋蓋的四分之一。這張“鋼索大網(wǎng)”的編織者,正是王澤強。
現在已是北京市建筑工程研究院有限責任公司副總工程師的王澤強,人生與“館”結緣,以鋼索織夢(mèng)。
時(shí)光倒回到2006年,初入行業(yè)沒(méi)多久的王澤強,便接下了2008年北京奧運會(huì )羽毛球館——北京工業(yè)大學(xué)體育館的攻堅任務(wù)。這座屋面酷似飛碟的體育館,屋頂采用弦支穹頂結構,上部由鋼管編織成網(wǎng),下部靠著(zhù)鋼索拉力承重。而王澤強,正是鋼索張拉成型環(huán)節的負責人。
彼時(shí),國內索結構屋蓋的工程已有40余年的發(fā)展,從最早的工人體育館,到90年代的浦東機場(chǎng),都用上了索結構屋蓋。但如此大跨度的工程,還是頭一回。
“北京奧運會(huì )給了我們突破技術(shù)的機會(huì ),以挑戰世界最高水平預應力鋼結構。”王澤強說(shuō),北工大體育館屋蓋跨度達到93米,遠超之前50米的跨度。穹頂里五道環(huán)索由內而外層層排布,如何合理分布預應力,將這些鋼索張拉成型,成為打贏(yíng)這場(chǎng)硬仗的關(guān)鍵。
沒(méi)有成熟經(jīng)驗可循,王澤強帶領(lǐng)團隊,足足花了三個(gè)多月的時(shí)間摸索、計算,最終敲定環(huán)向索張拉方案:每個(gè)圓環(huán)選取4個(gè)點(diǎn)位同步進(jìn)行張拉,讓直徑100余毫米的鋼索在節點(diǎn)內緩慢滑移??涩F實(shí)卻給了他們一記“悶棍”——原本用來(lái)減少摩擦的聚四氟乙烯片效果未能達到預期,每個(gè)節點(diǎn)的受力損失率超過(guò)設想,需要對受力重新計算。當時(shí)已臨近春節,工人們歸心似箭。而場(chǎng)館在當年的5月份將迎來(lái)首場(chǎng)測試賽。
“每一天都得掰成兩天用。”王澤強說(shuō)。偏偏春節前又下了幾場(chǎng)大雪,氣溫驟降。工地里沒(méi)有像樣的辦公場(chǎng)所,王澤強和同事就把計算機搬到了由腳手架和編織布搭成的簡(jiǎn)易宿舍里。在四處漏風(fēng)的寒夜里,屏幕的微光照亮了王澤強的臉。他握著(zhù)鼠標,一遍遍調整計算模型,三天不眠不休,最終讓93米跨度的弦支穹頂結構完美成型。這一突破,標志著(zhù)中國工程界在預應力鋼結構領(lǐng)域成功打破國外壟斷,實(shí)現了從科研、設計到施工的自主化,形成了一整套自主創(chuàng )新技術(shù)。
轉眼到了2019年,王澤強再披戰袍,投身北京冬奧會(huì )國家速滑館“冰絲帶”的建設。相比北工大體育館,冰絲帶采用全柔性索網(wǎng)結構,屋面跨度從93米一下子長(cháng)到了200米,牽引點(diǎn)達到192個(gè)。“跨度增長(cháng)一倍,施工難度呈指數增長(cháng)。”擺在王澤強面前的,是更加復雜的工程結構。
“冰絲帶”的屋面體系采用雙曲面馬鞍形單層索網(wǎng)結構。簡(jiǎn)單來(lái)講,它就像把一個(gè)巨大的羽毛球拍“繃”在場(chǎng)館上方,只不過(guò)編織這個(gè)“球拍”的,不是聚酯纖維,而是粗大的鋼索,“球拍”的表面也不是一個(gè)平面,而是具有曲面弧度的馬鞍形。
正式施工前,王澤強帶領(lǐng)團隊對索網(wǎng)施工進(jìn)行了大量施工仿真計算,但真正實(shí)施還是困難重重。項目首次采用了國產(chǎn)大直徑密封拉索,也正是因為這個(gè)原因,拉索顯得更加嬌貴,不能磕碰,不能大角度彎折;在容易發(fā)生跳絲的位置,他們使用細鐵絲進(jìn)行了密密麻麻的纏繞,工人戲稱(chēng)這種拉索為“嬌小姐”。在索網(wǎng)提升的關(guān)鍵階段,王澤強一連30多天守候在現場(chǎng),帶領(lǐng)團隊挑燈夜戰,保證了春節前索網(wǎng)提升任務(wù)順利完成。
在王澤強團隊的精雕細琢下,國家速滑館屋面索網(wǎng)結構順利張拉成型。填補了國內大噸位、大面積、超大跨度單層正交索網(wǎng)同步張拉的技術(shù)空白。這項成果,不僅助力北京成為名副其實(shí)的 “雙奧之城”,更斬獲國家科技進(jìn)步獎二等獎,成為同類(lèi)工程的范例。
從奧運場(chǎng)館到冬奧地標,王澤強的腳步從未停歇。2020年,王澤強揮別懷孕的妻子和即將小升初的女兒,奔赴卡塔爾長(cháng)達一年之久,參與2022年世界杯主場(chǎng)館——盧賽爾體育場(chǎng)的建設。這座場(chǎng)館,是中國企業(yè)海外承建的規模最大專(zhuān)業(yè)體育場(chǎng),也是世界上同類(lèi)型索網(wǎng)體系中跨度最大、懸挑距離最大的索網(wǎng)屋面單體建筑。
異國他鄉,王澤強和團隊用“中國智造”拉起全球首例“超大跨魚(yú)腹式索網(wǎng)結構”,將中國預應力技術(shù)帶到世界舞臺。
從93米到200米,從北京的雙奧賽場(chǎng)到卡塔爾世界杯,王澤強用一根根鋼索,張拉出中國建造的高度與廣度。如今,王澤強帶領(lǐng)工作室20余人的團隊,已完成了400余項預應力鋼結構工程,足跡遍布全國26個(gè)省區市,更在印尼、卡塔爾、柬埔寨等十多個(gè)國家讓中國技術(shù)大放異彩。(李 博)