尹潔
李久林
李久林的辦公室里擺放著一塊特殊的鋼——Q460鋼塊。這是當(dāng)初為“鳥(niǎo)巢”鋼結(jié)構(gòu)做焊接試驗(yàn)時(shí)留下的一個(gè)試件。這塊鋼承載了他很多記憶。
2003年,李久林成為“鳥(niǎo)巢”工程的總工程師,時(shí)年35歲。當(dāng)時(shí)距離2008年北京奧運(yùn)會(huì)還有5年時(shí)間,因?yàn)楣こ屉y度極高,而且沒(méi)有前人經(jīng)驗(yàn),一些外國(guó)媒體斷言:“中國(guó)人建不出‘鳥(niǎo)巢’!”但開(kāi)工33個(gè)月后,“鳥(niǎo)巢”如期完成了鋼結(jié)構(gòu)施工的最后一個(gè)環(huán)節(jié)——整體卸載。李久林如釋重負(fù)。
那時(shí)的他沒(méi)有想到,自己還會(huì)成為2022年北京冬奧會(huì)“冰絲帶”工程的總工程師。當(dāng)北京成為世界唯一的“雙奧之城”時(shí),他也成了“雙奧總工”。2024年1月,李久林被授予“國(guó)家卓越工程師”稱(chēng)號(hào)。
如果把關(guān)于Q460鋼材的故事都講一遍,足足可以寫(xiě)一本書(shū),但李久林精練地將其總結(jié)為一句話:“背水一戰(zhàn)。”
“當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)師給了我們150張關(guān)于‘鳥(niǎo)巢’鋼結(jié)構(gòu)的圖紙,我們看到縱橫交錯(cuò)的線條,想到的第一個(gè)字就是‘難’??梢哉f(shuō),‘鳥(niǎo)巢’的建設(shè)過(guò)程就是不斷破解難題的過(guò)程?!崩罹昧謱?duì)《環(huán)球人物》記者回憶道。
在此之前,中國(guó)的現(xiàn)代建筑幾乎都是方方正正、見(jiàn)棱見(jiàn)角的,工程師們對(duì)異形建筑的構(gòu)型技術(shù)和施工方式?jīng)]有什么經(jīng)驗(yàn)。而“鳥(niǎo)巢”的造型是彎扭的,鋼結(jié)構(gòu)的總重量達(dá)到4.2萬(wàn)噸,構(gòu)件的偏差值要求在2毫米之內(nèi)。
李久林坦言,“鳥(niǎo)巢”開(kāi)工時(shí),不僅外國(guó)人質(zhì)疑中國(guó)建設(shè)團(tuán)隊(duì)的能力,國(guó)內(nèi)很多人也沒(méi)有十足的底氣。
“鳥(niǎo)巢”內(nèi)部沒(méi)有一根立柱,大跨度的馬鞍形屋蓋由邊側(cè)的24根桁(音同衡)架柱支撐,這意味著鋼結(jié)構(gòu)的每一個(gè)彎曲點(diǎn)都要承受巨大的應(yīng)力。因此,高強(qiáng)度鋼材及焊接技術(shù)是決定成敗的關(guān)鍵。
當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)的高強(qiáng)度鋼材主要是Q345,強(qiáng)度更高的還有Q390、Q420兩個(gè)型號(hào),但經(jīng)過(guò)測(cè)算,李久林和團(tuán)隊(duì)選擇了Q460?!靶吞?hào)數(shù)字越大,鋼板強(qiáng)度越高。如果用Q345,鋼板厚度要在15厘米以上,而用Q460,鋼板厚度是11厘米,更加輕薄?!?/p>
問(wèn)題是,當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)雖然能生產(chǎn)Q460,但相關(guān)產(chǎn)品并不用于建筑領(lǐng)域,想進(jìn)口的話,由于種種原因,外國(guó)不賣(mài)。
“被‘卡脖子’了,我們就自己研發(fā)?!崩罹昧致?lián)合了設(shè)計(jì)單位、分包單位、材料供應(yīng)商等,一道開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。
李久林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的國(guó)產(chǎn)Q460鋼材。
那段時(shí)間,李久林沒(méi)日沒(méi)夜、到處奔走,經(jīng)常一周回不了一次家,“當(dāng)時(shí)我愛(ài)人給我打電話,都是問(wèn)我今晚能不能回家一起吃晚飯”。
經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次試驗(yàn),有關(guān)廠家終于制造出符合“鳥(niǎo)巢”要求的Q460鋼材。測(cè)試后發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度是夠了,但可焊性較差,通俗地說(shuō)就是焊完了容易裂縫。為了解決這個(gè)問(wèn)題,李久林又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究焊接方法。
“建‘鳥(niǎo)巢’就像做衣服,鋼板就是我們手中的布料。研發(fā)出國(guó)產(chǎn)Q460,等于有了布料,接下來(lái)是怎么裁剪、縫合。”李久林說(shuō)。
當(dāng)時(shí)相關(guān)技術(shù)在國(guó)內(nèi)都是空白的,為了精準(zhǔn)地打造出流線形外觀,團(tuán)隊(duì)首次在國(guó)內(nèi)使用了BIM(建筑信息模型),先用模型做一件“樣衣”,再把它拆解,鋪在“布料”上畫(huà)線、裁剪,最后“縫合”成一件“新衣服”。
