国家速滑馆"冰丝带"
沿着国家速滑馆外墙曲面，3360块玻璃拼接营造出灵动飘逸的22条丝带，犹如速滑运动员在冰上划过的痕迹，象征速度和激情。这座场馆有个浪漫的名字——冰丝带。
这座新建场馆冬奥会期间将承担速度滑冰项目的比赛和训练。冬奥会后，这里将成为以冰雪运动为核心，全面促进全民健身、体育消费的新型城市文体综合体。
符合冬奥比赛要求的多功能超大二氧化碳直接蒸发制冷制冰系统是'冰丝带'最引以为傲的'秘密武器'。这套系统能满足不同冰上运动的需求。
国家速滑馆"冰丝带"
这项制冰制冷技术，不仅能够为冬奥会比赛提供温度高度均衡的冰面，通过场馆的智能能源管理系统，还能够把制冷产生的废热用于除湿、冰面维护、场馆生活热水等，全冰面模式下每年仅制冷部分就能节省200多万千瓦时电。
这是一块可持续的冰面。速滑馆冰面采用分模块控制单元，根据不同项目分区域、分标准进行制冰。平时可容纳超过2000名市民同时开展冰球、速度滑冰、花样滑冰、冰壶等冰上运动。
在国家速滑馆不远处是2008年北京奥运会经典场馆——水立方，也是2022年冬奥会极具代表性的改造场馆，将举办冰壶和轮椅冰壶比赛项目。
水立方
在游泳中心办冰壶比赛，水面和冰面怎样切换？通过在泳池内安装可拆卸钢结构，再在铺设好的混凝土预制板上安装可拆装的制冰系统及配套管线，实现泳池到冰壶赛道的转换。为实现这一方案，水立方进行了场地结构、温度、湿度、照明、声学等多方面的定向科研攻关。
从"冰丝带"内部仰望"天幕"，带给人们一种身处钢筋森林般的震撼。作为2022年北京冬奥会的标志性工程，有着"冰丝带"昵称的国家速滑馆仅用时8个月就实现了主体结构封顶。而到2019年年底，国家速滑馆将实现封顶封围。届时，22条"冰丝带"将在奥林匹克公园飞舞。
这里，就像是一片室内"钢筋森林"，偌大的钢索网是森林的顶盖，从高空垂吊下来的517根钢丝绳是森林里的树木，而站在设备之上、在高空中作业的建设工人们，就是森林的养护人。从地面仰望，钢索网已经呈现出不规则的拱形，"万条垂下钢丝绦"，整个结构构成了壮观的"天幕"。我们都知道，国家速滑馆的屋面，是世界体育馆场馆中规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面，索网建设难度也是首屈一指的。生根于碗状看台顶部周圈环桁架上的钢索网结构，最大跨度是198米×124米，总重量则有968吨。
这么大的重量、这种形状的提升在国内尚属首次，一切都是摸着石头过河。"从索的深化、索具的加工，到索夹的制造、结构拼装，所有工序都是边研究边找方案。
由于造型不规则，钢索网的所有拼装工作都是在地面完成，然后再采用液压千斤顶，一点点、一点点地整体提升，在空中找形。屋面变形，是提升过程中要考虑的关键因素。而且，搁在混凝土柱上的8500吨环桁架也会在提升张拉中跟随变形。为了稳定受力，屋面东西方向采用了49对承重索，南北方向采用了30对稳定索，承重索和稳定索都采用双索。而为了节约工期，在屋面提升阶段，就将高空屋面的配重置换到索网之下，也就是垂吊下来的那517根钢丝绳，以为玻璃幕墙的尺寸测量留出时间。，22条"冰丝带"就将在奥林匹克公园飞舞，届时，世界首个"双奥之城"的标志性建筑群将呈现在市民面前。
速滑馆亮点
3360块玻璃幕 3359种尺寸
如果说，建设屋面是在给建筑"戴帽子"，安装玻璃幕墙就是给建筑物"穿外衣"的关键一环。玻璃幕墙的安装，也是速滑馆建设任务中的重中之重。
面积约7000平方米的这3360块幕墙玻璃，实话实说，只有两块玻璃幕墙的尺寸是一样的，其他的玻璃幕墙，每一块的尺寸都不相同。3359种尺寸，意味着每一块玻璃幕墙都要实地测量后再去工厂定制化加工，而只有当环桁架的位置固定后，才能派人去现场实测。
