北京奧林匹克森林公園之西，北京冬奧會唯一新建冰上競賽場館國家速滑館"冰絲帶"已經整體亮相，與相鄰的鳥巢、水立方相互映襯，共同組成北京這座世界上首座"雙奧之城"的標志性建筑群。

國家速滑館"冰絲帶"

沿著國家速滑館外墻曲面，3360塊玻璃拼接營造出靈動飄逸的22條絲帶，猶如速滑運動員在冰上劃過的痕跡，象征速度和激情。這座場館有個浪漫的名字——冰絲帶。

這座新建場館冬奧會期間將承擔速度滑冰項目的比賽和訓練。冬奧會后，這里將成為以冰雪運動為核心，全面促進全民健身、體育消費的新型城市文體綜合體。

符合冬奧比賽要求的多功能超大二氧化碳直接蒸發制冷制冰系統是'冰絲帶'最引以為傲的'秘密武器'。這套系統能滿足不同冰上運動的需求。

國家速滑館"冰絲帶"

這項制冰制冷技術，不僅能夠為冬奧會比賽提供溫度高度均衡的冰面，通過場館的智能能源管理系統，還能夠把制冷產生的廢熱用于除濕、冰面維護、場館生活熱水等，全冰面模式下每年僅制冷部分就能節省200多萬千瓦時電。

這是一塊可持續的冰面。速滑館冰面采用分模塊控制單元，根據不同項目分區域、分標準進行制冰。平時可容納超過2000名市民同時開展冰球、速度滑冰、花樣滑冰、冰壺等冰上運動。

在國家速滑館不遠處是2008年北京奧運會經典場館——水立方，也是2022年冬奧會極具代表性的改造場館，將舉辦冰壺和輪椅冰壺比賽項目。

水立方

在游泳中心辦冰壺比賽，水面和冰面怎樣切換？通過在泳池內安裝可拆卸鋼結構，再在鋪設好的混凝土預制板上安裝可拆裝的制冰系統及配套管線，實現泳池到冰壺賽道的轉換。為實現這一方案，水立方進行了場地結構、溫度、濕度、照明、聲學等多方面的定向科研攻關。

從"冰絲帶"內部仰望"天幕"，帶給人們一種身處鋼筋森林般的震撼。作為2022年北京冬奧會的標志性工程，有著"冰絲帶"昵稱的國家速滑館僅用時8個月就實現了主體結構封頂。而到2019年年底，國家速滑館將實現封頂封圍。屆時，22條"冰絲帶"將在奧林匹克公園飛舞。

這里，就像是一片室內"鋼筋森林"，偌大的鋼索網是森林的頂蓋，從高空垂吊下來的517根鋼絲繩是森林里的樹木，而站在設備之上、在高空中作業的建設工人們，就是森林的養護人。從地面仰望，鋼索網已經呈現出不規則的拱形，"萬條垂下鋼絲絳"，整個結構構成了壯觀的"天幕"。我們都知道，國家速滑館的屋面，是世界體育館場館中規模最大的單層雙向正交馬鞍形索網屋面，索網建設難度也是首屈一指的。生根于碗狀看臺頂部周圈環桁架上的鋼索網結構，最大跨度是198米×124米，總重量則有968噸。

這么大的重量、這種形狀的提升在國內尚屬首次，一切都是摸著石頭過河。"從索的深化、索具的加工，到索夾的制造、結構拼裝，所有工序都是邊研究邊找方案。

由于造型不規則，鋼索網的所有拼裝工作都是在地面完成，然后再采用液壓千斤頂，一點點、一點點地整體提升，在空中找形。屋面變形，是提升過程中要考慮的關鍵因素。而且，擱在混凝土柱上的8500噸環桁架也會在提升張拉中跟隨變形。為了穩定受力，屋面東西方向采用了49對承重索，南北方向采用了30對穩定索，承重索和穩定索都采用雙索。而為了節約工期，在屋面提升階段，就將高空屋面的配重置換到索網之下，也就是垂吊下來的那517根鋼絲繩，以為玻璃幕墻的尺寸測量留出時間。，22條"冰絲帶"就將在奧林匹克公園飛舞，屆時，世界首個"雙奧之城"的標志性建筑群將呈現在市民面前。