“縫合”的過(guò)程就是焊接,團(tuán)隊(duì)為此培訓(xùn)了近千名頂級(jí)焊工。
“無(wú)論BIM模型怎么先進(jìn),最終還是要靠人工焊接。我們用了2000噸焊接材料,一個(gè)縫一個(gè)縫地把鋼構(gòu)件焊到一起??梢哉f(shuō),整個(gè)‘鳥(niǎo)巢’就是焊接出來(lái)的。當(dāng)時(shí)有位老專(zhuān)家將這種方法比喻成繡花,說(shuō)這叫‘焊繡’?!崩罹昧只貞浀馈?/p>
焊工都是從全國(guó)各地精挑細(xì)選來(lái)的,但仍需通過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)、考核才能上崗,因?yàn)榧夹g(shù)難度極高——每一米焊縫,要消耗40公斤焊材,完全依靠工人拿著焊絲一點(diǎn)點(diǎn)填補(bǔ)進(jìn)去。焊接過(guò)程中,工人有時(shí)不得不仰著臉操作,這在他們之前的工作中是不被允許的。操作必須一氣呵成,不能中斷,因此通常由兩名工人交替進(jìn)行,一個(gè)人太累時(shí),另一個(gè)馬上頂上,這對(duì)工人的技術(shù)水平和敬業(yè)精神都是考驗(yàn)。
為了保證質(zhì)量,每一次焊接完成后,團(tuán)隊(duì)要進(jìn)行各種檢測(cè),一旦發(fā)現(xiàn)有缺陷,比如氣泡、裂紋,就要把焊縫打掉,重新焊。
“‘鳥(niǎo)巢’的建筑風(fēng)險(xiǎn)就在焊縫上,所以我們要管到每一塊鋼板、每一條焊縫、每一名焊工。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里,每一條焊縫都有對(duì)應(yīng)的焊工名字,保證責(zé)任可追溯。當(dāng)然,焊工們也很自豪,有了‘鳥(niǎo)巢’的焊工證,他們后來(lái)的工資都比同行高了很多?!崩罹昧终f(shuō)。
由于技術(shù)上的重大突破,“鳥(niǎo)巢”工程拿到了國(guó)際鋼結(jié)構(gòu)焊接工程的最高獎(jiǎng)“Ugo Guerrera”獎(jiǎng),這也是中國(guó)工程項(xiàng)目第一次獲此殊榮。
通過(guò)建設(shè)“鳥(niǎo)巢”,李久林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)解決了數(shù)十項(xiàng)國(guó)際級(jí)施工難題,也填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的一系列技術(shù)空白,從鋼結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)型、曲板加工,到組裝拼接、安裝合龍,國(guó)內(nèi)同類(lèi)建筑一下子突破了瓶頸,為后來(lái)的首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓、北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)等項(xiàng)目奠定了基礎(chǔ)。
更重要的是,這次“背水一戰(zhàn)”讓李久林信心大增。他至今記得一名日本專(zhuān)家在參觀完“鳥(niǎo)巢”后說(shuō):“你們能把‘鳥(niǎo)巢’建出來(lái),就沒(méi)有什么是建不出來(lái)的。”
更具開(kāi)創(chuàng)性的挑戰(zhàn)在2018年到來(lái)。這一年,50歲的李久林成為2022年北京冬奧會(huì)標(biāo)志性場(chǎng)館“冰絲帶”(國(guó)家速滑館)工程的總工程師。這一次,他要挑戰(zhàn)的是世界上“最長(zhǎng)的索”和“最快的冰”。
如果說(shuō)“鳥(niǎo)巢”的結(jié)構(gòu)是用鋼焊出來(lái)的,“冰絲帶”的大跨度屋頂則是用索“繃”出來(lái)的,李久林把這個(gè)過(guò)程叫作“編織天幕”。
用來(lái)“編織”的關(guān)鍵材料是一種被稱(chēng)為“高釩密閉索”的密閉鋼絲繩。當(dāng)時(shí)能生產(chǎn)這種產(chǎn)品的工廠主要集中在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,國(guó)內(nèi)還沒(méi)有同類(lèi)產(chǎn)品。
但與Q460鋼材不同的是,高釩密閉索沒(méi)有被西方“卡脖子”,相反,當(dāng)時(shí)外國(guó)廠家爭(zhēng)著搶著想賣(mài)給中國(guó),價(jià)格當(dāng)然不便宜,但相比于整個(gè)工程預(yù)算,仍然屬于合理范圍之內(nèi)的成本。
“進(jìn)口索的價(jià)格是每噸12萬(wàn)元左右,大概需要600噸。我們的預(yù)算里本來(lái)就有進(jìn)口產(chǎn)品這一項(xiàng),如果直接購(gòu)買(mǎi)是沒(méi)有任何問(wèn)題的?!崩罹昧终f(shuō),“但我覺(jué)得既然有冬奧這個(gè)平臺(tái),我們也有技術(shù)能力,為什么不實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化呢?”