幕墙拉索是在环桁架外侧周围的，所以，环桁架的坐标不确定，幕墙拉索和连接点的坐标也确定不了。屋面索网张拉时，环桁架会跟随变形，连接节点也会跟着位移，而在设计之初，就要求幕墙拉索和S形龙骨必须严丝合缝地连接，为了打造出完美的造型，一毫米也不能差，都是一环扣一环的。
"冰丝带"拥有亚洲最大冰面
建筑面积约8万平方米的国家速滑馆"冰丝带",设计理念来自于一个冰和速度结合的创意，沿着外墙曲面由高到低盘旋而成的"冰丝带"，就像是速度滑冰运动员高速滑动时所留下的一圈圈风驰电掣的轨迹，而"22"这个数字又代表着北京2022年冬奥会的年份。
除了拥有规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面之外，国家速滑馆还拥有一个最——亚洲最大的冰面，冰面面积有1.2万平方米。全冰面的设计，也让这里可以在赛后实现速度滑冰、短道速滑、花样滑冰、冰球等所有冰上运动的全覆盖，为民众提供更大的冰上活动空间。
此外，国家速滑馆在设计上还融入了绿色环保的建设理念，将场馆制冷产生的余热用于运动员生活热水、融冰池融冰、冰面维护浇冰等，一年可节省180万度电。而无处不在的空气则能为3000平方米的场馆管理用房供暖，由此每年可实现160吨二氧化碳的减排。
速滑馆揭秘
国家速滑馆之最
■世界体育场馆中最大的单层双向马鞍形索网屋面
■1.2万平方米的亚洲最大冰面
■北京冬奥会场馆建设首个成功引入社会资本的场馆
■率先采用全国首例弧形预制看台板
对标"鸟巢"，超越"鸟巢"。以敢为人先的担当、只争朝夕的实干、善于突破的智造，精心编织"冰丝带"，续写奥运建筑传奇，奉献一座见证中国发展、彰显城建力量的时代丰碑。
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城建担当 成就创新高度
2005年建设"鸟巢"时，集团项目团队与钢材厂家联合攻关催生国产Q460钢材是别无选择的"背水一战"，而建设"冰丝带"本可以选择购买进口索这一捷径，项目团队却选择了一条"自找麻烦"的坎途。
此前，国内工程建设中应用的高钒密闭索长期依赖进口，如果继续沿用国外技术，风险低且压力小，但进口索价格居高不下，还会因加工、通关等导致供货时间不可控，进口索的应用可谓受制于人。
而国产高钒密闭索此前在矿山、缆车等领域已有应用，只是在建筑领域尚未有应用案例，这也说明国产高钒密闭索在国内是有一定技术储备、在短时间内实现国产化是有希望的。
既然如此，为什么还要花高价购买进口索呢？要是大家都这样的话，国内高端材料产业还怎么发展呢？
生产高钒密闭索在国内有技术储备，缺的是验证国产索可行性的载体，就看谁肯迈出第一步。生逢伟大时代，能够建设伟大工程，就得扛起责任、担起风险，勇做第一个吃螃蟹的人！
为控制索体成型质量，在进行钢索加工时，项目部派专人驻厂，从原钢来源，到Z型钢丝拉丝全过程，到最终的索体成型等进行全过程监督，最终总长20450米的钢索全部一次成型。
从2018年10月21日第一车高钒密闭索运入施工现场，到2019年3月19日索网张拉完成，敢为人先的担当和尝试使国产高钒密闭索在国内大型场馆中成功首次应用，填补了国内技术空白。
技术前进一小步，行业跨越一大步。三亚亚沙会体育场等国内各大工程纷纷"效仿"速滑馆，陆续应用上国产高钒密闭索，彻底打破高钒密闭索国际市场垄断，进口索垄断优势不再、价格开始下降，国内高端材料行业再一次实现"并跑"。
对标"鸟巢"，创新的步伐不止于此。
2018年6月15日，当首件预制弧形看台板在构件厂通过验收， "这可是国内首例预制弧形看台板！"
