2008q?span lang="EN-US">8?span lang="EN-US">8日，29枚巨大的烟花脚印Q沿着北京中uU一?span lang="EN-US">?/span>q?span lang="EN-US">?/span>q国家体育场Q鸟巢）(j)。第29届夏季奥林匹克运动会(x)开q式吸引了全世界的目光?/span>
2022q?span lang="EN-US">2?span lang="EN-US">4日，l烂的烟火再ơ点?span lang="EN-US">?/span>鸟l(f)?/span>上空Q第24届冬季奥林匹克运动会(x)大幕开启。几天后Q在?/span>鸟l(f)?/span>西北方向3.5公里处，本届冬奥?x)唯一新徏C竞赛场馆国家速滑馆（C带）(j)Q用?/span>最快的?span lang="EN-US">?/span>惊艳世界?/span>
q是一?span lang="EN-US">15q的接力。在北京中uU北廉U上Q?span lang="EN-US">?/span>鸟l(f)?/span>?span lang="EN-US">?/span>C?span lang="EN-US">?/span>遥相呼应。这两标志性奥q场馆的Q都M开一个h—?/span>北京城徏集团dE师李久?/span>Q清华大?/span>2018U创新领军工E博士校友）(j)?/span>
Q460E高强度钢首次实现国、开创我?span lang="EN-US">BIMQ徏{信息化模型Q技术应用先沟뀁自ȝ发国产高钒密闭烦(ch)…?/span>李久林带领团队攻克了一个个工程端技术，q将q些工程中的?/span>首创?/span>Q逐渐推广为徏{行业的?/span>日常?/span>。今q?span lang="EN-US">1?span lang="EN-US">19日，我国工程技术领域的最高荣?span lang="EN-US">——?/span>国家工程师奖?/span>表嘪大会(x)在北京D行，?/span>双奥d?/span>李久林荣?span lang="EN-US">?/span>国家卓越工程?span lang="EN-US">?/span>U号?/span>
李久林（左一Q在“鸟巢”施工现?/span>
最的?/span>
一块重U四五十公斤的钢块，在李久林的办公室放了20q_(d)q是?span lang="EN-US">?/span>鸟l(f)?/span>q程中，被用于焊接试验的国Q460E高强度钢试g?/span>
作ؓ(f)当时世界上规模最大、用钢量最多、结构最复杂的超大型钢结构体育场工程Q钢是“鸟巢”的骨架?span lang="EN-US">2003q_(d)35岁的李久林(f)危受命，成ؓ(f)国家体育场项目dE师。随着设计概念N渐转化Z张张囄Q李久林却皱起了眉头Q?span lang="EN-US">?/span>传统建筑一般是Ҏ(gu)正正的，q样的异形徏{，完全颠覆了传l行业理c(din)?span lang="EN-US">?/span>
作ؓ(f)我国W一座非U性徏{，“鸟巢”的没有现成的标准，没有可以借鉴的经验，一切只能靠自己摸烦(ch)。李久林团队遇到的第一个重大难题，便是外部钢结构关键部位的钢材选择?/span>
“鸟巢”之名，来自光D然界中鸟巢的外Ş。作为项目dE师Q李久林需要带领团队，设计师的想法表达ؓ(f)一栋徏{。徏{的外部巢状l构全部由钢材打造，用钢总重量达4.2万吨。ؓ(f)开展后l施工工作，工程师要立体徏{投pq面Qƈ拆解获得特征点坐标，形成构g加工和工E徏讄依据。细l拆分后Q摆在李久林面前的是上万张钢l构囄?/span>
复杂的曲面构型应该怎样直观地表达？U|交错的钢l构怎样让施工方看懂Q如何高效管理数量庞大、Ş状各异的钢构件……“当时的解决办法也很单，q面图不好画Q那做成三l图像。”李久林团队联合清华大学Q把钢结构“搬”到了电(sh)脑里。现在看来，q一xg很是q_Q但?span lang="EN-US">20多年前，此D开创了我国BIMQ徏{信息化模型Q技术的应用先河?/span>
三维模型的生成，仿佛(jng)为工E师开了“上帝视角”，再复杂的l构也能一目了然。在模拟钢结构安装过E时Q团队发玎ͼ巨大的门式钢Ӟ让“鸟巢”外部钢l构的最l受力点全部集中?span lang="EN-US">24?span lang="EN-US">“V字Ş?/span>桁架׃Q各弯曲点也同样承受着巨大的拉力和应力。这对结构关键部位所需的钢材提Z极高要求Q只有具备高强度和高韧性特点的新型钢材才能胜QQ如果采用普通的低强度钢材，建筑的整体钢材用量就要l增大，更厚的钢板在焊接q程中也更容易生缺陗?/span>