高釩密閉索的核心結(jié)構(gòu)是Z形鋼絲,三層橫截面呈Z形的鋼絲彼此咬合到一起,完全密閉,強(qiáng)度更高、防腐性更好。由于Z形鋼絲的生產(chǎn)工藝復(fù)雜,此前基本從國(guó)外采購(gòu),國(guó)內(nèi)始終沒(méi)有企業(yè)邁出自主研發(fā)的第一步。
在與團(tuán)隊(duì)討論這個(gè)問(wèn)題時(shí),有人認(rèn)為還是從外國(guó)買(mǎi)更便捷,但李久林說(shuō):“這樣做雖然風(fēng)險(xiǎn)低、壓力小,但成本高,建設(shè)周期也受制于人。我們現(xiàn)在要建的是全世界最大的單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu),人生中可能就這么一次機(jī)會(huì),咱們能不能借這次機(jī)會(huì),把高釩密閉索的國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題解決了?”
李久林(中)與同事在“鳥(niǎo)巢”施工現(xiàn)場(chǎng)。
最終大家統(tǒng)一了思想,沒(méi)有走捷徑,而是選擇了自主研發(fā)。李久林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),把國(guó)內(nèi)能夠生產(chǎn)高釩密閉索的頂級(jí)廠家全部考察了一遍,然后聯(lián)合廠家進(jìn)行攻關(guān),僅用3個(gè)月便突破了技術(shù)瓶頸。
現(xiàn)在,國(guó)產(chǎn)高釩密閉索不僅在國(guó)內(nèi)全面推廣,還實(shí)現(xiàn)了出口,產(chǎn)品性能符合歐洲標(biāo)準(zhǔn),價(jià)格僅為國(guó)際市場(chǎng)的1/3。
“冰絲帶”工程的另一大突破就是冰面。在此之前,國(guó)際公認(rèn)的兩個(gè)“最快冰場(chǎng)”,一個(gè)在加拿大的卡爾加里,另一個(gè)在美國(guó)鹽湖城。它們的海拔高度都超過(guò)了1000米。
“高原冰場(chǎng)的空氣阻力更小,運(yùn)動(dòng)員容易破紀(jì)錄。而北京的平均海拔高度只有43米多,如何在平原地區(qū)打造世界最快的冰場(chǎng)?這是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)?!崩罹昧终f(shuō)。
要想滑得快,冰面溫差越小越好,這樣硬度才越均勻、冰面才越 “絲滑”。李久林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)反復(fù)探索,放棄了傳統(tǒng)方法,開(kāi)創(chuàng)性地采用了二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù),不僅將冰面溫差控制在0.5攝氏度以內(nèi),而且碳排放趨近于零。
2021年4月,北京冬奧會(huì)速度滑冰項(xiàng)目在“冰絲帶”舉行測(cè)試賽,國(guó)外運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)下4人5次個(gè)人最好成績(jī)。次年2月,北京冬奧會(huì)正式開(kāi)幕后,“冰絲帶”里更是捷報(bào)頻傳,最終14個(gè)小項(xiàng)的比賽13次刷新奧運(yùn)會(huì)紀(jì)錄。李久林在低海拔地區(qū)打造世界“最快冰場(chǎng)”的夢(mèng)想實(shí)現(xiàn)了。
李久林沒(méi)上過(guò)高中。1983年,初中成績(jī)優(yōu)異的他在畢業(yè)時(shí)選擇了一所中專(zhuān)——長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)校。
“我老家在河北農(nóng)村,那時(shí)初中畢業(yè)能上中專(zhuān)是非常好的選擇。因?yàn)楫厴I(yè)后國(guó)家分配工作,等于有了‘鐵飯碗’?!崩罹昧只貞浀?,“所以當(dāng)時(shí)能上中專(zhuān)的都是成績(jī)好的學(xué)生,我們縣那年有5000名初中畢業(yè)生,我成績(jī)排第三?!?/p>
