2022  冬奧場館專題

北京將是世界上首個(gè)夏季奧運(yùn)會和冬季奧運(yùn)會都舉辦過的“雙奧之城”。2022年冬奧會場館建設(shè)的一大特點(diǎn)，就是最大程度上使用了2008年夏季奧運(yùn)會的遺產(chǎn)。那些大家耳熟能詳?shù)睦蠄鲳^、老地方進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)、改造、提升，同時(shí)還出現(xiàn)了一批能夠兼顧夏季運(yùn)動和冬季運(yùn)動的場館界的“變形金剛”。這些凝結(jié)著建設(shè)者們汗水和智慧的場館，體現(xiàn)了我國傳統(tǒng)精益求精的匠人精神，彰顯著我國舉辦一場體育盛會的決心！我們將逐一為您揭開神秘面紗。

首鋼滑雪大跳臺“雪飛天”

工程概況?

首鋼單板滑雪大跳臺位于北京首鋼園區(qū)舊址，北望石景山，東臨群明湖，西臨永定河，是世界首例采用鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的永久性保留和使用的滑雪大跳臺場館。

場地由北向南依次分布著原首鋼發(fā)電主廠房、4座70m高的冷卻塔及原首鋼制氧廠等工業(yè)設(shè)施及廠房。

大跳臺主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，呈西北-東南方向布局，主體結(jié)構(gòu)長度160m，最大寬度30m，高度60.05m，賽道結(jié)構(gòu)彎折飄逸。

設(shè)計(jì)靈感及理念?

01  建筑設(shè)計(jì)靈感

首鋼滑雪大跳臺的設(shè)計(jì)靈感來源于中國非常知名的世界文化遺產(chǎn)敦煌壁畫中“飛天”造型里飄帶那一部分?！帮w天”的含義與滑雪大跳臺項(xiàng)目的英文Big Air一詞，都有向空中騰躍、飛翔的意思，而飛天飄帶的曲線與首鋼滑雪大跳臺的曲線又十分契合，因此首鋼滑雪大跳臺得名于“雪飛天”。

02  模塊化的賽道轉(zhuǎn)換體系設(shè)計(jì)靈感

 模塊化的賽道轉(zhuǎn)換體系設(shè)計(jì)靈感來自于金剛石的分子式，金剛石是已知自然界中最硬的物質(zhì)，其主要的原因就是金剛石分子的正四面體排列。從結(jié)構(gòu)幾何的角度，平面上三角形是最穩(wěn)定的，但在空間上四面體是最穩(wěn)定的。考慮到模塊化的延伸，正四面體可以從平面上和空間上隨意的延展，達(dá)到設(shè)計(jì)師所需要的狀態(tài)，就好像魔尺一樣，哪怕就是一個(gè)三角形的塊兒，各種模塊組合在一起，可以拼成各種形狀。

?清華建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

設(shè)計(jì)、施工技術(shù)亮點(diǎn)、難點(diǎn)?

01  項(xiàng)目主要難點(diǎn)   

首鋼單板滑雪大跳臺主體結(jié)構(gòu)為鋼桁架結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)形式包括斜箱形格構(gòu)柱，變截面V形箱型柱，賽道鋼桁架等。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面形式多樣且形狀復(fù)雜，鋼板較厚使得焊接難度大，焊接過程中變形控制要求高。整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，構(gòu)件在空間上定位困難，整體安裝精度不易保證。

跳臺賽道基地為鋼板，鋼板與雪摩擦力小難附著，融雪水排水，鋼板導(dǎo)熱系數(shù)高對雪層影響等難題，是面臨的新挑戰(zhàn)。

作為在開闊場地建設(shè)的獨(dú)立建筑，其受自然風(fēng)影響較大，賽道防風(fēng)是保障比賽順利進(jìn)行的關(guān)鍵，也是本項(xiàng)目難點(diǎn)之一。

02  設(shè)計(jì)的主要亮點(diǎn) 

首鋼滑雪大跳臺的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)主要有三個(gè)地方：選址、結(jié)構(gòu)本身和永久跳臺能夠適應(yīng)將來競賽剖面的變化。

選址方面：首鋼滑雪大跳臺項(xiàng)目選址中奧運(yùn)場館和工業(yè)遺產(chǎn)相結(jié)合，永久性坐落在工業(yè)遺產(chǎn)里，這是全世界第一例。

結(jié)構(gòu)本身方面：單板大跳臺“Big Air”這項(xiàng)運(yùn)動從出現(xiàn)至今不到40年，它的場館建設(shè)基本就是依賴在修高速、高架橋的時(shí)候，把鋼腳手架堆成結(jié)構(gòu)曲線的樣子，運(yùn)動員就在上面比賽，比賽結(jié)束之后就把結(jié)構(gòu)拆掉。單板大跳臺項(xiàng)目場館一般都是建設(shè)在城市中心廣場里，這是第一次在工業(yè)遺產(chǎn)里采用永久的鋼結(jié)構(gòu)做法。一方面要確保它足夠的輕盈，體現(xiàn)出永久建設(shè)的好處，另一方面還要考慮賽后的利用。