速滑館亮點

3360塊玻璃幕 3359種尺寸

如果說，建設屋面是在給建筑"戴帽子"，安裝玻璃幕墻就是給建筑物"穿外衣"的關鍵一環。玻璃幕墻的安裝，也是速滑館建設任務中的重中之重。

面積約7000平方米的這3360塊幕墻玻璃，實話實說，只有兩塊玻璃幕墻的尺寸是一樣的，其他的玻璃幕墻，每一塊的尺寸都不相同。3359種尺寸，意味著每一塊玻璃幕墻都要實地測量后再去工廠定制化加工，而只有當環桁架的位置固定后，才能派人去現場實測。

幕墻拉索是在環桁架外側周圍的，所以，環桁架的坐標不確定，幕墻拉索和連接點的坐標也確定不了。屋面索網張拉時，環桁架會跟隨變形，連接節點也會跟著位移，而在設計之初，就要求幕墻拉索和S形龍骨必須嚴絲合縫地連接，為了打造出完美的造型，一毫米也不能差，都是一環扣一環的。

"冰絲帶"擁有亞洲最大冰面

建筑面積約8萬平方米的國家速滑館"冰絲帶",設計理念來自于一個冰和速度結合的創意，沿著外墻曲面由高到低盤旋而成的"冰絲帶"，就像是速度滑冰運動員高速滑動時所留下的一圈圈風馳電掣的軌跡，而"22"這個數字又代表著北京2022年冬奧會的年份。

除了擁有規模最大的單層雙向正交馬鞍形索網屋面之外，國家速滑館還擁有一個最——亞洲最大的冰面，冰面面積有1.2萬平方米。全冰面的設計，也讓這里可以在賽后實現速度滑冰、短道速滑、花樣滑冰、冰球等所有冰上運動的全覆蓋，為民眾提供更大的冰上活動空間。

此外，國家速滑館在設計上還融入了綠色環保的建設理念，將場館制冷產生的余熱用于運動員生活熱水、融冰池融冰、冰面維護澆冰等，一年可節省180萬度電。而無處不在的空氣則能為3000平方米的場館管理用房供暖，由此每年可實現160噸二氧化碳的減排。

速滑館揭秘

國家速滑館之最

■世界體育場館中最大的單層雙向馬鞍形索網屋面

■1.2萬平方米的亞洲最大冰面

■北京冬奧會場館建設首個成功引入社會資本的場館

■率先采用全國首例弧形預制看臺板

對標"鳥巢"，超越"鳥巢"。以敢為人先的擔當、只爭朝夕的實干、善于突破的智造，精心編織"冰絲帶"，續寫奧運建筑傳奇，奉獻一座見證中國發展、彰顯城建力量的時代豐碑。

城建擔當 成就創新高度

2005年建設"鳥巢"時，集團項目團隊與鋼材廠家聯合攻關催生國產Q460鋼材是別無選擇的"背水一戰"，而建設"冰絲帶"本可以選擇購買進口索這一捷徑，項目團隊卻選擇了一條"自找麻煩"的坎途。

此前，國內工程建設中應用的高釩密閉索長期依賴進口，如果繼續沿用國外技術，風險低且壓力小，但進口索價格居高不下，還會因加工、通關等導致供貨時間不可控，進口索的應用可謂受制于人。

而國產高釩密閉索此前在礦山、纜車等領域已有應用，只是在建筑領域尚未有應用案例，這也說明國產高釩密閉索在國內是有一定技術儲備、在短時間內實現國產化是有希望的。

既然如此，為什么還要花高價購買進口索呢？要是大家都這樣的話，國內高端材料產業還怎么發展呢？

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，就看誰肯邁出第一步。生逢偉大時代，能夠建設偉大工程，就得扛起責任、擔起風險，勇做第一個吃螃蟹的人！

為控制索體成型質量，在進行鋼索加工時，項目部派專人駐廠，從原鋼來源，到Z型鋼絲拉絲全過程，到最終的索體成型等進行全過程監督，最終總長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。

技術前進一小步，行業跨越一大步。三亞亞沙會體育場等國內各大工程紛紛"效仿"速滑館，陸續應用上國產高釩密閉索，徹底打破高釩密閉索國際市場壟斷，進口索壟斷優勢不再、價格開始下降，國內高端材料行業再一次實現"并跑"。

對標"鳥巢"，創新的步伐不止于此。

2018年6月15日，當首件預制弧形看臺板在構件廠通過驗收， "這可是國內首例預制弧形看臺板！"

