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首鋼滑雪大跳臺——世界首例永久性保留和使用的滑雪大跳臺場館
教務部 2022-02-08

2022

冬奧場館專題

北京將是世界上首個夏季奧運會和冬季奧運會都舉辦過的“雙奧之城”。2022年冬奧會場館建設的一大特點,就是最大程度上使用了2008年夏季奧運會的遺產。那些大家耳熟能詳?shù)睦蠄鲳^、老地方進行了全新的設計、改造、提升,同時還出現(xiàn)了一批能夠兼顧夏季運動和冬季運動的場館界的“變形金剛”。這些凝結著建設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構建設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)設施及廠房。

大跳臺主體結構為鋼結構,呈西北-東南方向布局,主體結構長度160m,最大寬度30m,高度60.05m,賽道結構彎折飄逸。


設計靈感及理念?

01

建筑設計靈感

首鋼滑雪大跳臺的設計靈感來源于中國非常知名的世界文化遺產敦煌壁畫中“飛天”造型里飄帶那一部分。“飛天”的含義與滑雪大跳臺項目的英文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

模塊化的賽道轉換體系設計靈感

 模塊化的賽道轉換體系設計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,其主要的原因就是金剛石分子的正四面體排列。從結構幾何的角度,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,達到設計師所需要的狀態(tài),就好像魔尺一樣,哪怕就是一個三角形的塊兒,各種模塊組合在一起,可以拼成各種形狀。


?清華建筑設計研究院有限公司


設計、施工技術亮點、難點?

01

項目主要難點   

首鋼單板滑雪大跳臺主體結構為鋼桁架結構,主要結構形式包括斜箱形格構柱,變截面V形箱型柱,賽道鋼桁架等。

結構構件截面形式多樣且形狀復雜,鋼板較厚使得焊接難度大,焊接過程中變形控制要求高。整體結構復雜,構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的獨立建筑,其受自然風影響較大,賽道防風是保障比賽順利進行的關鍵,也是本項目難點之一。


02

設計的主要亮點 

首鋼滑雪大跳臺的設計亮點主要有三個地方:選址、結構本身和永久跳臺能夠適應將來競賽剖面的變化。

選址方面:首鋼滑雪大跳臺項目選址中奧運場館和工業(yè)遺產相結合,永久性坐落在工業(yè)遺產里,這是全世界第一例。

結構本身方面:單板大跳臺“Big Air”這項運動從出現(xiàn)至今不到40年,它的場館建設基本就是依賴在修高速、高架橋的時候,把鋼腳手架堆成結構曲線的樣子,運動員就在上面比賽,比賽結束之后就把結構拆掉。單板大跳臺項目場館一般都是建設在城市中心廣場里,這是第一次在工業(yè)遺產里采用永久的鋼結構做法。一方面要確保它足夠的輕盈,體現(xiàn)出永久建設的好處,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的設施,每一次搭完可以有不一樣的效果。

此外,可持續(xù)發(fā)展理念融進設計的方方面面。整個大跳臺比賽項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)。另外大跳臺結束區(qū)的部分做成了能夠進行各種各樣的文藝演出的區(qū)域,同時它旁邊還有很多設施,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  

 在工程施工準備階段采用“大部件模塊化分段技術”,結構設計中采用了模塊化的賽道轉換體系,模塊和模塊之間的連接是一個關鍵。

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、螺栓球節(jié)點。因為需要組裝還需要拆卸,所以不能用焊接的方式,只能用機械的方式。后來發(fā)現(xiàn),以上種節(jié)點方式雖然可行,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。  

同時為了把模塊節(jié)點設計輕量化,這個四面體節(jié)點是用四塊鋼板拼接而成,中部是空的,而且模塊和節(jié)點的連接采用的是高強螺栓。高強螺栓預應力的施加方式,采用了設計團隊研發(fā)的一個特別工具。如果隨著后期模塊能夠推廣應用的話,這個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)點的安全度是比較高的,從目前節(jié)點的承載能力和它所需要的受力來講,應該是兩倍的關系,也就是安全系數(shù)可以達到2.0以上。

?清華建筑設計研究院有限公司


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目場館。

自由式滑雪項目包括空中技巧、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,不同小項各具特色。單板滑雪比賽共設有男女U型場地技巧、坡面障礙技巧、平行大回轉、大跳臺和障礙追逐等項目,單板滑雪項目的大跳臺比賽在北京賽區(qū)的首鋼滑雪大跳臺進行,其余小項在張家口賽區(qū)的云頂滑雪公園進行一共產生11枚金牌,其中障礙追逐混合團體比賽是北京冬奧會新增小項

選手從大跳臺滑下后,將完成空翻,回轉等技術動作。冬奧會時,首鋼滑雪大跳臺將產生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,可承辦國內外大跳臺項目體育比賽,成為專業(yè)運動員和運動隊訓練場地,青少年后備人才選拔基地,賽事管理人員訓練基地等,直接服務中國冰雪運動發(fā)展。同時,首鋼滑雪大跳臺成為向公眾開放的北京冬奧會標志性景觀地點和休閑健身活動場地,變身服務大眾的體育主題公園。




參考資料

[1] 北京冬奧會比賽場館首鋼滑雪大跳臺建設完成. 新華網官網

[2] 首鋼滑雪大跳臺項目開建 冬奧會后助力大眾冰雪運動推廣. 北京日報

[3]【冬奧工程巡禮】第6期:首鋼單板滑雪大跳臺建造關鍵技術. 施工技術

[4]“結構有約”第9期丨北京冬奧組委桂琳處長:這場冬季的盛宴,我們已經準備好了. 建筑結構

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

[6] “結構有約”第11期丨清華院楊霄:冬奧首鋼大跳臺可變剖面賽道轉換技術巧思. 建筑結構

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

來源:建筑結構