位于北四环北辰桥北侧的国家体育场工程于2003年12月24日开工建设； 2004年下半年对工程设计方案进行了优化调整； 2007年8月31日，钢结构工程竣工。本工程钢结构屋盖呈双曲面马鞍形，东西轴线长298米，南北轴线长333米。最高点69米，最低点40米。主体结构分为混凝土框架结构和钢结构两部分。混凝土结构被钢结构覆盖。

“鸟巢”是目前世界上跨度最大的钢结构建筑，最大跨度达343米，钢结构涂装面积达28.4万平方米。外罩由不规则钢结构构件编织而成，“巢”由一系列辐射状门式钢桁架包围，形成碗状座椅。

2003年3月18日，由13位权威人士组成的评审委员会评选出三项优秀方案，分别是“鸟巢”方案、中国北京建筑设计院独立设计的“浮动开口屋顶”方案和“浮动开口屋顶”方案。日本设计的“屋顶”计划。 “天空体育场”规划由佐藤综合规划有限公司与中国清华大学建筑设计研究院合作设计。讨论“鸟巢”方案时，同意票8票，反对票2票，弃权票2票​​，无效票1票。

2003年3月25日，由瑞士赫尔佐格与德梅隆设计公司、奥雅纳工程顾问公司和中国建筑设计院设计联合体联合设计的“鸟巢”方案成为国家体育场的设计方案。 “鸟巢”的名字不胫而走。现场施工图等中后期作业大部分由中国建筑研究院承担。

2003年8月，由中信集团公司、北京城建集团有限公司、国安粤强有限公司、锦州控股集团有限公司四家公司组成的中信集团联合体成为法定合伙人国家体育场项目正在招标过程中。中标者。

2003年8月9日，国家体育场项目正式签约。

2003年底，奥林匹克公园片区拆迁基本完成。原来喧闹的市场、小商贩、小餐馆、火锅街在这个地方都完全消失了。

2003年12月24日上午9时15分，“鸟巢”破土动工。

2004年5月，国家体育场看台结构及钢结构屋盖下约1500根基桩施工完成。一个月后，完成基础工程建设的国家体育场进入混凝土结构施工阶段。

停建：2004年7月30日，40亿、38亿、31亿。一年多来，鸟巢工程造价估算一变再变，相差25%。高层目标是控制投资在31亿元以内。为进一步实现“节约办奥”的目标，“鸟巢”暂时停运。

2004年8月，鸟巢发布效果图。

2004年12月，“鸟巢”优化设计，取消了可开启的屋顶，扩大了屋顶开口。其钢结构用钢量较原设计减少22.3%。膜结构减少13%。官员表示，与原预算35亿元相比，节省成本约4亿元。

复工：2004年12月28日，项目正式复工。半年后，“鸟巢”内部看台混凝土结构完成。

2005年11月15日，国家体育场结构提前封顶。比原计划提前了一个月。

2006年8月，钢结构工程顺利竣工，消耗焊接材料约2000公斤。

登场：2006年9月17日11时30分，鸟巢钢结构最后卸货完成。真正的“鸟巢”面貌诞生了！

2007年5月22日，“鸟巢”承包商之一的德国康沃泰克公司申请破产。公司承接国家体育场“鸟巢”4万平方米塑料保护膜工程。随后康沃泰克被德国另一家著名幕墙公司SEELE全资收购。

2007年9月27日，鸟巢顶部开始覆膜，以保护座椅免受风雨。

改进：2007年10月15日，网上有传言：“由于鸟巢的设计缺陷，采用了过于复杂的钢结构，钢结构的阴影导致晴天很难看清赛场。”白天，所以鸟巢只能在晚上照明，不能使用，不能转播。”随后，鸟巢项目总监谭晓春明确表示，鸟巢的设计没有缺陷。完全不会影响观众的视觉效果，更不会影响赛事的正常转播。

2007年11月，安装座椅并开始内部装修。

2008年1月，有海外媒体报道称，“鸟巢”建筑工地发生事故，造成10人死亡。北京市安全生产监督管理局副局长丁振宽回应称，“鸟巢”建设过程中，2006年、2007年曾发生过事故，发生事故，造成两人死亡。

