火炬塔研制的幕后故事

　　“鸟巢”顶部，东北角，大大的充气帐篷里，藏着北京奥运会的最高机密。在所有目光都注视着最后一次火炬交接的时候，主火炬滑出帐篷、悄然竖起，迎接一个激动人心的时刻。

　　人民网北京8月8日专电　在北京奥组委运营中心，火炬塔代号“TS设备”。0层环形通道一侧，开闭幕式现场办公区，通道一角的TS团队办公室一向房门紧闭，空无一人。进入开幕式演练阶段，火炬塔团队进入“点火时间”，重点在现场。作为火炬塔工作室主任，郑志荣通常下午2点开始上班，第二天早上七点钟结束工作。

　　从上空俯瞰，主火炬外形是一道音符。

　　看似简洁的符号，工程实现起来却难乎其难。

　　一道音符

　　2006年10月，火炬塔研制工作启动。总装备部工程设计研究总院一批机械、结构、控制工程师首先参与其中，负责把导演创意转化为艺术装置。

　　这是异常痛苦的一个过程。第一次承担这样的任务，长期从事工程设计形成的工作方法、思维模式都要改变。导演创意可以天马行空，工程设计却必须安全可靠。在摸索中前行，刚刚见到一点曙光，拿出总体方案，导演创意却改变了，只能重新再来。几次反复，2007年2月，第一个方案出炉。忙活了半年，8月，向上级汇报，却因为装置过于庞大，视觉效果未必最好，安全可靠还有顾虑，被否决了。

　　一筹莫展，重起炉灶。音符的创意提了出来，耳目一新，却给结构设计带来巨大困难。方案论证了3个月，2007年10月开始正式设计。从外形的几道弧线入手，先展开平面，根据平面确定结构体系、内部材料，再一步步细化优化。

　　从“线”扩展到“面”，延伸至“体”，负责结构设计的黄伟开始火炬的计算机建模。表面平整的主火炬，里面藏着不少“机关”，要为焰火燃烧及控制提供空间，还要解决自身连接问题。运用三维软件，黄伟画出了第一支主火炬。在三维空间里，这支火炬的每一个螺丝都进行了精确表达。通过计算机控制，可以看到各个角度各个部位情况。

　　然而，这样一支火炬，能否稳稳地站在“鸟巢”顶部？长期从事特种工程设计的火炬塔团队决定把它请进大型风洞，做一做“吹风”试验。12月底，在四川的风洞试验中心，第一支、1:20的主火炬模型造了出来。大家发现，火炬中心的燃气管道部分太小了，没法表现受风情况下的气流变化，试验无法进行。

　　于是，第二支、1:15的火炬模型又造了出来，各种测试设备装进了火炬塔。站立、平躺、侧身，静止、运动，各种姿态、各种情况，都进行了风载荷试验。结果证明，火炬塔的设计是安全可靠的。

　　模拟“鸟巢”

　　不仅风，还有雨、雪，还有高温，火炬塔经受了重重考验。网状钢结构交织成的“鸟巢”，顶部是起伏不平的。火炬塔所处的屋面是一个弧形缓坡，每个点都不一样。

　　在“鸟巢”顶部搭建火炬塔，一个关键问题是要进行重量控制。选材、用材，把厚钢板用在关键部位，从总体到细节，全程控制，解决了难题。最终，主火炬重约45吨，驱动系统重约80吨，燃气系统也仅十几吨，完全控制在“鸟巢”的承受范围内。

　　几乎每一次试验，都必须把火炬塔所处的特殊环境模拟出来。为此，以原设计图纸为基础，火炬塔团队构造出一个个“鸟巢”局部。在京东郊区的某个地方，甚至专门做了14米高、1:1的“鸟巢”局部作为试验平台。主火炬、驱动、燃气，从分项到整体，全部进行实物模拟试验。

　　4月下旬，京郊试验场进行火炬塔首期竖起点火试验。离8月8日不到100天，已经没有调整的时间。“万一失败，就彻底玩了！”郑志荣和负责驱动系统设计的王迎东几个人，连续3天没睡觉。试验一举成功，千斤重担暂时放下。

　　5月10日，火炬塔开始现场安装。试验场上整体调试完毕的火炬塔，到了“鸟巢”却需要一点一滴重新开始。甚至，原来严丝合缝的螺丝连接，因为一个点位误差的放大，也变得相距甚远。高空作业，从“鸟巢”五层的外环通道爬上第一层膜，翻山越岭般走到内环，再爬上顶部。每走一次，就要十几二十分钟。期间因为测试赛场馆封闭，还不得不停工。6月初，系统安装完毕。反复调试，一点点优化，到7月26日，经过几次试验检验调整，火炬塔系统施工才算全部完成。

　　华丽转身

　　开幕式要求体现“天人合一”的中华文化精髓。竖立在“鸟巢”一角的主火炬，犹如从上方十几米宽的膜结构卷出，与“鸟巢”浑然一体。主火炬的下边缘，要和膜结构上的造型线相合。精确的定位要求，为火炬塔的驱动系统设计带来了巨大难题。

　　一条11米长、3米多宽的轨道，铺上“鸟巢”顶部。主火炬平常藏在靠近外环的帐篷里。点火前，一套水平驱动系统把它缓缓拉出，直到近半部分探出内环。另一套复合驱动系统又把它顶起，推到与“鸟巢”内环垂直，下缘与膜结构曲线对接。整个翻转竖立过程由6个环节组成，工艺之复杂、行程之长、设备数量之多、功率之大，都是搞了20多年航天发射场和大型舞台机械控制的郑志荣从未见过的。

　　为了确保精确定位、绝对可靠，驱动控制系统采用了智能化设计。在火炬塔运行的几个关键部位，专门布设监测仪器，实时反映设备运行状态。根据反馈信息，控制系统能够自动调整设备运行方向、速度。直径3米多、行程11米多的主火炬，运行控制误差低于2毫米，精确度达到万分之二。（陈金喜江福梅）