5月17日上午， 經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審專家認(rèn)真細(xì)致地考評(píng)，國(guó)家速滑館工程以148.5分這一2019年度最高分的好成績(jī)順利通過(guò)了中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)年度杰出工程大獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審。

中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)年度杰出工程大獎(jiǎng)是由國(guó)家住建部委托中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)設(shè)立的鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)最高工程大獎(jiǎng)，其從中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)工程中選出，年度最多不超過(guò)3個(gè)項(xiàng)目。此次評(píng)審中，專家們一致認(rèn)為，國(guó)家速滑館工程設(shè)計(jì)新穎，施工難度大，質(zhì)量要求高，不僅體現(xiàn)了北京城建集團(tuán)大型企業(yè)的管理水平，而且是行業(yè)標(biāo)桿，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

“以前都是使用進(jìn)口索，使用國(guó)產(chǎn)索還得擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，何必呢？”“國(guó)外供應(yīng)商追著向你賣索，干嘛不買現(xiàn)成的，費(fèi)這么大勁呢？”……2018年1月，當(dāng)國(guó)家速滑館公司副總經(jīng)理、總工程師、集團(tuán)公司副總工程師李久林提出在國(guó)家速滑館（以下簡(jiǎn)稱速滑館）索網(wǎng)施工中應(yīng)用國(guó)產(chǎn)高釩密閉索的主張時(shí)，外界出現(xiàn)了不同的聲音和意見(jiàn)。

在他們看來(lái)，使用國(guó)產(chǎn)高釩密閉索風(fēng)險(xiǎn)大且非必要：國(guó)產(chǎn)高釩密閉索從未在建筑領(lǐng)域應(yīng)用過(guò)，更何況是要應(yīng)用到速滑館這一重大工程中；2005年建設(shè)“鳥(niǎo)巢”時(shí)，北京城建集團(tuán)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與鋼材廠家聯(lián)合攻關(guān)催生國(guó)產(chǎn)Q460鋼材是別無(wú)選擇的“背水一戰(zhàn)”，而建設(shè)“冰絲帶”本可以選擇購(gòu)買進(jìn)口索這一捷徑，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)卻選擇了一條“自找麻煩”的坎途。

此前，國(guó)內(nèi)工程建設(shè)中應(yīng)用的高釩密閉索長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，如果繼續(xù)沿用國(guó)外技術(shù)，風(fēng)險(xiǎn)低且壓力小，但進(jìn)口索價(jià)格居高不下，還會(huì)因加工、通關(guān)等導(dǎo)致供貨時(shí)間不可控，進(jìn)口索的應(yīng)用可謂受制于人。而國(guó)產(chǎn)高釩密閉索此前在礦山、纜車等領(lǐng)域已有應(yīng)用，只是在建筑領(lǐng)域尚未有應(yīng)用案例，這也說(shuō)明國(guó)產(chǎn)高釩密閉索在國(guó)內(nèi)是有一定技術(shù)儲(chǔ)備、在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化是有希望的。

既然如此，為什么還要花高價(jià)購(gòu)買進(jìn)口索呢？要是大家都這樣的話，國(guó)內(nèi)高端材料產(chǎn)業(yè)還怎么發(fā)展呢？“生產(chǎn)高釩密閉索在國(guó)內(nèi)有技術(shù)儲(chǔ)備，缺的是驗(yàn)證國(guó)產(chǎn)索可行性的載體，就看誰(shuí)肯邁出第一步。”在李久林看來(lái)，生逢偉大時(shí)代，能夠建設(shè)偉大工程，就得扛起責(zé)任、擔(dān)起風(fēng)險(xiǎn)，勇做第一個(gè)吃螃蟹的人！

在推動(dòng)高端材料國(guó)產(chǎn)化情懷的驅(qū)使下，李久林和團(tuán)隊(duì)拿出當(dāng)年攻克“鳥(niǎo)巢”國(guó)產(chǎn)Q460鋼材時(shí)的氣魄，把國(guó)內(nèi)能夠生產(chǎn)高釩密閉索的頂級(jí)廠家全部考察了個(gè)遍。在對(duì)國(guó)產(chǎn)高釩密閉索應(yīng)用歷史、技術(shù)能力等進(jìn)行摸底過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，隨著國(guó)內(nèi)加工高釩密閉索的漸進(jìn)發(fā)展，只要能做出索體外層的Z型鋼絲，就能破解高釩密閉索國(guó)產(chǎn)化的瓶頸了。

把準(zhǔn)痛點(diǎn)，精準(zhǔn)出擊。優(yōu)化Z型鋼絲拉絲技術(shù)指標(biāo)、攻關(guān)拉絲模具……項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與河北巨力聯(lián)合開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，僅用3個(gè)月便突破核心瓶頸，研制出第一根試制索。對(duì)試制索開(kāi)展彈性模量試驗(yàn)、靜載破斷試驗(yàn)、索夾滑移試驗(yàn)、Z型鋼絲特性相關(guān)試驗(yàn)等，還專門(mén)聘請(qǐng)獨(dú)立的第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)鋼索加工的每道工序進(jìn)行平行檢驗(yàn)，驗(yàn)證了國(guó)產(chǎn)索的安全性和可靠性。

