天天看点

解密“雪飞天”的建造智慧——访筑境设计北京公司副总建筑师孟繁星

作者:中国建材报
解密“雪飞天”的建造智慧——访筑境设计北京公司副总建筑师孟繁星

​首钢滑雪大跳台在设计理念上,借鉴了敦煌壁画中的飞天元素,因此有了“雪飞天”的美誉。当人们感叹其酷炫而又飘逸设计的同时,却很难想象其建造过程的复杂,以及在选材过程中的精益求精。每一个细节的处理、材料的选择、难题的解决,都体现了建筑师、设计师、工程师和施工团队的智慧和心血。

近日,本报采访了筑境设计北京公司副总建筑师孟繁星,请他为我们解密“雪飞天”的建造智慧。

为使首钢滑雪大跳台“雪飞天”的主体结构满足设计方案整体造型及美观要求,在钢材的选择上有哪些考虑?

孟繁星:首先,首钢滑雪大跳台的主体结构全长约158m,雪道层为变宽度,从高处的9.2m变化到落地处的34.1m,跨度大、荷载大、温度荷载作用显著,对钢材强度提出高要求;其次,为了达到方案整体造型及美观要求,起跳区正下方需采用两组8根V型柱支撑,以避免复杂结构对丝带幕墙的轻盈感造成影响。

解密“雪飞天”的建造智慧——访筑境设计北京公司副总建筑师孟繁星

大跳台结构模型 筑境设计/供图

​经过计算分析,常规的钢材强度已经无法满足上述设计需求。经过比较论证,最终主体桁架采用Q345高建(GJ)钢。同时,为了满足其固有的坡度,节点采用全焊接形式,既能避免栓接容易产生的变形叠加,也能保证外露结构的美观。从实际完成效果来看,设计的合理性得到了完美的体现。

此外,为了提高大跳台面板的抗雪水腐蚀能力,施工选用Q355NHC耐候钢;针对裁判塔裁判室部分的防火要求,工程选用了首钢自主研发的新型耐火耐候钢,并通过了材料的专项专家论证。

为呈现结构、防护、照明和建筑效果的一体化,“雪飞天”采用了玻璃幕墙系统和穿孔铝板系统。请您详细介绍一下这两个系统。

孟繁星:首钢滑雪大跳台与国家体育场“鸟巢”一样,为室外型运动场馆,在裁判室、设备机房等处采用玻璃幕墙作为围护结构,其玻璃采用超白、夹层、中空、镀膜、热弯、钢化等先进的生产加工工艺。

“雪飞天”造型最主要元素是环抱出发区、赛道两侧及底部的上、中、下三条“丝带”,其面板为3~4mm厚穿孔铝板。其中,上丝带断面为圆角梯形,转角处曲率最大、三维曲面最多、板块尺寸变化也最大;中部丝带虽曲率小,但为内外双层结构,且需考虑对水电管线、造雪融雪设施、泛光及赛时照明、安全防护、检修通道、赛后利用等各类设备设施的功能性预留,同时作为主丝带,对其外观效果要求又最高;下部丝带则有接近90°的扭转。设计及施工团队通过建筑方案、施工图、幕墙深化设计、生产、施工全流程的BIM应用及多轮曲率拟合、板块尺寸、节点设计的优化,最终呈现了集结构、防护、照明和建筑效果于一体化的“雪飞天”。

赛道要牢牢“抓住”6000m³的雪,不出现雪滑坡并且能保证表面光滑,请问是如何克服这一难题的?

孟繁星:首钢滑雪大跳台助滑区和结束区赛道与水平面夹角均为37°,雪必须借助固雪设施才能停留在赛道表面而不至于下滑。往届赛事的大跳台均为临时结构,赛道面板为木板,固定较为容易。然而,首钢滑雪大跳台赛道面板为钢板,同时,为了方便大跳台的奥运赛后利用,需保证面板的光滑,不能直接在面板上焊接构件用来固雪。如何在钢板赛道上固雪,国际上并没有先例。建筑师、结构师、体育顾问、造雪专家经过多方多轮探讨、试验后,采取在沿赛道方向每隔3m的横向钢梁上设置一排固定点(采用高强螺栓)的方式,最终完美地解决了这一难题。固定点的赛道横向间距不大于1.2m,数量共计817个。固定点比较均匀地分布于赛道表面,使得下滑力均匀地传递给主体结构。非赛时情况下,将高强螺栓、压板及疏水垫全部取走,用不锈钢螺栓封闭套筒,从而保证了非赛时赛道表面的光滑。

解密“雪飞天”的建造智慧——访筑境设计北京公司副总建筑师孟繁星

固雪点与固雪网 筑境设计/供图

​作者:王萌萌 张巍巍 丁力 孙一凡

责编:丁涛

校对:张健

监审:韩凤凤