建设"鸟巢"时，研发出预制清水混凝土看台板，14700块预制看台板拼装出均匀连续的环形轮廓。
如今，得益于"鸟巢"看台板经验的积累，速滑馆看台板"青出于蓝而胜于蓝"：实现变直为曲，所有曲线之处都做成了弧形，与灵动的"冰丝带"极为贴切。
不仅如此，速滑馆1911块看台板全部为预制，还做了大量预留预埋，还把桩基施工时剔凿下来的桩头粉碎制成再生骨料，用作看台板原料，实现在项目的闭环绿色应用。每块看台板安装用时不超半小时，整体误差低于2毫米，国内预制混凝土行业质量再一次实现突破。
平行施工 "织"出冬奥速度
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仅用24个月便先后实现"冰丝带"的精耕细作、拔地而起、天幕编织和丝带飞舞，创造出卓尔不群的冬奥速度。这背后是城建铁军只争朝夕的昼夜奋战，更得益于基于平行施工的高效高精度建造。
总建筑面积9.7万平方米的国家速滑馆要用2年时间完工，工程体量不大，但结构异常复杂：8500吨超大跨度钢结构环桁架、全球跨度最大的单层双向正交马鞍形索网结构、3360块玻璃幕墙拼出自由流畅的天坛形曲面"外衣"、1080块单元式屋面板与索网完美拟合、1.2万平方米的亚洲最大冰面……
速滑馆各施工环节环环相扣、施工精度要求极高，正常情况下，得在土建结构完工后进行钢结构环桁架施工，环桁架拼装完、现场实测实量后，才进行索的加工和施工，但若这样按部就班地施工，工期得增加6个月，时间不允许。在进行地上土建结构施工的同时，开展钢结构、索结构的材料加工和正式施工，这种土建、钢、索结构平行施工的方式是与时间赛跑的"制胜法宝"。
基于平行施工思路，项目部将BIM技术、仿真分析与装配式相结合，实现对钢、索等的工厂加工、现场组装，在施工现场实现与造汽车一样造场馆的智慧建造，以"南北两侧原位吊装、东西两侧整体滑移"方式让8500吨钢结构环桁架快速就位，以"地面编网、整体提升、整体张拉"方式把158根钢索精准织成"天幕"。
平行施工能够带来速度的突破，但前所未有的风险也随之而来：土建结构、钢结构、索结构紧密相连，传力体系复杂，若上一环节施工精度不够，下一环节将无法顺畅衔接，如何确保每个环节施工精度？
钢结构环桁架施工时会因热胀冷缩、自重等产生变形，变形会有多大？索网提升时因自重会受力变形，变形会有多大？索网张拉时会带动环桁架变形，环桁架变形会达到什么程度、实际形态和设计值会相差多少？……诸多未知，考验智慧。
基于BIM模型，对钢结构环桁架在不同焊接温度、自重、滑移、卸载等因素下变形量进行仿真分析，计算出变形值，在加工和施工时弥补变形，确保施工达到设计精度；对索网结构施工进行全过程仿真分析，确定每个关键施工步骤对应的索力、球铰支座滑动轨迹、变形等关键技术参数理论值，为索的加工和施工监测提供依据……地下结构施工期间，4个月的时间里，BIM建模、仿真计算分析、方案论证成为技术团队的"主旋律"，钢结构、索结构技术难点逐个攻破、施工方案逐步确定。
然而，对于提前开始索的加工，项目团队仍有顾虑：万一加工出的钢索长度与实际需要不符、有误差怎么办？
索网通过耳板与钢结构环桁架相连，拉索耳板在环桁架卸载前已焊接完成，倘若仿真计算得出的索长数值与实际有出入，或是钢索加工精度不够，或是环桁架施工精度不够，最终都反应在索长精度不够。索的长度极为敏感，但凡长一点或短一点，在现场都没法处理，在张拉时受力就会不均衡，轻则无法精准张拉，重则可能产生安全事故。
在一次次方案论证中，项目团队和厂家联合研发出一种索长误差消纳机制：在每根索的两端安装像套筒一样的调节螺杆，每端都可通过调整调节螺杆对索长进行10公分的微调，以此消除实测实量后存在的索长误差。如果没有索长误差消纳机制，谁也不敢百分百断定仿真分析是完全精准的，谁也不敢下令开始索的加工。
