近日,國家速滑館以148.5分最高分的好成績,榮獲2019“中國鋼結構金獎年度杰出工程”大獎,這也是國內鋼結構行業的最高獎項。
國家速滑館鋼結構包括勁性結構、鋼環桁架、索網結構三部分,用鋼量達1.4萬噸。項目鋼結構從設計理念、技術工藝、材料選取、施工技法等多個方面都實現了創新和突破,達到國際領先水平,向世界完美詮釋了“中國方案”。
“中國方案” 打造杰出“冬奧工程”
作為北京2022冬奧會最令人期待的新建場館之一,國家速滑館項目的工程質量、賽事服務能力和冬奧遺產功能都備受矚目,也是在市重大辦主持招標下首個實現政府與社會資本PPP模式合作的場館。
從建造夏奧五大場館,到運營鳥巢、水立方,有著豐富經驗的北京國資公司再次向冬奧發力,主動擔當,肩負起北京冬奧標志性場館國家速滑館投資建設、賽時保障和賽后運營任務。全面參與北京2022冬奧會、冬殘奧會籌辦,是北京國資公司作為大型國企踐行政治責任與社會責任的體現。
2018年2月,作為國家速滑館項目政府出資人代表的北京國資公司與首開股份、城建集團、住總集團、華體集團等社會資本共同組建的國家速滑館公司成立。從開工之日起,國家速滑館項目在設計、建設過程中就面臨著一系列難題:如何將速滑館打造成北京冬奧會新建的標志性場館,如何打造科技奧運、促成“雙奧之城”再一次的蛻變,如何將“冰絲帶”從效果圖轉化成實物,如何將一個個高難度設計從理想變成現實。
為破解這些難題,北京國資公司堅持“投資到哪里,黨組織就建到哪里”的原則,同步成立國家速滑館黨委,通過黨建引領,集各方之智,匯各方之力,以“冬奧速度”、“冬奧質量”為標準,廣泛開展科技攻關與自主技術創新,最終形成了科技亮點紛呈的“中國方案”,僅用不到兩年的時間,就完成了鋼環桁架高空滑移施工和世界最大跨度索網結構屋頂的施工。
在充分聽取專業意見基礎上,國家速滑館組織設計、建設團隊加強關鍵技術環節的 內外部交流,針對國家速滑館鋼結構不同技術難點,組織專家研討會20余次;組織設計、施工團隊實地考察了國內多家高釩密閉索生產廠家、進行樣品試制實驗,并與國內最好的科研機構聯合科研攻關,使索網屋頂的構造受力最佳、經濟最優、形態最美;組織編制我國首部建筑用國產高釩密閉索產品和施工質量標準,填補了國內技術空白。
敢為人先 積極推進“樣板工程”
“冰絲帶”設計有世界上規模最大的單層雙向正交馬鞍形索網屋面,南北長198米,東西124米,施工技術難度在同類型場館中首屈一指。 2018年1月,國家速滑館建設團隊首次提出在國家速滑館索網施工中應用國產高釩密閉索。這個主張讓當時所有人都覺得不可思議,此前國內索網屋面都是使用進口索,此次使用國產索意味著又讓這項艱巨的任務增加了風險。
經過國家速滑館建設團隊前期大量的調研了解到,生產高釩密閉索在國內有技術儲備,缺的是驗證國產索可行性的載體。
在推動高端材料國產化情懷的驅使下,建設團隊拿出當年攻克“鳥巢”國產Q460鋼材時的氣魄,把國內能夠生產高釩密閉索的頂級廠家全部考察了個遍。同時,與浙江大學開展聯合攻關,在實驗室里搭建起一座幾何相似比為1:12的“迷你骨架”,從施工可行性到受力性能對設計成果進行了全方位反復驗證國產索的安全性和可靠性。從2018年10月21日第一車高釩密閉索運入施工現場,到2019年3月19日索網張拉完成,敢為人先的擔當和嘗試使國產高釩密閉索在國內大型場館中成功首次應用,填補了國內技術空白。
國家速滑館團隊先邁出的這第一步,也完成了行業跨越的一大步。三亞亞沙會體育場等國內各大工程紛紛“跟隨”國家速滑館的“腳步”,陸續應用國產高釩密閉索,徹底打破高釩密閉索國際市場壟斷。
精心設計 協作共建“亮點工程”
南北向穩定索張拉力大、同步性要求高,是屋面索結構施工最關鍵的環節。在對比了大量結構方案后,本著安全、美觀、高效的原則,國家速滑館最終采用了外側帶斜拉索的圈梁索網結構體系。這樣的體系也給鋼結構設計帶來了前所未有的挑戰。為減小索網巨大張拉力對下部支撐體系以及樁基的影響,設計伊始,便加入了整體施工順序的設想,確定了內側屋面索網主動張拉、外側斜拉索被動成型的構想。2019年3月19日,國內最大跨度的單層雙向正交馬鞍形屋面索網結構成功完成張拉,填補了我國首個大噸位、大面積的超大跨度單層正交索網同步張拉技術空白。此外,索網屋面的用鋼量只是傳統鋼結構屋面的四分之一,真正體現了“綠色辦奧”理念。
匠心施工 全力打造“精品工程”
精心設計,匠心施工,才能把設想變為現實。國家速滑館建設團隊中不少人都參加過“鳥巢”、國家體育館等重大工程的建設,在國家速滑館的建設過程中,建設團隊將過硬的本領和豐富的經驗運用其中,處處體現出工匠精神。
由于工期緊,為解決好混凝土結構施工與鋼結構環桁架拼裝的矛盾,建設團隊采取了屋面環桁架“南北分區直接吊裝+東西兩側滑移安裝”的施工方法,使主場館地上混凝土結構施工與東西側鋼桁架拼裝同步進行,鋼結構與混凝土結構同步平行施工。東西兩側環桁架長181.9米、重5500噸,東西兩側滑移安裝采用由地面滑移到高空滑移,這在國內尚屬首創。
在短短的半個多月的時間里,經歷滑移、落架、卸載等工序,橢圓形的鋼制環桁架宛如一條鋼鐵“巨龍”,以1公分之內的誤差范圍穩穩地架設在主體結構之上,工期節約了至少三個月,實現了基于平行施工的高效、高精度建造技術。
“中國鋼結構金獎”正是對國家速滑館工程創新與努力的最大肯定,也是對“中國方案”的最好注解。