為控制索體成型質(zhì)量，在進(jìn)行鋼索加工時(shí)，項(xiàng)目部派專人駐廠，從原鋼來(lái)源，到Z型鋼絲拉絲全過(guò)程，到最終的索體成型等進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)督，最終總長(zhǎng)20450米的鋼索全部一次成型。

從2018年10月21日第一車高釩密閉索運(yùn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，到2019年3月19日索網(wǎng)張拉完成，敢為人先的擔(dān)當(dāng)和嘗試使國(guó)產(chǎn)高釩密閉索在國(guó)內(nèi)大型場(chǎng)館中成功首次應(yīng)用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。

技術(shù)前進(jìn)一小步，行業(yè)跨越一大步。三亞亞沙會(huì)體育場(chǎng)等國(guó)內(nèi)各大工程紛紛“效仿”速滑館，陸續(xù)應(yīng)用上國(guó)產(chǎn)高釩密閉索，徹底打破高釩密閉索國(guó)際市場(chǎng)壟斷，進(jìn)口索壟斷優(yōu)勢(shì)不再、價(jià)格開(kāi)始下降，國(guó)內(nèi)高端材料行業(yè)再一次實(shí)現(xiàn)“并跑”。

2018年6月15日，當(dāng)首件預(yù)制弧形看臺(tái)板在構(gòu)件廠通過(guò)驗(yàn)收，蔡亞寧難掩內(nèi)心的激動(dòng)?！斑@可是國(guó)內(nèi)首例預(yù)制弧形看臺(tái)板！”建設(shè)“鳥(niǎo)巢”時(shí)是北京城建集團(tuán)構(gòu)件廠總工程師，現(xiàn)任“冰絲帶”看臺(tái)工程負(fù)責(zé)人的蔡亞寧自豪地說(shuō)。

建設(shè)“鳥(niǎo)巢”時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)出預(yù)制清水混凝土看臺(tái)板，14700塊預(yù)制看臺(tái)板拼裝出均勻連續(xù)的環(huán)形輪廓。如今，得益于“鳥(niǎo)巢”看臺(tái)板經(jīng)驗(yàn)的積累，速滑館看臺(tái)板“青出于藍(lán)而勝于藍(lán)”：實(shí)現(xiàn)變直為曲，所有曲線之處都做成了弧形，與靈動(dòng)的“冰絲帶”極為貼切。

“不僅如此，速滑館1911塊看臺(tái)板全部為預(yù)制，還做了大量預(yù)留預(yù)埋，我們還把樁基施工時(shí)剔鑿下來(lái)的樁頭粉碎制成再生骨料，用作看臺(tái)板原料，實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目的閉環(huán)綠色應(yīng)用?！辈虂唽幷f(shuō)，每塊看臺(tái)板安裝用時(shí)不超半小時(shí)，整體誤差低于2毫米，國(guó)內(nèi)預(yù)制混凝土行業(yè)質(zhì)量再一次實(shí)現(xiàn)突破。

從2018年1月22日進(jìn)場(chǎng)開(kāi)始樁基施工，到2020年1月24日除夕亮燈迎新春，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)僅用24個(gè)月便先后實(shí)現(xiàn)“冰絲帶”的精耕細(xì)作、拔地而起、天幕編織和絲帶飛舞，創(chuàng)造出卓爾不群的冬奧速度。這背后是城建鐵軍只爭(zhēng)朝夕的晝夜奮戰(zhàn)，更得益于基于平行施工的高效高精度建造。

總建筑面積9.7萬(wàn)平方米的國(guó)家速滑館要用2年時(shí)間完工，工程體量不大，但結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜：8500噸超大跨度鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架、全球跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)結(jié)構(gòu)、3360塊玻璃幕墻拼出自由流暢的天壇形曲面“外衣”、1080塊單元式屋面板與索網(wǎng)完美擬合、1.2萬(wàn)平方米的亞洲最大冰面……

“速滑館各施工環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣、施工精度要求極高，正常情況下，得在土建結(jié)構(gòu)完工后進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架施工，環(huán)桁架拼裝完、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)實(shí)量后，才進(jìn)行索的加工和施工，但若這樣按部就班地施工，工期得增加6個(gè)月，時(shí)間不允許?！睆堚f(shuō)得在進(jìn)行地上土建結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)，開(kāi)展鋼結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)的材料加工和正式施工，這種土建、鋼、索結(jié)構(gòu)平行施工的方式是與時(shí)間賽跑的“制勝法寶”。

基于平行施工思路，項(xiàng)目部將BIM技術(shù)、仿真分析與裝配式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼、索等的工廠加工、現(xiàn)場(chǎng)組裝，在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)與造汽車一樣造場(chǎng)館的智慧建造，以“南北兩側(cè)原位吊裝、東西兩側(cè)整體滑移”方式讓8500噸鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架快速就位，以“地面編網(wǎng)、整體提升、整體張拉”方式把158根鋼索精準(zhǔn)織成“天幕”。