l过反复{选，一U编号ؓ(f)Q460E的钢材进入了团队的视野。它的技术要求是低合金高强度钢之最Q在受力强度过460兆帕时才?x)彻底变形，比普通钢材的强度高了q一倍，同时q韧性十I完美W合设计需求。但当时q类钢材主要用于机械领域Q例如大型挖掘机{，在徏{行业的应用无先例可考。同Ӟ作ؓ(f)钢材Q这U钢彼时只能依赖q口Q交货周期长且h(hun)格昂c(din)?/span>
“我们要实现奥运工程100%的中国制造！?/span>李久林斩钉截铁地说。合作单位经q数千次实验Q终于找C合适的配方。虽?span lang="EN-US">Q460E钢的用量在整体的外部钢结构中只占了极的比例Q却E稳撑v?span lang="EN-US">?/span>鸟l(f)?/span>的钢{铁骨?/span>
随着新钢材陆l运抵工圎ͼ要把它们完美地焊接在一P“织”成畅的钢骨架Q又是一道新的难题。“鸟巢”的钢结构上没有一处螺栓螺母，焊缝是它的“生命线”，但新钢材׃成分变化Q可焊性变差，焊缝Ҏ(gu)开裂?/span>
从材料研I到焊接技术，李久林迅速{换工作重点，“难题一道接着一道，不解册些问题，‘鸟巢’就Z成。”跨冬季、雨季的焊接施工Q天气条件不断变化，如何保证l构安全Q利?span lang="EN-US">100多种钢材Q团队反复进行可焊性试验，5个月的努力，换来了一份完整的焊接参数和标准。其中，一块珍늚钢试件被李久林留下，郑重地摆攑֜办公室里?/span>
“头是大太阻I脚下是热腾腾的钢架。?span lang="EN-US">2006q的夏天Q李久林与数百位焊工一道，在三伏天?span lang="EN-US">?/span>焊绣鸟l(f)?/span>Q最让他难以忘怀的，q是那批优秀、敬业的焊接工h?/span>
每焊?span lang="EN-US">1c长?span lang="EN-US">Q460E钢，要用约40公斤的焊接材料。只要焊接开始，q条焊缝必M持约160摄氏度的焊接温度Q以保证焊缝的牢固。最长的一道焊接工序曾q箋q行?span lang="EN-US">17个小Ӟ一旦停下来Q焊接部位就可能出现裂纹、夹渣等质量问题。钢架纵横交错，一些难炚w位甚至需要工行Ԓ焊，滚烫的焊花溅到皮肤上Q也必须咬牙坚持?/span>
相当于绕五环?span lang="EN-US">3圈多、总长30余万c的焊缝Q全都在BIM pȝ中得到清晰的理、记录，每条焊缝都能对应到具体的焊工。验收结果显C，焊接良率?span lang="EN-US">100%?/span>
1800余个日日夜夜Q?span lang="EN-US">2万多张深化设计图U，李久林带领团队成?span lang="EN-US">?/span>{l(f)?/span>Q从钢材到施工技术均实现了完全自d控?span lang="EN-US">?/span>鸟l(f)?/span>竣工后，国际同行l了他们极高的评P(x)?/span>q么复杂的工E，你们都能建成Q再没有什么工E能隑ր你们?span lang="EN-US">?/span>
最柔的?/span>
接北京冬奥会(x)Q?span lang="EN-US">2018q_(d)?/span>C?span lang="EN-US">?/span>开建?/span>
“对我们工程师来_(d)‘鸟巢’面临的是能不能建成的问题，是背水一战；而到了‘冰丝带’，我们要思考的是怎样把它建得更好。”时?span lang="EN-US">15q_(d)李久林再?span lang="EN-US">?/span>挂帅?/span>Q出d安滑馆dE师。这ơ，他要打的是一Z心十的必胜之仗Q充的信心Q来自于?/span>鸟l(f)?/span>留下的宝늻验?/span>
在“冰丝带”中Q钢的n份发生了巨大变化Q从支撑建筑M的骨Q{为编l天q的索。作为目前世界上跨度最大的单层双向正交马鞍形烦(ch)|屋面体育馆Q又大又扁的屋面“编l”是最隄一环，需要用CU高强度的钢丝——高钒密闭烦(ch)。当Ӟq种材料的生产集中在Ƨ美发达国家Q尚未实现国产化?/span>