建設"鳥巢"時，研發出預制清水混凝土看臺板，14700塊預制看臺板拼裝出均勻連續的環形輪廓。

如今，得益于"鳥巢"看臺板經驗的積累，速滑館看臺板"青出于藍而勝于藍"：實現變直為曲，所有曲線之處都做成了弧形，與靈動的"冰絲帶"極為貼切。

不僅如此，速滑館1911塊看臺板全部為預制，還做了大量預留預埋，還把樁基施工時剔鑿下來的樁頭粉碎制成再生骨料，用作看臺板原料，實現在項目的閉環綠色應用。每塊看臺板安裝用時不超半小時，整體誤差低于2毫米，國內預制混凝土行業質量再一次實現突破。

平行施工 "織"出冬奧速度

僅用24個月便先后實現"冰絲帶"的精耕細作、拔地而起、天幕編織和絲帶飛舞，創造出卓爾不群的冬奧速度。這背后是城建鐵軍只爭朝夕的晝夜奮戰，更得益于基于平行施工的高效高精度建造。

總建筑面積9.7萬平方米的國家速滑館要用2年時間完工，工程體量不大，但結構異常復雜：8500噸超大跨度鋼結構環桁架、全球跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網結構、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完美擬合、1.2萬平方米的亞洲最大冰面……

速滑館各施工環節環環相扣、施工精度要求極高，正常情況下，得在土建結構完工后進行鋼結構環桁架施工，環桁架拼裝完、現場實測實量后，才進行索的加工和施工，但若這樣按部就班地施工，工期得增加6個月，時間不允許。在進行地上土建結構施工的同時，開展鋼結構、索結構的材料加工和正式施工，這種土建、鋼、索結構平行施工的方式是與時間賽跑的"制勝法寶"。

基于平行施工思路，項目部將BIM技術、仿真分析與裝配式相結合，實現對鋼、索等的工廠加工、現場組裝，在施工現場實現與造汽車一樣造場館的智慧建造，以"南北兩側原位吊裝、東西兩側整體滑移"方式讓8500噸鋼結構環桁架快速就位，以"地面編網、整體提升、整體張拉"方式把158根鋼索精準織成"天幕"。

平行施工能夠帶來速度的突破，但前所未有的風險也隨之而來：土建結構、鋼結構、索結構緊密相連，傳力體系復雜，若上一環節施工精度不夠，下一環節將無法順暢銜接，如何確保每個環節施工精度？

鋼結構環桁架施工時會因熱脹冷縮、自重等產生變形，變形會有多大？索網提升時因自重會受力變形，變形會有多大？索網張拉時會帶動環桁架變形，環桁架變形會達到什么程度、實際形態和設計值會相差多少？……諸多未知，考驗智慧。

基于BIM模型，對鋼結構環桁架在不同焊接溫度、自重、滑移、卸載等因素下變形量進行仿真分析，計算出變形值，在加工和施工時彌補變形，確保施工達到設計精度；對索網結構施工進行全過程仿真分析，確定每個關鍵施工步驟對應的索力、球鉸支座滑動軌跡、變形等關鍵技術參數理論值，為索的加工和施工監測提供依據……地下結構施工期間，4個月的時間里，BIM建模、仿真計算分析、方案論證成為技術團隊的"主旋律"，鋼結構、索結構技術難點逐個攻破、施工方案逐步確定。

然而，對于提前開始索的加工，項目團隊仍有顧慮：萬一加工出的鋼索長度與實際需要不符、有誤差怎么辦？

索網通過耳板與鋼結構環桁架相連，拉索耳板在環桁架卸載前已焊接完成，倘若仿真計算得出的索長數值與實際有出入，或是鋼索加工精度不夠，或是環桁架施工精度不夠，最終都反應在索長精度不夠。索的長度極為敏感，但凡長一點或短一點，在現場都沒法處理，在張拉時受力就會不均衡，輕則無法精準張拉，重則可能產生安全事故。

在一次次方案論證中，項目團隊和廠家聯合研發出一種索長誤差消納機制：在每根索的兩端安裝像套筒一樣的調節螺桿，每端都可通過調整調節螺桿對索長進行10公分的微調，以此消除實測實量后存在的索長誤差。如果沒有索長誤差消納機制，誰也不敢百分百斷定仿真分析是完全精準的，誰也不敢下令開始索的加工。

如果能在30多米的高空俯瞰2萬平方米的施工現場，以橢圓形的混凝土框架為空間分界線，場內、場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，場外東西車庫頂板上鋼結構環桁架拼裝及滑移胎架搭設井然有序、場內預制看臺板吊裝見縫插針；