平行施工能夠帶來(lái)速度的突破，但前所未有的風(fēng)險(xiǎn)也隨之而來(lái)：土建結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)緊密相連，傳力體系復(fù)雜，若上一環(huán)節(jié)施工精度不夠，下一環(huán)節(jié)將無(wú)法順暢銜接，如何確保每個(gè)環(huán)節(jié)施工精度？

鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架施工時(shí)會(huì)因熱脹冷縮、自重等產(chǎn)生變形，變形會(huì)有多大？索網(wǎng)提升時(shí)因自重會(huì)受力變形，變形會(huì)有多大？索網(wǎng)張拉時(shí)會(huì)帶動(dòng)環(huán)桁架變形，環(huán)桁架變形會(huì)達(dá)到什么程度、實(shí)際形態(tài)和設(shè)計(jì)值會(huì)相差多少？……諸多未知，考驗(yàn)智慧。

基于BIM模型，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架在不同焊接溫度、自重、滑移、卸載等因素下變形量進(jìn)行仿真分析，計(jì)算出變形值，在加工和施工時(shí)彌補(bǔ)變形，確保施工達(dá)到設(shè)計(jì)精度；對(duì)索網(wǎng)結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行全過(guò)程仿真分析，確定每個(gè)關(guān)鍵施工步驟對(duì)應(yīng)的索力、球鉸支座滑動(dòng)軌跡、變形等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)理論值，為索的加工和施工監(jiān)測(cè)提供依據(jù)……地下結(jié)構(gòu)施工期間，4個(gè)月的時(shí)間里，BIM建模、仿真計(jì)算分析、方案論證成為技術(shù)團(tuán)隊(duì)的“主旋律”，鋼結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)技術(shù)難點(diǎn)逐個(gè)攻破、施工方案逐步確定。

然而，對(duì)于提前開(kāi)始索的加工，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)仍有顧慮：萬(wàn)一加工出的鋼索長(zhǎng)度與實(shí)際需要不符、有誤差怎么辦？索網(wǎng)通過(guò)耳板與鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架相連，拉索耳板在環(huán)桁架卸載前已焊接完成，倘若仿真計(jì)算得出的索長(zhǎng)數(shù)值與實(shí)際有出入，或是鋼索加工精度不夠，或是環(huán)桁架施工精度不夠，最終都反應(yīng)在索長(zhǎng)精度不夠。索的長(zhǎng)度極為敏感，但凡長(zhǎng)一點(diǎn)或短一點(diǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)都沒(méi)法處理，在張拉時(shí)受力就會(huì)不均衡，輕則無(wú)法精準(zhǔn)張拉，重則可能產(chǎn)生安全事故。

在一次次方案論證中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和廠家聯(lián)合研發(fā)出一種索長(zhǎng)誤差消納機(jī)制：在每根索的兩端安裝像套筒一樣的調(diào)節(jié)螺桿，每端都可通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)螺桿對(duì)索長(zhǎng)進(jìn)行10公分的微調(diào)，以此消除實(shí)測(cè)實(shí)量后存在的索長(zhǎng)誤差。

“如果沒(méi)有索長(zhǎng)誤差消納機(jī)制，誰(shuí)也不敢百分百斷定仿真分析是完全精準(zhǔn)的，誰(shuí)也不敢下令開(kāi)始索的加工?！痹?xiàng)目總工程師史自衛(wèi)說(shuō)為確保平行施工萬(wàn)無(wú)一失，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)既下“先手棋”，也留“后手牌”，憑借索長(zhǎng)誤差消納機(jī)制破解了平行施工存在的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)。

2018年7月到11月，如果能在30多米的高空俯瞰2萬(wàn)平方米的施工現(xiàn)場(chǎng)，以橢圓形的混凝土框架為空間分界線，場(chǎng)內(nèi)、場(chǎng)外平行施工拼出的速度一目了然：地上混凝土框架晝夜搶工時(shí)，場(chǎng)外東西車庫(kù)頂板上鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架拼裝及滑移胎架搭設(shè)井然有序、場(chǎng)內(nèi)預(yù)制看臺(tái)板吊裝見(jiàn)縫插針；地上混凝土結(jié)構(gòu)全部完工時(shí)，場(chǎng)外東西兩側(cè)環(huán)桁架拼裝完成即將開(kāi)始滑移、場(chǎng)內(nèi)預(yù)制看臺(tái)板吊裝接近尾聲；場(chǎng)外環(huán)桁架滑移過(guò)半時(shí)，框架上南北兩側(cè)環(huán)桁架吊裝過(guò)半，場(chǎng)內(nèi)開(kāi)始地面編索；環(huán)桁架成功合龍對(duì)接成橢圓形整體時(shí)，地面編索完成，即將開(kāi)始索網(wǎng)提升張拉；…………