2008年1月底，“鸟巢”8万个座位全部安装完成，并开始景观照明测试。

2008年1月下旬，北京市副市长陈刚透露，国家体育场“鸟巢”造价将控制在35亿元以内。项目由中央和地方政府出资50%，其余资金通过社会融资等方式筹集。

“鸟巢”建设分为混凝土结构施工、钢结构施工、建筑内外装修、机电设备安装调试三大步骤。纵横交错的钢树枝是“鸟巢”设计中最出彩的部分。它是世界上跨度最大的钢结构建筑，也是建造难度最大的鸟巢。看似轻盈的树枝总重达4.2万吨，全部由中国自主研发的钢材制成。其中，顶盖及周围悬挂部件重达1.4万吨，产生的重力难以想象。鸟巢建设过程中，78座临时支撑塔支撑了1.4万吨钢树枝。鸟巢钢结构顶面的外、中、内环上分布有78个应力点，其中外环24个，中环24个钢结构垫块，内环30个。

整个鸟巢钢结构跨度近340米，高度68米，相当于20层楼的高度。整个重量为42000吨，中间悬挂部分为11200吨。产生的重力是难以想象的。对于如此重的钢结构，施工方采用了高空拼装安装的方式。这种方法在安装过程中需要在钢架下方放置许多临时支撑点。鸟巢安装的多达78个，分布在鸟巢钢结构的外、中、内环上。其中，外环24个，中环24个，内环30个。

钢结构卸货

基于严格的计算和论证，整个卸载过程分为7个主要步骤。每个主要步骤包含 5 个类似的小步骤，总共 35 个链接。每次按照外环、中环、内环、中环、内环的步骤进行。如此循环七次，卸载完成。具体实施卸载时，每一个小步骤的完成都需要三个精确的过程。在鸟巢安装过程中，78座临时支撑塔的顶部安装了一些厚度不等的垫板，以支撑钢结构。第一步，将千斤顶升起，与“垫块”一起支撑住鸟巢（垫块是指钢柱与鸟巢之间可移动的钢块，每根钢柱的顶部都有几个垫块50毫米厚）；第二步是拆除钢柱顶部的第一步。该区域的力完全由千斤顶支撑；第三步，千斤顶缓慢下降到第二层木块的高度。此时，该区域的力再次由钢柱和千斤顶承受。这样，千斤顶和钢柱交替受力，交替下降。重复以上5个位置后，将5个小步骤重复7次，即7个大步骤，直至卸货完成。

千斤顶下面的垫片是“Q35”钢材（Q代表钢材的强度，35代表35兆帕，mega是10的6次方，Pa是压力的单位，帕斯卡。Q35的意思就是钢材会被压当应力强度达到35MPa时发生塑性变形），其承受的最大压力为300吨，可承受卸荷时千斤顶的压力。在设计过程中，这些垫片经过反复论证，被制成了目前不同厚度的款式。原因：首先要有足够的高度，但同时垫片也不宜太高。如果太高，会影响水平力的稳定性。因此，一般情况下，垫片的高度为40或50毫米，每个垫片的厚度在10毫米至20毫米之间变化。

卸货后，鸟巢钢结构会发生正常的沉降和扭曲。如果沉降和变形程度在设计控制范围内，则卸载成功。此次拆除成功，将标志着鸟巢从图纸变为现实，展现了中国人民的自主创新能力。

工程解读

为什么首先使用钢架支撑：安全性和经济性决定钢架方案

对于鸟巢为何要用这些钢架支撑的问题，相关人员表示，如果不使用这些钢架支撑，整个鸟巢期间需要多台800吨吊车将钢结构吊在空中。早期的焊接施工需要数十个小时，而这些起重机在台湾的租赁价格将超过每小时5000元。采用78根临时钢柱支撑钢结构，既经济又保证了焊接过程中工作面的稳定性和安全性。

鸟巢每次局部卸荷仅几毫米，与整个国家体育场相比微不足道。这种变化用肉眼是很难看出的。如果直接拆除支撑钢柱，由于钢结构自重较大，会突然下沉，容易造成钢结构断裂。 “就像摔跤一样，如果突然摔倒在地，很容易就会骨折。”