工程旉紧、Q务重Q买q是造？“要说买Q国外确实有现成的成熟品，但其实国内也有一定的技术储备，只是~少验证国索具可行性的载体Q没走出W一步而已。”把全国有能力生产高钒密闭烦(ch)的厂家走了一遍后Q与十多q前一P李久林力排众议，再次选择了更隄一条\Q推动高钒密闭烦(ch)的国产化。在他看来，?span lang="EN-US">Q460E钢的成功l验在先Q国家又提供了这样一个重大工E^収ͼd技术难题、坚持国产化是他和团队义不容辞的命?/span>
传统的钢丝由多条圆形钢丝编l而成Q钢丝之间只有点的接触，而高钒密闭烦(ch)的关键在于“密闭”，核心技术便是?span lang="EN-US">Z字Ş?/span>截面的钢丝相互咬合，让整条钢索更加坚固。从全进口到自研索具、攻克编lx术，2018q_(d)我国索具企业其实已经站在了全面掌握高钒密闭烦(ch)技术的边缘Q唯独缺׃Z形钢丝生产技术?/span>
目标明确Q项目团队与国内索具厂家、钢铁企业、大学合作攻兟뀂短?span lang="EN-US">3个月Q他们就H破了模拉法的工艺瓶颈，制作出样品ƈ送检试。李久林仔细端详着索具截面Q外层的Z形钢丝首q、紧紧咬合，包裹住百余根圆Ş钢丝Q?span lang="EN-US">?/span>看上d很让人安?span lang="EN-US">?/span>?/span>
Ҏ(gu)模量试验、烦(ch)Ҏ(gu)U试验、静载破断试验……国产高钒密闭烦(ch)的所有指标均满设计规范要求Qh(hun)g为国外同cM品的三分之一。“有我开玩笑Q说你干工程的，本来是让你做盘麻婆豆腐，l果你去研究怎么U豆子了。”对此，李久林有着自己的坚持，“奥q工E有很强的示范性、引领性和标志性，站在q样高的q_Q我们就应该做更多、更好的事情。”正因如此，“冰丝带”在李久林的gQ不仅是一座宏伟的建筑Q他q要赋予q场馆“智慧、绿艌Ӏ可持箋”的灵魂?/span>
在现凝土的同时进行外部钢l构l装Q屋烦(ch)|则插缝~制Q依托智慧徏造，多项工序能实现^行施工不“打架”，q程也变得更_。徏{东南西?span lang="EN-US">4个部分的巨型环桁架ؓ(f)单独制作、现场对接，横跨癄的结构gQ实际对接误差低?span lang="EN-US">1厘米Q烦(ch)|结构在建造前Q已通过数字仿真、模型试验充分验证了成Şq程Q它的应用还?span lang="EN-US">?/span>C?span lang="EN-US">?/span>成功?/span>瘦n?/span>Q实际用钢量仅ؓ(f)传统钢结构的四分之一Q?span lang="EN-US">1.2万^方米的冰面^整如镜，qx度误差不过3毫米。仅?span lang="EN-US">36个月Q?span lang="EN-US">?/span>C?span lang="EN-US">?/span>顺利徏成?/span>
节能、环保的l色理念也诏I쀜冰丝带”徏讑օq程。马鞍Ş屋面的设计，与同样占地面U的大^场馆相比，能节U三分之一的用?sh)量。二氧化临界直冷制冰技术的创新应用Q既保冰面温差控制?span lang="EN-US">0.5摄氏度以内，保证?/span>最快的?span lang="EN-US">?/span>更加丝滑Q也让场馆的GWP|全球变暖潜能|(j)p4000降ؓ(f)1。在全冰面工况下Q场馆一q可节电(sh)U?span lang="EN-US">200万度?span lang="EN-US">?/span>能够参与两届奥运?x)，见证奥运U录在自己徏造的场馆中诞生，是我作ؓ(f)土木工程师最大的荣耀?span lang="EN-US">?/span>李久林说?/span>
q求极致
每每聊v奥运工程Q李久林M(x)谈v它们留下的丰厚遗产。“其实在BIM技术的应用上，我们是后知后觉的Q把?/span>鸟l(f)?/span>工程做完了，事后转过头看才发玎ͼq种三维模型的构建其实就?span lang="EN-US">BIM 技术?span lang="EN-US">?/span>李久林回忆，BIM 技术的概念2002q首ơ在国际上被提出Q?span lang="EN-US">2003q?span lang="EN-US">?/span>鸟l(f)?/span>目启动Ӟq一概念q没有传入国内。基于复杂工E的Ҏ(gu)需求，团队在解决难题的q程中探索出了新的技术方向，也让?/span>鸟l(f)?/span>成ؓ(f)了我国第一个系l研I和应用BIM技术的工程?/span>