場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)外平行施工、時(shí)間空間無(wú)縫銜接，整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)如同一個(gè)區(qū)域分工明確的總裝廠，僅用4個(gè)月就完成原本按照順序施工需10個(gè)月的工程量?！白疃嗟臅r(shí)候三個(gè)專業(yè)同時(shí)施工，近40臺(tái)機(jī)械設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，就怕各專業(yè)之間相互搶場(chǎng)地、機(jī)械發(fā)生碰撞?！蓖两?、預(yù)制看臺(tái)板、鋼、索結(jié)構(gòu)平行施工期間，項(xiàng)目生產(chǎn)副經(jīng)理駱建坡協(xié)調(diào)量暴增，每天都得重新排布各專業(yè)具體施工部位、材料進(jìn)場(chǎng)、吊車使用優(yōu)先級(jí)等，口干舌燥、嗓子沙啞已是常態(tài)。

“看不到檢測(cè)數(shù)據(jù)，我堅(jiān)決不簽字?！?7歲的城建老兵、項(xiàng)目安全總監(jiān)田寶新是個(gè)急脾氣，但每次審批施工方案卻數(shù)他最慢，私下里，很多人都說(shuō)“方案審批田總這一關(guān)不好過(guò)”，這一次，鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架滑移前的審批方案又是卡在了他這里。

此時(shí)，兩段長(zhǎng)181.9米、寬40.5米的環(huán)桁架如同“巨龍”盤(pán)踞在東西車庫(kù)頂板，即將與已原位拼裝成形的南北兩側(cè)環(huán)桁架“會(huì)師”。對(duì)于田寶新的“?”，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)給予了最大限度的理解和支持，他們深知這是對(duì)施工安全的負(fù)責(zé)和保障。很快，田寶新看到了檢測(cè)數(shù)據(jù)，確認(rèn)無(wú)誤后，他在審批方案上簽了字。

2018年11月16日上午9時(shí)，天公作美，天朗氣清。16個(gè)液壓千斤頂如同液壓機(jī)器人同時(shí)發(fā)力，推動(dòng)西側(cè)環(huán)桁架以每秒0.5毫米的速度向前滑移。龐然大物的動(dòng)作可謂“驚天動(dòng)地”，初見(jiàn)這種陣勢(shì)的人都捏著一把汗。而原項(xiàng)目生產(chǎn)副經(jīng)理、曾參與“鳥(niǎo)巢”鋼結(jié)構(gòu)施工的高樹(shù)棟卻成竹在胸。

此前，項(xiàng)目部已對(duì)環(huán)桁架、滑移胎架、滑移軌道、軌道支撐架等滑移方案進(jìn)行嚴(yán)密的模擬仿真計(jì)算。平行施工思路下，東西兩側(cè)各2750噸重的環(huán)桁架將分別分兩段滑移到位。

“第一段是低空軌道滑移，由胎架拖著環(huán)桁架在位于地面的軌道上滑移，東西兩側(cè)各滑移18米和58米；第二段是高空軌道滑移，胎架留在主體結(jié)構(gòu)外，環(huán)桁架在高空軌道單獨(dú)滑移到主體結(jié)構(gòu)上，東西兩側(cè)各滑移29米。”高樹(shù)棟說(shuō)這是國(guó)內(nèi)首次以高低空接力方式進(jìn)行的一次滑移，這種方式既能規(guī)避在東西車庫(kù)頂板大量安裝高空胎架承載力不夠的難題，還能節(jié)省支撐材料的用量。

環(huán)桁架平滑移動(dòng)、在高低空軌道順暢過(guò)渡、平穩(wěn)落位后精準(zhǔn)合龍，是高樹(shù)棟關(guān)注的重中之重：低軌滑移階段，4組滑移胎架如同4個(gè)“板凳”拖著環(huán)桁架，每個(gè)“板凳腿”邊各有一個(gè)液壓千斤頂，推著“板凳”向前滑移，4個(gè)“板凳”的滑移若不同步，可能會(huì)卡住，甚至出現(xiàn)傾覆等事故；如此一個(gè)龐然大物，在下滑移軌道滑移一定距離后，得嚴(yán)絲合縫地過(guò)渡到上滑移軌道，如果在對(duì)接時(shí)有高差，可能會(huì)卡住推不動(dòng)；滑移軌道高于混凝土勁性柱，當(dāng)環(huán)桁架滑移到勁性柱上方時(shí)比設(shè)計(jì)位置高出8公分，與南北兩側(cè)環(huán)桁架不在同一水平面，得先落位到設(shè)計(jì)標(biāo)高，才能與南北兩側(cè)環(huán)桁架合龍。若各部位落位速度不均，環(huán)桁架兩端接口處可能產(chǎn)生翹起、錯(cuò)動(dòng)，影響精準(zhǔn)合龍；同時(shí)，環(huán)桁架截面有7根主弦桿和12根腹桿，規(guī)格多樣的桿件更是增加了合龍難度。