为什么不一次性全部卸载：直接卸载很容易导致主体损坏。

整个卸货工作将拆除鸟巢钢结构的78个临时支撑点。整体钢结构独立承受重力后会出现不同程度的下沉，最大下沉距离不超过30厘米。根据设计要求，外环总落差将控制在67-70毫米，中环161-178毫米，内环208-286毫米。

“鸟巢”钢结构逐步卸荷。侯兆新解释称，这是出于确保顺利“落地”的考虑。卸荷需要分步进行，使整个钢架均匀、同步、连续受力，最终达到独立承重的目的。 “鸟巢”钢结构卸货完成后，中国钢结构协会钢结构焊接分会主任、中国著名钢结构焊接专家戴伟志表示，卸货非常成功，实际数字与运营数据高度一致，非常令人满意。

戴伟志表示，鸟巢确实是一个设计工程，相当复杂、难以控制。一般来说，卸载实际上就是钢结构的加载。如果加载速度太快，会对钢结构产生影响，有损质量。这也是将其分为七大步、三十五个小步的目的。在卸货的具体实施中，每一个小步骤的完成，实际上都需要三个精确的工艺环节：在鸟巢安装过程中，78个临时支撑塔的顶部设置了100毫米或200毫米高、不同厚度的塔顶。垫板支撑主要钢结构。第一步，将千斤顶升起，取代临时支撑塔支撑鸟巢；第二步，拆除临时支撑塔顶部设计所需高度处的垫板；第三步，千斤顶缓慢下降至支撑力释放的高度，鸟巢剩余荷载转化为临时支撑塔。这个过程是循序渐进的，千斤顶和临时支撑塔柱交替受力，交替下降。当每一圈内的所有受力点都走完三步时，一小步就完成了。 35个循环后，鸟巢的全部载荷将由其自身承担，卸载完成。

说起来看似简单，但过程其实相当复杂。首先，步骤繁琐。其次，做工考究，五步、七步、三十五步的下降距离都要严格控制。卸载过程中，所有距离必须精确到毫米。外圈总落差将达到68~286毫米；中环161~178毫米；内圈208~286毫米。如果鸟巢主体钢结构受力后下降超过这个距离，或者存在局部裂缝等结构问题，则说明鸟巢的设计、制造、施工都存在问题。在过去的三年里。因此，卸载的成功与否是鸟巢成功的标志。

在卸料过程中，采用了三项高科技技术：一是采用计算机模拟技术，汇集了国际上最先进的技术，将35个卸料的每一个点，如外圆内的点进行整合。 。去掉了7次，中圈和内圈上的点去掉了14次，全部精确到毫米。二是采用计算机同步控制系统，保证整个78个卸料点同时进行。如果最后一圈30个点的卸货过程中出现漏油或设备故障等问题，立即停止卸货，待故障排除后重新开始卸货工作。第三项技术是利用结构监测和安全检测技术来确保每次卸货的成功。设置了监控装置。整个卸载过程中，整个“鸟巢”卸载都是在监控环境下进行的。如果发现监测数据与计算数据有误差或偏差较大，将停止卸载。找到原因并解决问题后再继续卸载。

整个卸载过程完全由计算机控制，计算机终端和指挥中心位于鸟巢体育场的中心。两次卸货之间会有大约一小时的间隔，期间每项技术数据都会通过众多传感器从卸货点传输到中心，以监测和评估卸货效果。卸货指令也通过这个“神经中枢”传送到各个卸货点，并显示在各个卸货块的三色灯上。绿色代表开始下降，黄色代表暂停下降，红色代表两个以上受力点下降。距离不同步，需要停止。

此次卸货时的钢结构焊接与传统的作业工艺有很大不同：整个焊缝很长，如此大的焊接工作量在国内乃至世界上都是很少见的。所有焊缝合格率相当高，几乎100%合格，堪称钢结构焊接市场的典范。

