工人体育场屋顶罩棚的钢结构如同一个钢盘子扣在混凝土碗上           ■记者 董一鸣/摄

        3月1日一大早，北京建工集团工人体育场改造复建项目经理李欣刚巡检完一圈儿，就在现场和生产经理李夏杰探讨起来最新的阶段性进度计划和现场施工管理要点。

        “目前，大家伙儿都动了起来，干劲十足。整个工程总用钢量达到1.64万吨的钢罩棚主梁已全部安装完成，实现了结构全面亮相，剩余的次梁安装因为要进行混凝土预制看台板吊装这两天还要等等，不过最多一周时间，我们这个钢罩棚将全部完成。”李欣信心满满地说。

        全新的工人体育场相比老体育场不仅去掉了足球场周边的跑道，还将结构向地下延伸，实现了对标欧洲顶级专业足球场。如今站在工体北路可以清楚看到体育场的全貌，体育场的混凝土结构如同一个巨大的碗，顶部新增的钢罩棚向内延伸扣在主体结构上，宛如一个大盘子。

        北京工人体育场改造复建遵循“传统外观、现代场馆”原则，在充分保护和恢复工人体育场建设初期的重要特色元素的同时，提高了功能性设计要求，增设了屋顶罩棚。屋顶罩棚为大开口空间单层拱壳钢结构形式，总用钢量达到1.64万吨。

        走在体育场内，抬头看着已经完成的罩棚，用“震撼”来形容一点不为过。横七竖八的钢结构上，有的工人悬挂安全带行走在两脚宽的钢结构上，有的则端坐在操作平台对次梁进行焊接调整，还有的对安全防护网进行加固。

        去年11月18日，北京工人体育场改造复建项目启动屋顶罩棚钢结构内压力环梁第一榀钢桁架吊装，屋顶罩棚钢结构施工也自此全面展开。

        由于钢结构的安装高度达到59米、拼装场地位于地下13.1米，高差超过70米，相当于要将钢结构一次性提升23层楼。为了保证吊装的安全，项目部确定了分段吊装如同碗口和碗底的内外两圈压力环、整根安装主拱的安装方案，在建筑施工现场罕见地引进了常用于石油钻井平台的1250吨履带吊进行吊装。

        钢罩棚的安装也大体被分为四部分，首先是罩棚内部的压力环，技术人员通过对场地、交叉作业、吊重的分析，最终将内压力环分成了23段，并根据不同位置用专业设备对钢结构进行加工，让其具有一定的弧度再吊装，同时内部围着场地立起了一圈钢支撑托住内压力环钢结构。随后便是看似与混凝土连接的外压力环钢结构，“说它‘看似’是因为实际钢罩棚和主体结构并没有焊接到一起，而是通过设置的80个滑动支座与混凝土看台结构柱进行有一定灵活度的栓接。”李欣说。

        这样做的原因是为钢罩棚减震，由于罩棚南北向长273米，东西向宽205米，拱壳的顶部为125米长、85米宽的矩形洞口，如此巨大的结构如果与混凝土结构进行硬连接，一旦发生震动直接会“撕裂”混凝土，甚至是钢罩棚自身也难以幸免，增加了滑动支座就是给这个变形和震动提供活动空间，如同隔震支座一样让工体既有建筑的刚性之美，还有安全的柔性之能。随着内外压力环的完成，连接内外的主梁开始逐根吊装，80根主梁如同联通内外压力环的桥梁，搭配次梁让整个钢罩棚的结构形式如同蛛网一样稳固。

        此次钢结构罩棚施工刚好处在北京最寒冷的季节里。根据设计要求，钢结构罩棚钢材材质为有较高冲击韧性、足够强度、良好的焊接性能的高层建筑用钢，最大板厚为90毫米，且高空焊接给施工带来极大难度。

        焊前预热和焊接完成后的保温处理是确保焊接质量的关键。根据常规做法，高材质厚钢板一般采用气体烘枪进行加热，但加热慢、受热不均匀，无法保证加热效率。项目团队专门引进了电磁感应加热器，通过传递磁场的势能使工件自身发热，保证焊件的温度均匀稳定。焊接过程中控制层间温度，保证焊接过程的连续性，焊接后采用岩棉保温的做法，使焊缝温度缓慢匀速下降，防止温差过大引起焊缝开裂，以保证质量要求。为防止极寒低温天气里焊工动作僵化给施工质量带来的影响，项目团队引进焊接机器人，严格按照编程进行焊接，控制焊接变形，减小焊接应力，达到质量稳定、外观美观的要求。