“同步性是整個(gè)滑移的核心，既關(guān)乎滑移精度，也關(guān)乎滑移安全?！备邩?shù)棟說(shuō)，為確保滑移同步性，項(xiàng)目部設(shè)立了雙保險(xiǎn)：通過(guò)位移傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滑移進(jìn)度并進(jìn)行微調(diào)；通過(guò)全站儀實(shí)時(shí)檢測(cè)各測(cè)點(diǎn)移動(dòng)數(shù)值，在每條軌道上每隔5公分標(biāo)記刻度線，每滑移一步進(jìn)行一次微調(diào)，每滑移10米后暫?；?，用全站儀進(jìn)行一次全方位的校核和調(diào)整。

滑移期間，一撥人緊盯千斤頂數(shù)控中心，一撥人拿著全站儀、鋼卷尺在環(huán)桁架下測(cè)量，成為冬日里確保龐然大物前進(jìn)精度的最美身影。采取沙箱卸載方式在8個(gè)點(diǎn)位同步卸載，確保環(huán)桁架平穩(wěn)均勻下降；在每個(gè)合龍口設(shè)置約10米長(zhǎng)的嵌補(bǔ)分段，在卸載完成后現(xiàn)場(chǎng)吊裝，為彌補(bǔ)誤差留出調(diào)節(jié)空間……7天滑移，7天卸載，2018年11月30日，當(dāng)最后一根桿件精準(zhǔn)就位，8500噸環(huán)桁架成功合龍，合龍口間隙不超過(guò)1公分，構(gòu)件錯(cuò)邊不超過(guò)2毫米，精度超乎項(xiàng)目部想象。

但這時(shí)的鋼結(jié)構(gòu)還不算完全意義上的施工完成：安裝在48根勁性柱頂部，連接勁性柱與環(huán)桁架的48個(gè)球鉸支座還未焊死，環(huán)桁架尚未鎖定形成固定形態(tài)?！俺L(zhǎng)軸方向4個(gè)球鉸支座有限位措施限定移動(dòng)范圍外，其他球鉸支座在水平方向是可以自由滑動(dòng)的?！笔纷孕l(wèi)說(shuō)這種巧妙的設(shè)置主要是考慮到索結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和勁性柱之間力的傳導(dǎo)，為變形留出空間，避免索網(wǎng)和環(huán)桁架變形對(duì)勁性柱施加過(guò)大的力。

勁性柱幾乎是整個(gè)場(chǎng)館的支撐，托舉起環(huán)桁架以上所有重量。索結(jié)構(gòu)與環(huán)桁架、環(huán)桁架與勁性柱之間“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，受力會(huì)從索網(wǎng)層層傳導(dǎo)至勁性柱。索網(wǎng)在張拉、荷載時(shí)會(huì)帶動(dòng)環(huán)桁架變形，若環(huán)桁架已鎖定，所有變形都會(huì)傳導(dǎo)至勁性柱，受力過(guò)大的勁性柱甚至可能被扯斷?！斑@種層層傳導(dǎo)的受力體系決定不能立即焊死球鉸支座?！笔纷孕l(wèi)說(shuō)這也決定球鉸支座鎖死的條件非常苛刻：氣溫在10~20度、屋面索和幕墻索張拉完成、索網(wǎng)荷載完成，三個(gè)條件缺一不可。

國(guó)家速滑館屋面支撐用柔性的索網(wǎng)代替純鋼結(jié)構(gòu)，用鋼量只占傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)屋面的1/4，既節(jié)能又美觀。索網(wǎng)南北向最大跨度198米、有穩(wěn)定索30對(duì)，東西向最大跨度124米、有承重索49對(duì)，外加120根幕墻索，索體總長(zhǎng)20450米，是目前全球跨度最大、規(guī)模最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

“這就為索網(wǎng)施工帶來(lái)極大挑戰(zhàn)，為此我們采用‘地面編網(wǎng)、整體提升、整體張拉’的方式施工?！睆堚f(shuō)這種方式在編網(wǎng)階段把高空作業(yè)變?yōu)榈涂兆鳂I(yè)，創(chuàng)造了與鋼結(jié)構(gòu)平行施工的可能，也降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。展索、編網(wǎng)、提升、張拉、荷載，處處有門(mén)道，步步得精心。

地面編網(wǎng)精度決定著索網(wǎng)提升張拉的成敗，精準(zhǔn)把控索夾位置和擰緊力是確保編網(wǎng)精度的關(guān)鍵。“索夾的作用是固定，每個(gè)索夾下層固定一對(duì)承重索、上層固定一對(duì)穩(wěn)定索，確保每根索在索網(wǎng)提升張拉過(guò)程中不會(huì)滑動(dòng)、受力均衡。”高樹(shù)棟說(shuō)1142個(gè)索夾以4米的間距分布，將158根索串聯(lián)固定形成一張巨大的索網(wǎng)。

索網(wǎng)的空間馬鞍形態(tài)導(dǎo)致每個(gè)索夾都一定的方向和傾斜度，這就要求每個(gè)索夾必須“對(duì)號(hào)入座”；并且但凡有一個(gè)索夾擰緊力與設(shè)計(jì)值不符，索網(wǎng)張拉時(shí)就會(huì)因受力不均產(chǎn)生變形甚至造成事故。