地上混凝土結構全部完工時，場外東西兩側環桁架拼裝完成即將開始滑移、場內預制看臺板吊裝接近尾聲；

場外環桁架滑移過半時，框架上南北兩側環桁架吊裝過半，場內開始地面編索；

環桁架成功合龍對接成橢圓形整體時，地面編索完成，即將開始索網提升張拉；

場內場外平行施工、時間空間無縫銜接，整個施工現場如同一個區域分工明確的總裝廠，僅用4個月就完成原本按照順序施工需10個月的工程量。

鋼鐵"巨龍"高低軌接力滑移

兩段長181.9米、寬40.5米的環桁架如同"巨龍"盤踞在東西車庫頂板，即將與已原位拼裝成形的南北兩側環桁架"會師"。

國家速滑館工程鋼結構環桁架正式滑移

16個液壓千斤頂如同液壓機器人同時發力，推動西側環桁架以每秒0.5毫米的速度向前滑移。

龐然大物的動作可謂"驚天動地"，初見這種陣勢的人都捏著一把汗。此前，項目部已對環桁架、滑移胎架、滑移軌道、軌道支撐架等滑移方案進行嚴密的模擬仿真計算。平行施工思路下，東西兩側各2750噸重的環桁架將分別分兩段滑移到位。

第一段是低空軌道滑移，由胎架拖著環桁架在位于地面的軌道上滑移，東西兩側各滑移18米和58米；第二段是高空軌道滑移，胎架留在主體結構外，環桁架在高空軌道單獨滑移到主體結構上，東西兩側各滑移29米。這是國內首次以高低空接力方式進行的一次滑移，這種方式既能規避在東西車庫頂板大量安裝高空胎架承載力不夠的難題，還能節省支撐材料的用量。

環桁架平滑移動、在高低空軌道順暢過渡、平穩落位后精準合龍，是高樹棟關注的重中之重：

低軌滑移階段，4組滑移胎架如同4個"板凳"拖著環桁架，每個"板凳腿"邊各有一個液壓千斤頂，推著"板凳"向前滑移，4個"板凳"的滑移若不同步，可能會卡住，甚至出現傾覆等事故；

如此一個龐然大物，在下滑移軌道滑移一定距離后，得嚴絲合縫地過渡到上滑移軌道，如果在對接時有高差，可能會卡住推不動；

滑移軌道高于混凝土勁性柱，當環桁架滑移到勁性柱上方時比設計位置高出8公分，與南北兩側環桁架不在同一水平面，得先落位到設計標高，才能與南北兩側環桁架合龍。若各部位落位速度不均，環桁架兩端接口處可能產生翹起、錯動，影響精準合龍；同時，環桁架截面有7根主弦桿和12根腹桿，規格多樣的桿件更是增加了合龍難度。

同步性是整個滑移的核心，既關乎滑移精度，也關乎滑移安全。為確?；仆叫裕椖坎吭O立了雙保險：通過位移傳感器實時監測滑移進度并進行微調；通過全站儀實時檢測各測點移動數值，在每條軌道上每隔5公分標記刻度線，每滑移一步進行一次微調，每滑移10米后暫停滑移，用全站儀進行一次全方位的校核和調整。

滑移期間，一撥人緊盯千斤頂數控中心，一撥人拿著全站儀、鋼卷尺在環桁架下測量，成為冬日里確保龐然大物前進精度的最美身影。

采取沙箱卸載方式在8個點位同步卸載，確保環桁架平穩均勻下降；在每個合龍口設置約10米長的嵌補分段，在卸載完成后現場吊裝，為彌補誤差留出調節空間……7天滑移，7天卸載，當最后一根桿件精準就位，8500噸環桁架成功合龍，合龍口間隙不超過1公分，構件錯邊不超過2毫米，精度超乎項目部想象。

但這時的鋼結構還不算完全意義上的施工完成：安裝在48根勁性柱頂部，連接勁性柱與環桁架的48個球鉸支座還未焊死，環桁架尚未鎖定形成固定形態。

除長軸方向4個球鉸支座有限位措施限定移動范圍外，其他球鉸支座在水平方向是可以自由滑動的。這種巧妙的設置主要是考慮到索結構、鋼結構和勁性柱之間力的傳導，為變形留出空間，避免索網和環桁架變形對勁性柱施加過大的力。

