絲帶飛揚 科技力量—國家速滑館被授予中國建設(shè)工程魯班獎

      國家速滑館的建設(shè)突出科技、智慧、綠色、節(jié)能的主題，彰顯了我國建筑行業(yè)的先進水平，在冰上競賽場館建設(shè)史上寫下了流光溢彩的一筆。自7月9日起，國家速滑館——“冰絲帶”正式面向社會開放。

再生利用，弧形預(yù)制看臺“變廢為寶”

      國家速滑館設(shè)有坐席約1.2萬個，分為永久坐席和臨時坐席，其中永久坐席約8000個，采用預(yù)制構(gòu)件制作。國家速滑館的預(yù)制構(gòu)件有看臺板、掛板、樓梯、踏步四大類，共1911塊、331種型號，其中預(yù)制看臺板直線段有194種規(guī)格、弧線段73種規(guī)格。

      國家速滑館主場館的654根混凝土灌注樁，樁頭剔鑿約兩個月，產(chǎn)生大量廢舊混凝土。為此，項目團隊以再生混凝土“變廢為寶”為出發(fā)點，考慮看臺板是非結(jié)構(gòu)主體主要受力構(gòu)件，同步研究生產(chǎn)“再生看臺板”。項目團隊對廢舊樁頭進行再利用，將部分于現(xiàn)場破碎，部分直接吊運至首鋼資源綜合利用科技開發(fā)公司進行廠內(nèi)再生骨料加工。

      研究生產(chǎn)過程面臨著一個業(yè)界技術(shù)難題。對于弧形看臺板而言，主要的技術(shù)難點在于弧形面板成型、弧形支撐筋板和槽鋼的固定。倘若這幾部分的結(jié)構(gòu)不合理，就會影響澆注件的尺寸精度，以及模具的剛度和穩(wěn)定性。此外，預(yù)留孔多且兩端非平行面，所以不易邊棱順直和觀感控制，從而增加了加工的難度。項目團隊攻堅克難，研制出一種弧形預(yù)制看臺板模具，其結(jié)構(gòu)合理穩(wěn)定，剛度和穩(wěn)定性較高，拆裝方便，為弧形看臺板的應(yīng)用和推廣打下了堅實的基礎(chǔ)。

      近年來，綠色可持續(xù)發(fā)展是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要方向。據(jù)統(tǒng)計，建筑施工過程的能耗和CO?排放中固廢占比60%以上。建筑固廢垃圾中廢舊混凝土的回收與處理是實現(xiàn)綠色建造的重中之重。國家速滑館利用廢舊樁頭加工成再生混凝土，再用于建造預(yù)制看臺，以實際行動踐行著綠色施工理念。

綠色節(jié)能，曲面幕墻“?！惫怍贼?/span>

國家速滑館幕墻  北京城建集團國家速滑館工程總承包部/供圖

      國家速滑館外幕墻整體造型輕靈，透過藍色的內(nèi)飾墻面，詮釋冰雪質(zhì)感。奧林匹克公園內(nèi)，鳥巢、水立方和冰絲帶交相輝映，成就夏季、冬季兩個奧運的傳奇。

      22根“絲帶”與晶瑩剔透的曲面玻璃通過立面設(shè)計，將冰的堅硬深邃和絲綢的柔滑飄逸完美結(jié)合，形成材料質(zhì)感的奇妙碰撞，“冰絲帶”的名字應(yīng)運而生?！氨z帶”就像是速滑運動員在冰上風馳電掣滑過的痕跡，象征速度和激情。

      國家速滑館外立面2層以上為天壇形曲面幕墻系統(tǒng)，由3360塊單曲玻璃和平板玻璃擬合而成，單曲面玻璃1440塊，面積約8800㎡，平板玻璃1920塊，面積約5900㎡。雙曲面玻璃幕墻采用拉索異面網(wǎng)殼的受力體系，玻璃為超白中空Low-E熱彎中空半鋼化曲面夾膠玻璃。曲面幕墻占比接近50%，整體呈流線型，彎弧玻璃半徑約1500mm，而“冰絲帶”半徑僅有175mm，且3360塊玻璃“千秋各異”，每一塊都非標準尺寸。如此高性能、大體量且小半徑的曲面幕墻體系還是世界首例，這就給幕墻玻璃的加工帶來巨大的難題。

      項目團隊不僅面臨技術(shù)難題，還有工期緊張、可持續(xù)性等多重考慮，與玻璃加工廠深入合作，對幕墻玻璃采用逆向建模技術(shù)精準定位尺寸，研發(fā)模具，最終經(jīng)過半鋼化、彩釉、夾層、中空等工藝組合和試驗測試等多項工序，解決核心問題，實現(xiàn)小半徑高性能幕墻玻璃的批量生產(chǎn)，這在建筑幕墻歷史里是非常先進的工藝。

      幕墻玻璃的安全、綠色、節(jié)能、創(chuàng)新與建筑融為一體，為“冰絲帶”的驚艷亮相奠定了基礎(chǔ)，創(chuàng)造了建筑工藝美學新高度。

自主研發(fā)，高釩密閉索成功應(yīng)用

      國家速滑館的屋蓋是由鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架內(nèi)部張拉198m×124m的索網(wǎng)、外側(cè)張拉幕墻拉索構(gòu)成，結(jié)構(gòu)形式新穎獨特。

      此前，國內(nèi)工程建設(shè)中應(yīng)用的高釩密閉索長期依賴進口。國家速滑館如果繼續(xù)沿用國外技術(shù)，技術(shù)風險低、壓力小，但進口索價格居高不下，同時還會因加工、通關(guān)等問題導(dǎo)致供貨時間不可控、受制于人，整體建造風險反而增大。

      項目團隊聯(lián)合巨力索具優(yōu)化Z形鋼絲拉絲技術(shù)指標、攻關(guān)拉絲模具，僅用3個月便突破核心瓶頸，研制出第一根試制索。項目團隊對試制索開展彈性模量試驗、靜載破斷試驗、索夾滑移試驗、Z形鋼絲特性相關(guān)試驗等，還專門聘請獨立的第三方檢驗機構(gòu)對鋼索加工的每道工序進行平行檢驗，驗證了國產(chǎn)索的安全性和可靠性。

      為控制索體成型質(zhì)量，在進行鋼索加工時，項目部派專人駐廠，全程監(jiān)督從原鋼來源、Z形鋼絲拉絲到最終的索體成型等全過程。最終總長20450m的鋼索全部一次成型。2019年3月19日索網(wǎng)張拉完成。這是國產(chǎn)高釩密閉索在國內(nèi)大型場館中的首次成功應(yīng)用，意義非凡。