“在工廠下料時(shí)，索夾的位置就要清晰地標(biāo)記到索上?！备邩?shù)棟說(shuō)他們通過(guò)仿真分析計(jì)算出每根索在達(dá)到設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度和索力，加工廠在拉力機(jī)上將每根索拉到設(shè)計(jì)力值狀態(tài)后，標(biāo)記鎖夾位置、確定索長(zhǎng)，隨后剪斷成索。

“索夾驗(yàn)收容不得半點(diǎn)馬虎，一個(gè)都不能放過(guò)?！弊詈笠粋€(gè)索夾剛一安裝到位，項(xiàng)目副總工程師張雷和測(cè)量員拿著盒尺和扭矩扳手，彎著腰對(duì)索夾位置、擰緊力逐個(gè)驗(yàn)收，從日出到日落，一天的緊張驗(yàn)收讓人腰疼，但也讓大家吃了顆定心丸。

2018年12月30日，經(jīng)過(guò)45天的“穿針引線”，一張長(zhǎng)198米、寬124米的巨型大網(wǎng)在地面編織完成。此時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架也已合龍。

對(duì)158根索連接耳板的坐標(biāo)、傾角等進(jìn)行實(shí)測(cè)實(shí)量，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算索長(zhǎng)偏差，根據(jù)偏差值調(diào)整索兩端調(diào)節(jié)螺桿將索調(diào)整到實(shí)際所需長(zhǎng)度；對(duì)304套液壓千斤頂逐個(gè)檢查……測(cè)量、計(jì)算、調(diào)差、檢查，技術(shù)準(zhǔn)備、安全措施有條不紊，索網(wǎng)將在液壓千斤頂?shù)摹袄А毕?，先提升后張拉，緩緩與鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架“會(huì)師”。

索網(wǎng)提升張拉過(guò)程實(shí)則先提升承重索，“托著”穩(wěn)定索上升，再?gòu)埨€(wěn)定索，帶動(dòng)承重索和幕墻索被動(dòng)張拉。穩(wěn)定索的張拉關(guān)系著施工成敗，然而在張拉方式上，項(xiàng)目部同設(shè)計(jì)、監(jiān)理產(chǎn)生了分歧。

按照設(shè)計(jì)要求，索網(wǎng)張拉時(shí)無(wú)論張拉距離多長(zhǎng)，都要分8步完成?！叭绻@樣，每一對(duì)索每一步的張拉距離都不一樣，不具備實(shí)操性，而且在前期索網(wǎng)松弛階段也等比例張拉是沒(méi)有必要的。”高樹(shù)棟說(shuō)，項(xiàng)目部“先初張拉、再穩(wěn)定張拉”的方案從未應(yīng)用過(guò)，在與設(shè)計(jì)、監(jiān)理多次切磋無(wú)果后，項(xiàng)目部頂著巨大壓力做“第一個(gè)吃螃蟹的人”。

根據(jù)項(xiàng)目部方案，在索網(wǎng)由松弛到繃緊的初張拉階段，張拉一步到位、不再分步；當(dāng)索網(wǎng)繃上勁后，開(kāi)始穩(wěn)定張拉，這時(shí)便按照3公分一步的方式進(jìn)行。30對(duì)穩(wěn)定索的穩(wěn)定張拉距離從6公分到37公分不等，快則兩三步張拉到位，最慢也只需8步。

張拉過(guò)程中確保每根索同步、均衡受力是確保索網(wǎng)安全的關(guān)鍵和難點(diǎn)，可謂“步步驚心”。在索網(wǎng)施工微信群里，不論清晨還是深夜，項(xiàng)目、業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、分包人員對(duì)索力、距離、索網(wǎng)位形等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)“健康監(jiān)測(cè)”，將實(shí)際數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)反復(fù)比對(duì)，每個(gè)數(shù)字都分毫不差后才進(jìn)行下一步張拉。

經(jīng)過(guò)2天的穩(wěn)步張拉，2019年3月19日上午10時(shí)，索網(wǎng)張拉完成，整個(gè)索網(wǎng)變成壯觀穩(wěn)固的馬鞍形“天幕”，項(xiàng)目部獨(dú)創(chuàng)的張拉方法被評(píng)定為“達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。索網(wǎng)的成功張拉也填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大噸位、大面積、超大跨度單層正交索網(wǎng)同步張拉技術(shù)空白，為今后特大跨度索網(wǎng)施工提供了范例。

按照原定計(jì)劃，該焊死48個(gè)球鉸支座、鎖定環(huán)桁架，開(kāi)始屋面和幕墻施工了。然而，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在最初設(shè)定的氣溫10~20度、屋面索和幕墻索張拉完成的基礎(chǔ)上，又為鎖定環(huán)桁架增加了一個(gè)必備條件：索網(wǎng)屋面荷載完成。

