全钢筋混凝土架构的“如意”,你见过吗?

作者:蝌蚪君来源:蝌蚪五线谱发布时间:2022-01-05

它实现了跳台滑雪场馆的两个“首创”——首个在顶部出发区设置大型悬挑建筑物、首个采用全钢筋混凝土超长框架结构。

在北京2022年冬奥会张家口赛区古杨树场馆群中,取自中国传统吉祥物“如意”形象的国家跳台滑雪中心静卧在山间。

如果说由山顶的顶峰俱乐部是“雪如意”的“柄首”,那么,蜿蜒起伏的S形赛道便是它的“柄身”,最底部的结束区和观众区则是它的“柄尾”。

无论是充满中国元素的设计理念,还是宛如宝石镶嵌其中的顶峰俱乐部,都使其成为了北京冬奥会张家口赛区中最瞩目的“符号”。

国家跳台滑雪中心 图片来源:北京冬奥组委

“雪如意”的两个世界首创

在北京冬奥会张家口赛区场馆群中,雪如意是工程量最大、技术难度最高的比赛场馆。它实现了跳台滑雪场馆的两个“首创”——首个在顶部出发区设置大型悬挑建筑物、首个采用全钢筋混凝土超长框架结构。

国家跳台滑雪中心占地62.5公顷,规划建设大跳台(HS140)、标准台(HS106)2条赛道,在北京冬奥会中承担跳台滑雪男子个人标准台、女子个人标准台、男子个人大跳台、男子团体大跳台、跳台滑雪混合团体(新增)5个小项的比赛,还和国家越野滑雪中心共同进行北欧两项的3个小项比赛。

图片来源:北京冬奥组委

雪如意由顶部的顶峰俱乐部、中部的大跳台、标准跳台及裁判塔,底部的看台区组成。运动员等人群通过缆车系统以及上山道路,可便捷的从山下到达山上运动员出发大厅、VIP入口区等区域,助滑道将采用国际上先进的冰面助滑道系统,提高比赛观赏性。大、小跳台之间通过专用电梯便捷联系。

顶峰俱乐部:如何实现顶部出发区设置大型悬挑建筑物?

顶峰俱乐部 图片来源:北京冬奥组委官网

顶峰俱乐部在雪如意的顶部出发区,它是一个半悬浮的巨大环形建筑,外部直径达79.2米,中空内圆的直径为34.8米,两个圆环偏向设置,偏心量10.5米,悬挑长度达到37.5米。

顶峰俱乐部的内部有效建筑空间高度6米,如果再考虑到结构空间,其总高度达到14米,重量之巨可想而知。

雪如意顶部的这个巨大的“宝石”,是如何稳稳地架在山顶之上的呢?

据了解,顶峰俱乐部的钢结构施工采用了高空分段散拼施工技术,巨大的圆形钢结构全部由工人们用电焊一点点焊接在一起。据介绍,顶峰俱乐部的焊缝有2522条,总长度为14189.70米,全部采用一级焊缝,每一厘米都经过了严格检测,确保不存在任何问题,最终才有了顶峰俱乐部屹立山顶的雄姿。

中铁建工集团项目总工程师张裕表示,“我们通过建模、有限元分析计算处理以及成本分析等多方面比选,最终采用了‘钢管支撑贝雷梁转换层+盘扣架体系’的方案,解决了支撑纵横向诸多落差及大跨度、大荷载混凝土构件支撑架承载力需求等难题,使得贝雷梁支撑及盘扣架支撑完美结合。”

张裕说,支撑顶峰俱乐部的“筋骨”,就是一个巨大的钢架。要将这个钢架所需的钢材运上山顶,并结合垂直运输设备的吊重能力合理单元划分,提升至设计点位,将所有构件牢牢焊接在一起,非常不易。

滑雪赛道:为何采用全钢筋混凝土超长框架结构?

图片来源:北京冬奥组委

跳台滑雪场馆要求很高,滑雪场纵向高度差一般是130~140米,横向跨度有200~300米,还要考虑风速、视野、成本等因素,找到合适的山体尤为重要。” 清华大学建筑设计研究院建筑师、驻场建筑师王冲在接受媒体采访时表示,“要在不规整的地形上,建设一个更加不规整的赛道,复杂的水文环境、变幻莫测的天气都会让场馆建设充满不确定性。”雪如意的技术难度和工程难度可见一斑。

与以往建在山脊上,堆土成型的跳台滑雪赛道相比,“雪如意”采用了全钢筋混凝土框架结构,使用136根桩柱在山谷中架起混凝土滑道。凭借两侧已有的山体遮蔽,让雪道拥有了天然挡风屏障。运动员在进行跳台滑雪的滑翔过程中更加避风,拥有了更好的比赛环境和更舒适的体验。

此外,在山谷中建设跳台滑雪场馆还需要考虑对山体和植被的保护。“雪如意”的选址充分利用了自然地形地貌,其所在的山谷,落差与形状都与竞赛需求高度契合,被认为是“天生的”跳台滑雪场地,最大限度地减小对山谷生态的影响。

“在建设施工过程中,场地的取土弃土、边坡爆破都会导致大量次生裸地的出现。” 中铁建工集团项目总工程师张裕说,“针对这一难题,施工技术团队联合北京工业大学等院所进行攻关,创立‘局部山体切削面的生态再造格宾支护体系’,首次将格宾再造技术用于山体支护和生态恢复。”

“格宾再造技术,是指对切削后的碎石和土壤进行筛选,并合理组合填充到格宾网箱中,形成支护体系,再种植适应当地气候的植被,以实现生态恢复的目标。” 中铁建工集团项目经理姜秀鹏说,“通过在500米典型滑雪赛道进行示范,验证了支护体系的技术可靠性与耐久性。”

在国家跳台滑雪中心——雪如意的设计和建设过程中,注重运用先进科技手段,严格落实节能环保要求,保护了生态环境和文物古迹,展示出特有的中国风格。也体现出科技、智慧、绿色、节俭的理念。

参考资料:

“雪如意”,不止是令人惊艳【新华网】

http://m.xinhuanet.com/he/2020-10/15/c_1126613463.htm

他这样揭秘“雪如意”的诞生【瞭望】

http://lw.xinhuanet.com/2021-05/12/c_139937875.htm

揭秘!国家跳台滑雪中心“雪如意”设计建设用了哪些新技术?【科技日报】

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1689409581352813023&wfr=spider&for=pc

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