1987年,李久林中專(zhuān)畢業(yè),他的同班同學(xué)有好幾人被分配到北京的國(guó)家部委工作,而他自己則被學(xué)校保送上了中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)。
“當(dāng)時(shí)國(guó)家經(jīng)濟(jì)好了一些,學(xué)校覺(jué)得我們這些孩子還不到20歲,應(yīng)該繼續(xù)深造,就向上級(jí)單位提交申請(qǐng),建議按應(yīng)屆畢業(yè)生1%的比例挑選一批,保送上大學(xué),我入選了?!?/p>
進(jìn)入大學(xué)后,李久林又趕上學(xué)制改革,先讀了雙學(xué)位,接著免試讀了碩士研究生。雙學(xué)位本來(lái)是5年制,他用4年讀完;研究生是3年制,他只用了一年半。
碩士畢業(yè)時(shí),李久林覺(jué)得在學(xué)校的時(shí)間夠長(zhǎng)了,“理論得聯(lián)系實(shí)際”,于是開(kāi)始工作,先后做過(guò)勘察、設(shè)計(jì)、施工等一線工作。承擔(dān)“鳥(niǎo)巢”工程任務(wù)時(shí),他已經(jīng)是北京城建集團(tuán)的工程技術(shù)專(zhuān)家了。
“我們做工程的不像科學(xué)家,他們實(shí)驗(yàn)失敗了可以重做,我們是不允許失敗的,國(guó)家讓你建奧運(yùn)場(chǎng)館,你能說(shuō)這次失敗了,我重來(lái)一次嗎?”
入行30年來(lái),李久林有個(gè)雷打不動(dòng)的習(xí)慣:每天早上到了工程現(xiàn)場(chǎng),先圍著場(chǎng)地轉(zhuǎn)一兩圈。
“轉(zhuǎn)工地特別重要,再先進(jìn)的數(shù)字化模型,再先進(jìn)的仿真設(shè)備,都不如到現(xiàn)場(chǎng)親眼看一看?!崩罹昧终f(shuō),“坐在辦公室里,是永遠(yuǎn)接觸不到一線問(wèn)題的。現(xiàn)實(shí)中的情況不能等下面層層匯報(bào),而是需要問(wèn)一線工人才能真正了解的。工人說(shuō)的往往是更直接的問(wèn)題,關(guān)系到技術(shù)本身的可行性。在這方面,一線工人是最有發(fā)言權(quán)的?!?/p>
北京舉辦了兩屆奧運(yùn)會(huì),李久林擔(dān)任了兩個(gè)工程的總工程師,但他的感受截然不同。
“建‘鳥(niǎo)巢’時(shí),是中國(guó)需要向世界展示形象和發(fā)展成就的時(shí)候,我們的目標(biāo)是證明我們有能力把這個(gè)項(xiàng)目建成;到了‘冰絲帶’,我們已經(jīng)完全不擔(dān)心建成的問(wèn)題了,而是要追求卓越,精益求精,做出一個(gè)全球領(lǐng)先的工程?!?/p>
無(wú)論哪個(gè)工程,背后都是李久林的家國(guó)情懷。他坦言自己從未想過(guò)能成為“雙奧總工”,每次承接任務(wù)時(shí),只是想把眼前的事情做好。在日復(fù)一日、年復(fù)一年的勞動(dòng)創(chuàng)造中,他感受到人生的最大樂(lè)趣,也感受到作為一名工程建設(shè)者的無(wú)上光榮。
“我的背后是國(guó)家、是團(tuán)隊(duì),我獲得的榮譽(yù)也是代表大家領(lǐng)的。是國(guó)家的強(qiáng)大和進(jìn)步,為我們的成長(zhǎng)提供了廣闊舞臺(tái),我感謝這個(gè)時(shí)代?!崩罹昧终f(shuō)。
1968年出生,河北唐山人,2023年獲清華大學(xué)能源與環(huán)保專(zhuān)業(yè)工程博士學(xué)位。教授級(jí)高級(jí)工程師,現(xiàn)任北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司總工程師。2024年1月被授予“國(guó)家卓越工程師”稱(chēng)號(hào)。