索網(wǎng)張拉階段，環(huán)桁架在勁性柱上的水平移動(dòng)肉眼可見(jiàn)。索網(wǎng)上屋面板重達(dá)1000噸，若直接安裝屋面板，會(huì)導(dǎo)致索網(wǎng)變形、帶動(dòng)環(huán)桁架變形，最終將力傳導(dǎo)至勁性柱。如果在此之前把48個(gè)球鉸支座焊死，一旦環(huán)桁架變形過(guò)大，則可能把勁性柱扯斷。為避免可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，得在索網(wǎng)上模擬屋面荷載，隨著屋面板的安裝逐步置換、撤除配重，使索網(wǎng)始終保持在穩(wěn)定的受力狀態(tài)。

而這又帶來(lái)新的難題：怎樣簡(jiǎn)便快捷地模擬重達(dá)1000噸的屋面板？是在索網(wǎng)上放配重還是在網(wǎng)下掛配重？掛配重的話，掛什么？鐵塊？沙袋？抑或其他？

經(jīng)過(guò)反復(fù)論證，項(xiàng)目部決定以掛配重的方式進(jìn)行荷載，而水桶容易加減水量、更能經(jīng)受風(fēng)吹日曬的優(yōu)點(diǎn)使其成為配重首選。653個(gè)水桶從索網(wǎng)上垂吊而下，使現(xiàn)場(chǎng)有種“萬(wàn)條垂下鋼絲絳”的美感。

“索網(wǎng)施工非常完整，滿足設(shè)計(jì)要求，同意鎖定環(huán)桁架?！?019年4月26日，晴空萬(wàn)里，氣溫適宜，環(huán)桁架鎖定驗(yàn)收會(huì)讓項(xiàng)目部備受振奮。

一聲令下，焊花飛舞。不到一天，48個(gè)球鉸支座焊接完成，鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架與勁性柱牢牢鎖定形成固定狀態(tài)，與鋼、索緊密相連的屋面和幕墻可以開(kāi)始施工了！

“運(yùn)動(dòng)員在速滑館冰面上是要破世界紀(jì)錄的，屋面一滴水都不能漏，屋面防水材料選擇雖然時(shí)間緊迫，但得慎之又慎。”2019年夏日正午，烈日曝曬，在現(xiàn)場(chǎng)看完防水材料樣板后，史自衛(wèi)再次叮囑技術(shù)團(tuán)隊(duì)要認(rèn)真觀察各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

為適應(yīng)柔性索網(wǎng)容易變形的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)方將最初設(shè)定的直立鎖邊金屬屋面調(diào)整為擬合索網(wǎng)網(wǎng)格形態(tài)的單元塊屋面，每個(gè)單元塊之間留有9公分縫隙，為適應(yīng)索網(wǎng)變形留出空間。但這樣的調(diào)整為項(xiàng)目帶來(lái)棘手難題：防水材料在縫隙處是不能斷裂、必須整體鋪設(shè)的，單元塊屋面體系下屋面防水該怎么做？

最初，針對(duì)金屬屋面形式，項(xiàng)目部選定了TPO材質(zhì)的防水材料。新型屋面體系下，若防水材料做成平的，TPO材料受自身特性所限，適應(yīng)不了縫隙變形；“防水材料在縫隙處鼓起來(lái)或凹下去能為自身變形留出余量。但若鼓起來(lái)，就成一壟一壟的，屋面會(huì)存水；若凹下去，也不易排水。”史自衛(wèi)說(shuō)這意味著應(yīng)用TPO材料不再可行。

隨即，項(xiàng)目部把目標(biāo)瞄向了變形適應(yīng)性強(qiáng)的EPDM材質(zhì)防水材料，但EPDM材料行業(yè)應(yīng)用度低，到底能不能適應(yīng)索網(wǎng)變形？是用國(guó)產(chǎn)材料還是進(jìn)口材料？項(xiàng)目部沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可循。

從2018年12月到次年8月，“做實(shí)驗(yàn)”成為破解之道?！巴ㄟ^(guò)仿真計(jì)算，屋面9公分的縫隙最大變形是2公分，我們選取5公分寬、9公分長(zhǎng)的防水材料拉長(zhǎng)2公分，循環(huán)往復(fù)做了2萬(wàn)次來(lái)回拉伸實(shí)驗(yàn)，觀察材料是塑性變形還是彈性變形?！笔纷孕l(wèi)說(shuō)，2萬(wàn)次拉伸試驗(yàn)驗(yàn)證了EPDM材料的可行性。

緊接著，項(xiàng)目部又選取3個(gè)廠家制作1:1的實(shí)體樣板放到施工現(xiàn)場(chǎng)，觀察其在經(jīng)歷風(fēng)吹日曬后的性能，經(jīng)過(guò)近2個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，最終確定了防水體系和做法，為屋面防水的“滴水不漏”奠定基礎(chǔ)。

“最后一個(gè)單元塊模型終于搞定！”歷經(jīng)3個(gè)月的深化設(shè)計(jì)，1080塊屋面單元板塊最終確定。項(xiàng)目BIM團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人蘇李淵和團(tuán)隊(duì)年輕的伙伴們一起吃了一頓湘菜、嗦了一碗米粉，犒勞這一段不斷崩盤(pán)再?gòu)?fù)盤(pán)的日子。

