返回数字报首页 > 2008年08月13  星期 > a14版-特别报道 > 正文
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揭开奥运主火炬诞生之谜
仅凭一张图纸造出405吨庞然大物 “翻身挺立”用2个多月完成

令世人惊艳的奥运主火炬。

■新华社电

8月8日晚,“鸟巢”上空东北方耸立着主火炬塔,著名运动员李宁高举“祥云”,点燃导火索,瞬间,奥林匹克之火盘旋而上,在火炬塔顶喷薄而出。

在“鸟巢”4层的首钢工人李庭祥和他带领的团队,此时再也控制不住内心的激动,泪水映照着绚烂的礼花。为了这一刻,他们紧张忙碌了整整7个月。

主火炬建造列为机密工程

2007年12月24日,北京奥组委官员来到首钢,希望首钢承接2008年奥运会重点工程——主火炬塔制造安装。

奥运会主火炬,凝聚着13亿中国人的重托,“把它交给首钢,这是首钢集团的光荣,更是全体职工的光荣!”首钢集团董事长朱继民当即接受了这项使命。

首钢集团迅速组成火炬项目经理部,李庭祥被任命为经理,他随即带领项目团队开始鏖战。

奥运会主火炬塔是媒体关注焦点,北京奥组委要求,在开幕式前绝对不能对外透漏涉及主火炬塔的任何信息,为了严守秘密,工程项目部将主火炬塔工程统称为“ts”工程——“特殊”工程,并制定详细的保密制度和规定。

405吨大物仅有一张设计图

奥运会主火炬塔外形什么样?内部结构如何?“ts”工程项目部拿到的只是一张意向设计图,仅凭这张图,要把40多吨重、30多米高的主火炬塔在“鸟巢”顶上成功举起来,再安全地落座在“鸟巢”碗口上,难度很大。

按照开幕式总导演张艺谋的想法,奥运会主火炬塔的外形、体积,既要与气势恢弘的“鸟巢”协调一致,又要实现在开幕式上的“出奇”效果,要求全长32米、重45吨、最大直径12米的主火炬塔,平时卧在“鸟巢”的顶部,直到点火前的最后一刻才被推出、直立,使火炬塔的下部与“鸟巢”顶部的碗口达到无缝联接。

“45吨只是火炬塔本身的重量,它下面还有运行小车和轨道设备,再加上托梁柱,实际落在鸟巢上的总重量是405吨。”李庭祥说:“‘鸟巢’是钢结构,金属的热胀冷缩使‘鸟巢’的尺寸经常发生变化,白天膨胀,晚上收缩,甚至每个小时的尺寸都不一样。制作设备时是冬天,安装设备时已是夏天,且不说实现火炬塔与碗带联接天衣无缝,就是让火炬塔在‘鸟巢’上准确定位都很难,设计图和实物本身仅能相差800毫米。”

按照奥组委的要求,“ts”工程不仅包括主火炬塔的制作,还包括主火炬塔在“鸟巢”顶部的平缓升起、稳定滑行、精确定位、与碗口联接固定,直到成功点火,这就涉及到钢结构制造、设备安装、液压推进、燃气装置、自动控制等多项专业工序。

奥运主火炬塔是一件在制作和运行上技术含量非常高的艺术品。独具匠心的意向设计图却成为工程项目部一张难以下笔的考卷。

火炬塔的“骨架子”全部由异形钢管组成。“我从参加工作以来就从没干过这么难的构件!”项目部主任吴定国说。

记者了解到,搭建“骨架子”的管杆有2000多根,但没有任何两根是完全相同的。不仅规格材质不同、长短尺寸不一,就是管杆的口径也差别悬殊,最粗的达399毫米,最细的只有70毫米。几十个品种中,最多的要使用上百米,最少的仅用几米。

管杆联接是制作主体结构最难的一道坎。火炬塔的螺旋状结构,使得管杆之间的联接异常复杂。每根管杆的连接口形状都不一样,要切割出既符合造型标准又形状各异的接口,就连最先进的“数控相贯线切割机”也无能为力。

首钢集团的钢构团队没有气馁,找准数控切割机无法加工的关键点,重新建立模型数据,为切割机编制了专用程序,终于过了这道难关。

2个多月才完成“翻身挺立”

主火炬塔从横卧在“鸟巢”的顶部,到渐渐挺起伟岸的身躯,再到缓步运行至“鸟巢”碗口,直至与“鸟巢”的碗带联接,其动力全部来自液压装置。

液压装置的制作团队——首钢机电公司“ts”团队,遇到的最大难题是既要保证主火炬塔在起伏错落的“鸟巢”顶部平稳运动,也要保证具有足够的动力“抓住”火炬塔挺起的身躯、保持纹丝不动。为此,液压团队专门设计制作了主火炬塔运载小车和运行轨道。48米长的运行轨道是采用特殊材料焊制的,液压团队在2个半月内完成了平时需要5个月才能完成的焊接工作量。

尽管原设计的液压动力输出值已经预留了30%的富余量,但通过实际检验,液压团队发现即使液压装置100%地输出全部动力,也不能保证主火炬塔直立起来,甚至还可能因为动力不足,使主火炬塔在挺身竖起的过程中失足摔倒。

在主液压控制系统已无法更改的情况下,液压团队集思广益,想出了妙招:再增加一个副液压控制系统,在主火炬塔竖起的同时,副液压装置紧紧顶住火炬塔的底部。一个在上面抓,一个在下面托,两个力同时作用,就能确保主火炬塔在“翻身挺立”过程中的绝对安全稳定。

落座“鸟巢”有赖天助

将制作完成、在地面通过连体试验的主火炬塔安装就位到“鸟巢”顶部,安装定位的精度不能超过2毫米——首钢集团首建二安装公司的“ts”队员们遇到了麻烦。

安装经理赖祥君告诉记者,主火炬塔的所有设备加起来达400多吨重,很难实现整体吊装,需要把火炬塔拆分后起吊到“鸟巢”的顶部再进行回装,但45吨重的火炬塔主体结构不允许拆分重装。

“这要求起吊装置具备整体吊装火炬塔主体结构的能力,又要具备57米以上的吊臂作业半径,国内仅有一台800吨吊车能够同时满足这两个条件。”首钢集团首建公司董事长王文利说,“ts工程项目部马上联系到这台吊车的所有者,对方一听是奥运工程,马上全力支持。”

“最惊险一幕是起吊火炬塔主体结构的那一刻!”王文利回忆说,吊装当天,刮起了大风,作业被迫停止。“起吊过程中如果出现轻微晃动,就容易和‘鸟巢’钢梁结构发生碰撞,任何创伤损失都是难以弥补的。”

吊装第二天,临近中午,风力突然减弱,安装队员顾不上吃饭迅速投入工作。“半小时后,风力又开始加大,火炬塔主体结构开始在空中出现晃动,几次与‘鸟巢’钢梁擦肩而过。”王文利说,“所有队员站在横梁上,用尽力气拽住牵引绳索,终于将火炬塔主体结构平稳地落在‘鸟巢’顶上。”

2008年5月30日,北京奥运会主火炬塔成功落座“鸟巢”,这将是王文利和他的团队永生难忘的一天。7月27日凌晨2时试点火,奥运火炬腾空出世。

8月8日晚,北京奥运会主火炬点燃了世界人民的激情与希望。

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