永久跳臺帶來的好處是能夠適應(yīng)將來競賽的剖面變化。跳臺的曲線是不停變化的，如果用腳手架搭臨時(shí)的設(shè)施，每一次搭完可以有不一樣的效果。

此外，可持續(xù)發(fā)展理念融進(jìn)設(shè)計(jì)的方方面面。整個(gè)大跳臺比賽項(xiàng)目全部是不需要燈光系統(tǒng)的，但是考慮到賽后大跳臺區(qū)域一定會是晚上比賽比較多，而且還會存在各種各樣的演出、文藝活動等，為此安裝了永久性的可拆卸的燈光系統(tǒng)。另外大跳臺結(jié)束區(qū)的部分做成了能夠進(jìn)行各種各樣的文藝演出的區(qū)域，同時(shí)它旁邊還有很多設(shè)施，比如電廠酒店、制氧廠，從方方面面做到了保證了大跳臺的賽后利用。

03  施工的主要亮點(diǎn)  

 在工程施工準(zhǔn)備階段采用“大部件模塊化分段技術(shù)”，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用了模塊化的賽道轉(zhuǎn)換體系，模塊和模塊之間的連接是一個(gè)關(guān)鍵。

四面體模塊和模塊之間的連接，最開始考慮過扣件式，還考慮過球形節(jié)點(diǎn)、螺栓球節(jié)點(diǎn)。因?yàn)樾枰M裝還需要拆卸，所以不能用焊接的方式，只能用機(jī)械的方式。后來發(fā)現(xiàn)，以上種節(jié)點(diǎn)方式雖然可行，但是可靠度，還有施工難度，包括安裝速度都難以達(dá)到最佳效果，所以在研發(fā)過程中，采用了現(xiàn)在的這種和模塊同樣體型的正四面體的節(jié)點(diǎn)。  

同時(shí)為了把模塊節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)輕量化，這個(gè)四面體節(jié)點(diǎn)是用四塊鋼板拼接而成，中部是空的，而且模塊和節(jié)點(diǎn)的連接采用的是高強(qiáng)螺栓。高強(qiáng)螺栓預(yù)應(yīng)力的施加方式，采用了設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一個(gè)特別工具。如果隨著后期模塊能夠推廣應(yīng)用的話，這個(gè)工具制造起來并不困難，只是說目前市場上采購不到這種工具。從安全度的角度，該節(jié)點(diǎn)的安全度是比較高的，從目前節(jié)點(diǎn)的承載能力和它所需要的受力來講，應(yīng)該是兩倍的關(guān)系，也就是安全系數(shù)可以達(dá)到2.0以上。

?清華建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

賽事職能?

首鋼滑雪大跳臺中心是2022年冬奧會自由式滑雪大跳臺和單板滑雪大跳臺比賽項(xiàng)目場館。

自由式滑雪項(xiàng)目包括空中技巧、雪上技巧、U型場地技巧、坡面障礙技巧、障礙追逐和大跳臺等小項(xiàng)，不同小項(xiàng)各具特色。單板滑雪比賽共設(shè)有男女U型場地技巧、坡面障礙技巧、平行大回轉(zhuǎn)、大跳臺和障礙追逐等項(xiàng)目，單板滑雪項(xiàng)目的大跳臺比賽在北京賽區(qū)的首鋼滑雪大跳臺進(jìn)行，其余小項(xiàng)在張家口賽區(qū)的云頂滑雪公園進(jìn)行，一共產(chǎn)生11枚金牌，其中障礙追逐混合團(tuán)體比賽是北京冬奧會新增小項(xiàng)。

選手從大跳臺滑下后，將完成空翻，回轉(zhuǎn)等技術(shù)動作。冬奧會時(shí)，首鋼滑雪大跳臺將產(chǎn)生4塊金牌。

賽后利用?

冬奧會后，首鋼滑雪大跳臺成為世界首例永久性保留和使用的滑雪大跳臺場館，可承辦國內(nèi)外大跳臺項(xiàng)目體育比賽，成為專業(yè)運(yùn)動員和運(yùn)動隊(duì)訓(xùn)練場地，青少年后備人才選拔基地，賽事管理人員訓(xùn)練基地等，直接服務(wù)中國冰雪運(yùn)動發(fā)展。同時(shí)，首鋼滑雪大跳臺成為向公眾開放的北京冬奧會標(biāo)志性景觀地點(diǎn)和休閑健身活動場地，變身服務(wù)大眾的體育主題公園。

以下視頻來源于《建筑結(jié)構(gòu)》

參考資料

[1] 北京冬奧會比賽場館首鋼滑雪大跳臺建設(shè)完成. 新華網(wǎng)官網(wǎng)

[2] 首鋼滑雪大跳臺項(xiàng)目開建 冬奧會后助力大眾冰雪運(yùn)動推廣. 北京日報(bào)

[3]【冬奧工程巡禮】第6期：首鋼單板滑雪大跳臺建造關(guān)鍵技術(shù). 施工技術(shù)

[4]“結(jié)構(gòu)有約”第9期丨北京冬奧組委桂琳處長：這場冬季的盛宴，我們已經(jīng)準(zhǔn)備好了. 建筑結(jié)構(gòu)

[5] “結(jié)構(gòu)有約”第10期丨清華大學(xué)建筑學(xué)院院長張利：冬奧場館的可持續(xù)是我們共同的期待. 建筑結(jié)構(gòu)

[6] “結(jié)構(gòu)有約”第11期丨清華院楊霄：冬奧首鋼大跳臺可變剖面賽道轉(zhuǎn)換技術(shù)巧思. 建筑結(jié)構(gòu)

[7] 【冬奧競賽項(xiàng)目知識介紹片】自由式滑雪 .北京2022年冬奧會和冬殘奧會組織委員會