“国家体育场钢结构支撑塔卸料最后一步就位，钢结构与支撑完全分离，数据检测正常，实测最大变形值为271毫米，完全满足设计要求”。总包、业主、监理、设计等四个项目负责人在审核卸载结果后，共同签署了《国家体育场钢结构卸载确认表》。现场指挥宣布：国家体育场钢结构卸货顺利完成！如此一来，这座4.2万吨重的铁架将永远矗立在世界​​的东方，成为北京的地标建筑。

“鸟巢”所用的钢材称为Q460EZ235，是顶级建筑钢材。 “460”是指钢材的强度，表示这种钢材的强度是普通钢材的两倍。 “E”是指负40度的影响。韧性指数，表明该钢非常坚韧，而“Z235”则表明鸟巢钢的性能最高。

根据我国钢材标准，强度为420的钢材即可满足普通建筑钢材标准。然而，鸟巢的用钢总量巨大，重量超乎想象。因此，420强度的钢材无法满足鸟巢的需要。因此，它的钢材必须超过鸟巢的要求。我国现有标准钢材。这种钢材到底应该进口还是自主创新，成为摆在北京面前的一个问题。

2005年3月12日，舞阳钢铁公司负责人明确表示，公司有能力开发这种特殊需求的钢材。武钢人再次担负起这一重任。他们首先关注的是Q460，但厚度和强度无法完全满足鸟巢的要求。围绕Q460进化的科学研究项目开始了。经过无数次的挫折和失败，每一步都将不可能变为可能。困难转化为成果。最终，传统钢材Q460被改造为110毫米厚的鸟巢专用钢材Q460EZ35，集强度和柔韧于一身，达到三效合一，确保鸟巢能承受最大460兆帕的外力。它仍然可以恢复到原来的形状。这意味着，如果北京再次发生像20世纪70年代唐山地震那样的地震，鸟巢将保持原来的形状。

“鸟巢”建筑结构独特，由钢桁架编织而成。要实现这种独特的建筑设计形式，必须保证以下六个要素。首先是技术方案。国家体育场钢结构技术方案已被国家科技部批准为科技攻关项目。多方专家进行了深入论证和评审。经过严格论证的技术方案是国家体育场钢结构建设的基础；第二个要素是钢材，“鸟巢”建设所需钢材用量巨大，对钢材的质量和技术要求也比较高。在中国钢铁工业协会和各大钢企等相关部门的支持下三是江、浙、沪三个项目的钢结构加工已全部落实，加工计划和工程进度均能满足钢结构施工要求。第五个要素是构造细节；由于“鸟巢”工程非常独特，其对焊工的技术要求也非常高，大量的焊工需要经过长期的培训和考核。最后一个要素就是运输。 “鸟巢”在浙江、江苏、上海加工，这些钢材需要跨越五省三市才能运往国家体育场。这项工作得到了五省三市的大力支持。运输工作保障了国家体育场的正常建设。

8月31日中午13时，经过60余名焊工连续工作12个小时，国家体育场“鸟巢”钢结构立面下部结构26个焊缝全部完成。第29届奥运会主会场国家体育场（鸟巢）钢结构工程竣工。

国家体育场钢结构合拢的施工难点主要有两个：一是合拢焊接的天气温度要求严格，特别是太阳辐射温度的升高，对钢材的变形和内力影响很大。结构。由于北京每日气温变化较大，对于“鸟巢”的钢结构来说，如果加载温度和顶升温度高于闭合温度，钢结构的整体挠度就会增大。如果低于闭合温度，挠度就会减小，从而影响钢结构的强度。钢结构的密封温度为设计参考温度。密封温度控制的好坏直接影响钢结构的运行安全。这次封焊操作必须在19±4℃范围内进行；其次，密封接缝多，质量要求高。国家体育场钢结构共预留收口线4条、焊缝128个。焊缝总长度约为600延米。闭合焊接分三次完成。

为确保和龙的圆满成功，和龙分三次进行，共调动了100多名高级焊工和100多台焊机。为保证合模温度，现场设置了60个温度监测点和气象观测站，对合模过程中的大气温度和钢结构表面温度进行监测。北京专业气象台还派出气象专家对现场气温进行监测指导。 。为了保证和隆的焊接质量，每条焊缝都经过探伤检验。

