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解密“雪飛天”的建造智慧——訪築境設計北京公司副總建築師孟繁星

作者:中國建材報
解密“雪飛天”的建造智慧——訪築境設計北京公司副總建築師孟繁星

​首鋼滑雪大跳台在設計理念上,借鑒了敦煌壁畫中的飛天元素,是以有了“雪飛天”的美譽。當人們感歎其酷炫而又飄逸設計的同時,卻很難想象其建造過程的複雜,以及在選材過程中的精益求精。每一個細節的處理、材料的選擇、難題的解決,都展現了建築師、設計師、工程師和施工團隊的智慧和心血。

近日,本報采訪了築境設計北京公司副總建築師孟繁星,請他為我們解密“雪飛天”的建造智慧。

為使首鋼滑雪大跳台“雪飛天”的主體結構滿足設計方案整體造型及美觀要求,在鋼材的選擇上有哪些考慮?

孟繁星:首先,首鋼滑雪大跳台的主體結構全長約158m,雪道層為變寬度,從高處的9.2m變化到落地處的34.1m,跨度大、荷載大、溫度荷載作用顯著,對鋼材強度提出高要求;其次,為了達到方案整體造型及美觀要求,起跳區正下方需采用兩組8根V型柱支撐,以避免複雜結構對絲帶幕牆的輕盈感造成影響。

解密“雪飛天”的建造智慧——訪築境設計北京公司副總建築師孟繁星

大跳台結構模型 築境設計/供圖

​經過計算分析,正常的鋼材強度已經無法滿足上述設計需求。經過比較論證,最終主體桁架采用Q345高建(GJ)鋼。同時,為了滿足其固有的坡度,節點采用全焊接形式,既能避免栓接容易産生的變形疊加,也能保證外露結構的美觀。從實際完成效果來看,設計的合理性得到了完美的展現。

此外,為了提高大跳台面闆的抗雪水腐蝕能力,施工選用Q355NHC耐候鋼;針對裁判塔裁判室部分的防火要求,工程選用了首鋼自主研發的新型耐火耐候鋼,并通過了材料的專項專家論證。

為呈現結構、防護、照明和建築效果的一體化,“雪飛天”采用了玻璃幕牆系統和穿孔鋁闆系統。請您詳細介紹一下這兩個系統。

孟繁星:首鋼滑雪大跳台與國家體育場“鳥巢”一樣,為室外型運動場館,在裁判室、裝置機房等處采用玻璃幕牆作為圍護結構,其玻璃采用超白、夾層、中空、鍍膜、熱彎、鋼化等先進的生産加工工藝。

“雪飛天”造型最主要元素是環抱出發區、賽道兩側及底部的上、中、下三條“絲帶”,其面闆為3~4mm厚穿孔鋁闆。其中,上絲帶斷面為圓角梯形,轉角處曲率最大、三維曲面最多、闆塊尺寸變化也最大;中部絲帶雖曲率小,但為内外雙層結構,且需考慮對水電管線、造雪融雪設施、泛光及賽時照明、安全防護、檢修通道、賽後利用等各類裝置設施的功能性預留,同時作為主絲帶,對其外觀效果要求又最高;下部絲帶則有接近90°的扭轉。設計及施工團隊通過建築方案、施工圖、幕牆深化設計、生産、施工全流程的BIM應用及多輪曲率拟合、闆塊尺寸、節點設計的優化,最終呈現了集結構、防護、照明和建築效果于一體化的“雪飛天”。

賽道要牢牢“抓住”6000m³的雪,不出現雪滑坡并且能保證表面光滑,請問是如何克服這一難題的?

孟繁星:首鋼滑雪大跳台助滑區和結束區賽道與水準面夾角均為37°,雪必須借助固雪設施才能停留在賽道表面而不至于下滑。往屆賽事的大跳台均為臨時結構,賽道面闆為木闆,固定較為容易。然而,首鋼滑雪大跳台賽道面闆為鋼闆,同時,為了友善大跳台的奧運賽後利用,需保證面闆的光滑,不能直接在面闆上焊接構件用來固雪。如何在鋼闆賽道上固雪,國際上并沒有先例。建築師、結構師、體育顧問、造雪專家經過多方多輪探讨、試驗後,采取在沿賽道方向每隔3m的橫向鋼梁上設定一排固定點(采用高強螺栓)的方式,最終完美地解決了這一難題。固定點的賽道橫向間距不大于1.2m,數量共計817個。固定點比較均勻地分布于賽道表面,使得下滑力均勻地傳遞給主體結構。非賽時情況下,将高強螺栓、壓闆及疏水墊全部取走,用不鏽鋼螺栓封閉套筒,進而保證了非賽時賽道表面的光滑。

解密“雪飛天”的建造智慧——訪築境設計北京公司副總建築師孟繁星

固雪點與固雪網 築境設計/供圖

​作者:王萌萌 張巍巍 丁力 孫一凡

責編:丁濤

校對:張健

監審:韓鳳鳳