传统建筑业离不开一张张囄Q但李久林带领团队通过BIM 技术，逐渐甩开了图U。新首钢大桥的徏设，便是该技术应用的优秀案例。该工程用到的弯扭钢l构Q由大量复杂的可展开和不可展开曲面构成Q?span lang="EN-US">?/span>q种异Ş设计Q很难把它拍扁到囄上，那我们干脆基于模型来做，实现全数字化的徏造?span lang="EN-US">?/span>李久林说Q从设计到施工，Ҏ(gu)互动全部依托数字化模型开展，定型后模型便直接传递到工厂q行加工Q?span lang="EN-US">?/span>像是造汽车，所有h都按照模型来做，最l组合到一起即可?span lang="EN-US">?/span>
随着BIM 技术的发展Q徏{的建造模式也随之发生了变化。他以香港机场的ZQ整座机切分成多个模块，其中最大的一个模块占地面U?span lang="EN-US">3000qxc뀁重?span lang="EN-US">1000余吨Q在工厂D完成后装船运输，C后再?/span>搭积?span lang="EN-US">”—?/span>盖房子变得更Ҏ(gu)了?/span>
“冰丝带”的则又更进一步，从数字徏造走C数字孪生Q在实体建筑的同Ӟ利用数字模型和传感器同步“徏䏀一座数字徏{，实现q行智慧化。在采访中，李久林提Z一个有的问题Q现众的人数Q会(x)不会(x)寚w滑q动员的成W产生影响Q在“冰丝带”智慧场馆系l中可以看到Q看C的观众h数变化，对冰面温度会(x)产生明显影响Q最高L动可?span lang="EN-US">1摄氏度。温度的变化?x)?jing)响冰面硬度，q而媄(jing)响运动员的成l?/span>
通过遍布全场馆的千余处传感器Q智慧场馆系l可以实时接收温度、湿度等各类监测数据Qƈl出相应的分析徏议。这些数据汇总至制冰师后Q其便可控制冷媒的温度、流量等参数Q调控冰面温度。“有了智慧场馆系l的支撑Q场馆就能达到最佌行状态，q动员有了最舒适的比赛环境Q同时还能实现最低的能耗。”李久林说?/span>
不过Q虽然数字孪生技术已l得到广泛应用，李久林却依然保持着一个习(fn)惯，在工E徏设期_(d)每天早上他都要先l着工程现场转上几圈Q再开始一天的工作。“再先进的模型、再仿真Q也不如到现场去看一看。”他依然谨记40q前Q在地质学课堂上聆听的教诌Ӏ打混凝土、绑钢筋、架钢构…?/span>在工E现场，很多工种?x)ƈ行作业，如果施工q程存在问题Q有l验的工E师一眼就能看刎ͼ现场p解决。曾l，Z验证?/span>C?span lang="EN-US">?/span>索网上方单元式屋面的防水效果Q每ơ雨后，他都坚持爬到30多米高的桁架上现场查看?/span>
伟大的时代孕育了伟大的徏{。“奥q工E是一个国家技术的集中体现Q同Ӟ它也?x)对相关的技术、业生极大推动作用，形成新的l济增长炏V”李久林l数“双奥工E”的落地Q对建筑行业起到的巨大推动作用：(x)我国建筑行业Q460E钢的使用量逐年增长Q?span lang="EN-US">2023q已?span lang="EN-US">120万吨Q短短几q_(d)质优价廉的国产高钒密闭烦(ch)在建筑领域q速铺开Q还成功走向世界Q织׃2022q卡塔尔世界杯主体育场的天幕Q?span lang="EN-US">BIM技术从无到有，q与物联|、云计算、大数据、h工智能等先进信息技术结合，推动我国建筑行业走向智慧建?span lang="EN-US">…?/span>
U学家研I事物，工程师徏立事物。今q?span lang="EN-US">1月，?span lang="EN-US">?/span>国家工程师奖?/span>表嘪大会(x)上，李久林登台领奖。在他看来，长期专注于某一领域的工作和研究是成为卓工E师的基Q既?span lang="EN-US">?/span>卓越?/span>Q就决不能仅仅满于?/span>合格?/span>的标准，而要坚持q求极致Qƈ拥有解决重大复杂U研问题的能力和创新_?/span>
在徏{领域深?span lang="EN-US">30余年Q主持两奥q工E，现在李久林更希望通过国家重大工程的^収ͼ培养出更多优U的青q工E师?span lang="EN-US">?/span>一?span lang="EN-US">?/span>C?span lang="EN-US">?/span>Q造就了近10位教授高工。要怿q轻人，l他们机?x)在q中学，在重大工E中ȝ、成长，为国家的发展作出贡献?span lang="EN-US">?/span>
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