整个和龙于8月26日零点开始施工，经过100多名焊工连续工作15个小时，P4-P5、P16-P17之间的顶部桁架于26日15:00顺利完成。开始对52个焊缝进行焊接和闭合。 8月29日凌晨2点开始第二次合龙，历经16个小时，P8-P9、P20-P21顶部桁架50个焊缝焊接合龙顺利完成。 3次合闸焊接消耗量约为2000公斤。

据专家李兴刚介绍，钢结构卸载后的“鸟巢”很快将进行一系列美化工作，首先是钢结构肩部和屋顶下部结构的安装，随后是膜结构、建筑的安装。装修、机电设备安装、基地结构和景观建设等，“中方总设计师李兴刚不仅要与业主、政府、奥组委等各方进行协调，还协调了来自多个国家的十几位专业设计师和工程师解决矛盾，同时，近4000张施工图都需要李兴刚的签名和责任，如果国家体育场钢结构使用普通钢材，则厚度必须。至少220毫米，这将使整个建筑的钢结构总重量超过8万吨，这会给加工、运输、焊接带来很大麻烦。

经过专家反复论证，厚度110毫米的Q460高强钢成为最佳选择。我国科研人员经过三项技术“攻关”研制出的低合金高强度Q460钢，由于在受到较强外力时能通过变形吸收能量，从而防止钢材断裂，因此具有良好的抗震性能。它还具有良好的抗震性、耐低温性、可焊性等特性。

Q460在此诞生--舞阳钢铁股份有限公司简介

舞阳钢铁股份有限公司是我国首个宽厚钢板生产科研基地，也是具有世界影响力的特厚钢板名厂之一。河南省舞钢市地处中原腹地。北临伏牛山东麓，南接石漫滩水库，东临国家森林公园。十里厂依偎在青山绿水之中，风景秀丽。现有资产50亿元以上，员工10000余人。

舞钢原是中央直属企业，成立时是国防军工项目。 1970年，舞钢工程破土动工。 1978年，曾被誉为我国“轧机之王”的武钢4200毫米宽厚钢板轧机建成投产，结束了我国钢铁企业无法生产超宽厚钢板的历史。超厚钢板。我国引进的第一台90吨超高功率电炉和第一台国产300×1900mm大型板坯连铸机分别于1991年和1992年在舞钢建成投产。舞钢形成了电炉冶炼、精炼、连铸的完整体系。 （压铸）、轧制、热处理、精加工短流程特钢生产线。

1997年9月8日，是武钢发展史上具有里程碑意义的一天。在党和国家领导人的重视下，舞钢加入邯郸钢铁集团，并改制为邯郸钢铁集团控股的有限责任公司。这也是当时我国冶金行业最大的资产重组。

“9·8”的重组，为舞钢插上了腾飞的翅膀。经过八年的努力，舞钢已从一家年产钢材、钢板不足30万吨的特钢厂，转变为百万吨级的大型特钢企业。经济效益从连续四年年均亏损2.5%回升。 2004年，1亿元变成了年利润4亿元。今天的一舞是过去的四舞。

8年来，武钢走“创中国名牌，产世界精品”之路钢结构垫块，高举科技兴企大旗，开发新品种188个，形成知名品牌12大系列300多个品种的质量体系，为国家重点工程建设和国防工业做出了重要贡献。舞钢是国内第一家也是唯一一家生产西气东输X70大口径直缝焊管钢板的企业，首次打破了日本、韩国钢厂的垄断供应局面；为三峡工程建设生产钢板11万吨，占三峡同类产品总消耗量的90%以上。在建设世界上最大跨度的上海卢浦大桥和毗邻天安门广场的国家大剧院，在正在进行的北京2008年奥运会场馆等国家重点工程建设中，在国防、国防等领域新型主战坦克等军工产品，在我国首次亮相，在载人航天等前沿技术领域发挥了关键作用。

2005年5月，国家正式批准舞钢新建百万吨宽厚钢板项目，舞钢进入了新的发展时期。舞钢将投资超过40亿元。通过两年的努力，该公司的综合实力将在当前的基础上增加一倍，成为一个大规模的特殊钢铁集团，销售收入超过100亿元人民币，并且具有全球影响力的全国高质量宽和厚的板块。生产和研究基础。