“這種時(shí)間和精力的花費(fèi)是值得的，也是屋面施工的必經(jīng)之路?！碧K李淵說(shuō)，索網(wǎng)張拉后每一個(gè)“方格”的空間形態(tài)都不一樣，使本應(yīng)呈1/4對(duì)稱的單元板塊尺寸、形態(tài)各異，而且有540塊單元板塊是帶天窗、帶天溝、同時(shí)帶天窗和天溝等的復(fù)雜造型，如果不通過(guò)BIM深化設(shè)計(jì)得出數(shù)據(jù)，是無(wú)法進(jìn)行加工定制的。

“如果沒(méi)有BIM技術(shù)，很多專業(yè)是沒(méi)有辦法施工的。”項(xiàng)目現(xiàn)總工程師羅惠平說(shuō)從對(duì)嵌套坑施工、勁性柱穿筋等進(jìn)行三維交底，到鋼結(jié)構(gòu)、索網(wǎng)、屋面、幕墻和機(jī)電建模與施工模擬，基于BIM技術(shù)的智慧建造讓“冰絲帶”從圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

“環(huán)繞場(chǎng)館盤(pán)旋的22條燈管就是我們所說(shuō)的‘冰絲帶’，這22條‘冰絲帶’就像運(yùn)動(dòng)員高速滑動(dòng)時(shí)留下的冰刀軌跡，也將呈現(xiàn)精彩的燈光秀，但燈管中的燈帶位置卻大有講究?！敝钢z帶樣板，張怡說(shuō)2.5厘米寬的燈帶不是簡(jiǎn)單地放置在直徑4厘米的燈管空間內(nèi)，而是專門(mén)安裝在兩片玻璃交合處一毫米的縫隙上，隨后不斷調(diào)試燈帶角度，使燈光恰好通過(guò)兩層玻璃間的彩釉層導(dǎo)出，最終呈現(xiàn)柔和的燈光效果。

對(duì)玻璃材質(zhì)反復(fù)比選，選用半鋼化玻璃降低玻璃自爆率；對(duì)玻璃幕墻與S型鋼龍骨連接點(diǎn)形式反復(fù)研討，在連接點(diǎn)設(shè)置上引入誤差消納機(jī)制，確保玻璃幕墻既穩(wěn)定精準(zhǔn)安裝在S型鋼龍骨上，又有適應(yīng)S型鋼龍骨變形的空間；利用全站儀、激光掃描儀對(duì)S型鋼龍骨、玻璃幕墻隨安隨驗(yàn)、反復(fù)微調(diào)……精益求精的追求，使3360塊形態(tài)各異的玻璃幕墻以小于5毫米的誤差，拼接出美輪美奐的天壇造型。

盯著B(niǎo)IM模型中復(fù)雜的機(jī)電管線，項(xiàng)目機(jī)電副經(jīng)理唐馨庭陷入深思，他遇到從業(yè)21年來(lái)的最大挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)來(lái)自于如何讓管隨網(wǎng)動(dòng)、適應(yīng)索網(wǎng)變形。在溫度、風(fēng)力等因素下，索網(wǎng)屋面最大會(huì)產(chǎn)生近50公分的變形，而索網(wǎng)下方安裝有除濕風(fēng)管、屋面雨水排水管等管線，這些管線得能適應(yīng)索網(wǎng)變形；

挑戰(zhàn)來(lái)自于專業(yè)賽事對(duì)環(huán)境的要求。1.2萬(wàn)平方米的亞洲最大冰面上要舉辦短道速滑、冰球等各類比賽，不同競(jìng)賽項(xiàng)目對(duì)冰面硬度和場(chǎng)館風(fēng)速、濕度、照明等要求不同，得在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)冰面轉(zhuǎn)換和環(huán)境調(diào)整；

挑戰(zhàn)來(lái)自于速滑館橢圓形造型和有限的空間。在地下兩層總長(zhǎng)僅為526米、488米的主環(huán)廊和管溝內(nèi)，要密布22根總長(zhǎng)超1萬(wàn)米的機(jī)電管線；在密密麻麻的鋼管組成的環(huán)桁架內(nèi)，72根機(jī)電管線“見(jiàn)縫插針”穿插其中，這些管線還要擬合場(chǎng)館橢圓形狀進(jìn)行弧形安裝，可謂挑戰(zhàn)巨大。

依托BIM對(duì)管線走向精準(zhǔn)排布、通過(guò)變形監(jiān)測(cè)有針對(duì)性地進(jìn)行變形補(bǔ)償、靠匠心妙手讓各類管道在環(huán)桁架內(nèi)穿梭延伸……縱橫分布的血管逐步打通，富有生命力的場(chǎng)館即將成型。

“我們不只是在建樓，更是在雕刻藝術(shù)品?！睘樽尅氨z帶”早日舞動(dòng)雙奧之城，雙奧建設(shè)者正不舍晝夜、匠心打磨。當(dāng)2022年北京重燃奧運(yùn)圣火時(shí)，一屆精彩、非凡、卓越的奧運(yùn)盛會(huì)將在中華大地精彩上演。

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