如果能在30多米的高空俯瞰2万平方米的施工现场，以椭圆形的混凝土框架为空间分界线，场内、场外平行施工拼出的速度一目了然：
地上混凝土框架昼夜抢工时，场外东西车库顶板上钢结构环桁架拼装及滑移胎架搭设井然有序、场内预制看台板吊装见缝插针；
地上混凝土结构全部完工时，场外东西两侧环桁架拼装完成即将开始滑移、场内预制看台板吊装接近尾声；
场外环桁架滑移过半时，框架上南北两侧环桁架吊装过半，场内开始地面编索；
环桁架成功合龙对接成椭圆形整体时，地面编索完成，即将开始索网提升张拉；
场内场外平行施工、时间空间无缝衔接，整个施工现场如同一个区域分工明确的总装厂，仅用4个月就完成原本按照顺序施工需10个月的工程量。
钢铁"巨龙"高低轨接力滑移
两段长181.9米、宽40.5米的环桁架如同"巨龙"盘踞在东西车库顶板，即将与已原位拼装成形的南北两侧环桁架"会师"。
国家速滑馆工程钢结构环桁架正式滑移
16个液压千斤顶如同液压机器人同时发力，推动西侧环桁架以每秒0.5毫米的速度向前滑移。
庞然大物的动作可谓"惊天动地"，初见这种阵势的人都捏着一把汗。此前，项目部已对环桁架、滑移胎架、滑移轨道、轨道支撑架等滑移方案进行严密的模拟仿真计算。平行施工思路下，东西两侧各2750吨重的环桁架将分别分两段滑移到位。
第一段是低空轨道滑移，由胎架拖着环桁架在位于地面的轨道上滑移，东西两侧各滑移18米和58米；第二段是高空轨道滑移，胎架留在主体结构外，环桁架在高空轨道单独滑移到主体结构上，东西两侧各滑移29米。这是国内首次以高低空接力方式进行的一次滑移，这种方式既能规避在东西车库顶板大量安装高空胎架承载力不够的难题，还能节省支撑材料的用量。
环桁架平滑移动、在高低空轨道顺畅过渡、平稳落位后精准合龙，是高树栋关注的重中之重：
低轨滑移阶段，4组滑移胎架如同4个"板凳"拖着环桁架，每个"板凳腿"边各有一个液压千斤顶，推着"板凳"向前滑移，4个"板凳"的滑移若不同步，可能会卡住，甚至出现倾覆等事故；
如此一个庞然大物，在下滑移轨道滑移一定距离后，得严丝合缝地过渡到上滑移轨道，如果在对接时有高差，可能会卡住推不动；
滑移轨道高于混凝土劲性柱，当环桁架滑移到劲性柱上方时比设计位置高出8公分，与南北两侧环桁架不在同一水平面，得先落位到设计标高，才能与南北两侧环桁架合龙。若各部位落位速度不均，环桁架两端接口处可能产生翘起、错动，影响精准合龙；同时，环桁架截面有7根主弦杆和12根腹杆，规格多样的杆件更是增加了合龙难度。
同步性是整个滑移的核心，既关乎滑移精度，也关乎滑移安全。为确保滑移同步性，项目部设立了双保险：通过位移传感器实时监测滑移进度并进行微调；通过全站仪实时检测各测点移动数值，在每条轨道上每隔5公分标记刻度线，每滑移一步进行一次微调，每滑移10米后暂停滑移，用全站仪进行一次全方位的校核和调整。
滑移期间，一拨人紧盯千斤顶数控中心，一拨人拿着全站仪、钢卷尺在环桁架下测量，成为冬日里确保庞然大物前进精度的最美身影。
采取沙箱卸载方式在8个点位同步卸载，确保环桁架平稳均匀下降；在每个合龙口设置约10米长的嵌补分段，在卸载完成后现场吊装，为弥补误差留出调节空间……7天滑移，7天卸载，当最后一根杆件精准就位，8500吨环桁架成功合龙，合龙口间隙不超过1公分，构件错边不超过2毫米，精度超乎项目部想象。
但这时的钢结构还不算完全意义上的施工完成：安装在48根劲性柱顶部，连接劲性柱与环桁架的48个球铰支座还未焊死，环桁架尚未锁定形成固定形态。