勁性柱幾乎是整個場館的支撐，托舉起環桁架以上所有重量。索結構與環桁架、環桁架與勁性柱之間"牽一發而動全身"，受力會從索網層層傳導至勁性柱。索網在張拉、荷載時會帶動環桁架變形，若環桁架已鎖定，所有變形都會傳導至勁性柱，受力過大的勁性柱甚至可能被扯斷。

這種層層傳導的受力體系決定不能立即焊死球鉸支座。這也決定球鉸支座鎖死的條件非?？量蹋簹鉁卦?0~20度、屋面索和幕墻索張拉完成、索網荷載完成，三個條件缺一不可。

國家速滑館屋面支撐用柔性的索網代替純鋼結構，用鋼量只占傳統鋼結構屋面的1/4，既節能又美觀。索網南北向最大跨度198米、有穩定索30對，東西向最大跨度124米、有承重索49對，外加120根幕墻索，索體總長20450米，是目前全球跨度最大、規模最大的單層雙向正交馬鞍形索網結構。

這就為索網施工帶來極大挑戰，為此我們采用地面編網、整體提升、整體張拉的方式施工。這種方式在編網階段把高空作業變為低空作業，創造了與鋼結構平行施工的可能，也降低了安全風險。

展索、編網、提升、張拉、荷載，處處有門道，步步得精心。

索夾的作用是固定，每個索夾下層固定一對承重索、上層固定一對穩定索，確保每根索在索網提升張拉過程中不會滑動、受力均衡。1142個索夾以4米的間距分布，將158根索串聯固定形成一張巨大的索網。

索網的空間馬鞍形態導致每個索夾都一定的方向和傾斜度，這就要求每個索夾必須"對號入座"；并且但凡有一個索夾擰緊力與設計值不符，索網張拉時就會因受力不均產生變形甚至造成事故。

在工廠下料時，索夾的位置就要清晰地標記到索上。他們通過仿真分析計算出每根索在達到設計狀態時的長度和索力，加工廠在拉力機上將每根索拉到設計力值狀態后，標記鎖夾位置、確定索長，隨后剪斷成索。

對158根索連接耳板的坐標、傾角等進行實測實量，根據測量數據計算索長偏差，根據偏差值調整索兩端調節螺桿將索調整到實際所需長度；對304套液壓千斤頂逐個檢查……測量、計算、調差、檢查，技術準備、安全措施有條不紊，索網將在液壓千斤頂的"拉拽"下，先提升后張拉，緩緩與鋼結構環桁架"會師"。

索網提升張拉過程實則先提升承重索，"托著"穩定索上升，再張拉穩定索，帶動承重索和幕墻索被動張拉。

經過反復論證，項目部決定以掛配重的方式進行荷載，而水桶容易加減水量、更能經受風吹日曬的優點使其成為配重首選。653個水桶從索網上垂吊而下，使現場有種"萬條垂下鋼絲絳"的美感。

精雕細琢 打造冬奧品質

運動員在速滑館冰面上是要破世界紀錄的，屋面一滴水都不能漏，屋面防水材料選擇雖然時間緊迫，但得慎之又慎。

歷經3個月的深化設計，最后一個單元塊模型終于搞定！1080塊屋面單元板塊最終確定。 這種時間和精力的花費是值得的，也是屋面施工的必經之路。索網張拉后每一個"方格"的空間形態都不一樣，使本應呈1/4對稱的單元板塊尺寸、形態各異，而且有540塊單元板塊是帶天窗、帶天溝、同時帶天窗和天溝等的復雜造型，如果不通過BIM深化設計得出數據，是無法進行加工定制的。

如果沒有BIM技術，很多專業是沒有辦法施工的。從對嵌套坑施工、勁性柱穿筋等進行三維交底，到鋼結構、索網、屋面、幕墻和機電建模與施工模擬，基于BIM技術的智慧建造讓"冰絲帶"從圖紙變為現實。

編環繞場館盤旋的22條燈管就是我們所說的'冰絲帶'，這22條'冰絲帶'就像運動員高速滑動時留下的冰刀軌跡，也將呈現精彩的燈光秀，但燈管中的燈帶位置卻大有講究。2.5厘米寬的燈帶不是簡單地放置在直徑4厘米的燈管空間內，而是專門安裝在兩片玻璃交合處一毫米的縫隙上，隨后不斷調試燈帶角度，使燈光恰好通過兩層玻璃間的彩釉層導出，最終呈現柔和的燈光效果。