除长轴方向4个球铰支座有限位措施限定移动范围外，其他球铰支座在水平方向是可以自由滑动的。这种巧妙的设置主要是考虑到索结构、钢结构和劲性柱之间力的传导，为变形留出空间，避免索网和环桁架变形对劲性柱施加过大的力。
劲性柱几乎是整个场馆的支撑，托举起环桁架以上所有重量。索结构与环桁架、环桁架与劲性柱之间"牵一发而动全身"，受力会从索网层层传导至劲性柱。索网在张拉、荷载时会带动环桁架变形，若环桁架已锁定，所有变形都会传导至劲性柱，受力过大的劲性柱甚至可能被扯断。
这种层层传导的受力体系决定不能立即焊死球铰支座。这也决定球铰支座锁死的条件非常苛刻：气温在10~20度、屋面索和幕墙索张拉完成、索网荷载完成，三个条件缺一不可。
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国家速滑馆屋面支撑用柔性的索网代替纯钢结构，用钢量只占传统钢结构屋面的1/4，既节能又美观。索网南北向最大跨度198米、有稳定索30对，东西向最大跨度124米、有承重索49对，外加120根幕墙索，索体总长20450米，是目前全球跨度最大、规模最大的单层双向正交马鞍形索网结构。
这就为索网施工带来极大挑战，为此我们采用地面编网、整体提升、整体张拉的方式施工。这种方式在编网阶段把高空作业变为低空作业，创造了与钢结构平行施工的可能，也降低了安全风险。
展索、编网、提升、张拉、荷载，处处有门道，步步得精心。
索夹的作用是固定，每个索夹下层固定一对承重索、上层固定一对稳定索，确保每根索在索网提升张拉过程中不会滑动、受力均衡。1142个索夹以4米的间距分布，将158根索串联固定形成一张巨大的索网。
索网的空间马鞍形态导致每个索夹都一定的方向和倾斜度，这就要求每个索夹必须"对号入座"；并且但凡有一个索夹拧紧力与设计值不符，索网张拉时就会因受力不均产生变形甚至造成事故。
在工厂下料时，索夹的位置就要清晰地标记到索上。他们通过仿真分析计算出每根索在达到设计状态时的长度和索力，加工厂在拉力机上将每根索拉到设计力值状态后，标记锁夹位置、确定索长，随后剪断成索。
对158根索连接耳板的坐标、倾角等进行实测实量，根据测量数据计算索长偏差，根据偏差值调整索两端调节螺杆将索调整到实际所需长度；对304套液压千斤顶逐个检查……测量、计算、调差、检查，技术准备、安全措施有条不紊，索网将在液压千斤顶的"拉拽"下，先提升后张拉，缓缓与钢结构环桁架"会师"。
索网提升张拉过程实则先提升承重索，"托着"稳定索上升，再张拉稳定索，带动承重索和幕墙索被动张拉。
经过反复论证，项目部决定以挂配重的方式进行荷载，而水桶容易加减水量、更能经受风吹日晒的优点使其成为配重首选。653个水桶从索网上垂吊而下，使现场有种"万条垂下钢丝绦"的美感。
精雕细琢 打造冬奥品质
运动员在速滑馆冰面上是要破世界纪录的，屋面一滴水都不能漏，屋面防水材料选择虽然时间紧迫，但得慎之又慎。
编
历经3个月的深化设计，最后一个单元块模型终于搞定！1080块屋面单元板块最终确定。 这种时间和精力的花费是值得的，也是屋面施工的必经之路。索网张拉后每一个"方格"的空间形态都不一样，使本应呈1/4对称的单元板块尺寸、形态各异，而且有540块单元板块是带天窗、带天沟、同时带天窗和天沟等的复杂造型，如果不通过BIM深化设计得出数据，是无法进行加工定制的。
如果没有BIM技术，很多专业是没有办法施工的。从对嵌套坑施工、劲性柱穿筋等进行三维交底，到钢结构、索网、屋面、幕墙和机电建模与施工模拟，基于BIM技术的智慧建造让"冰丝带"从图纸变为现实。
编环绕场馆盘旋的22条灯管就是我们所说的'冰丝带'，这22条'冰丝带'就像运动员高速滑动时留下的冰刀轨迹，也将呈现精彩的灯光秀，但灯管中的灯带位置却大有讲究。2.5厘米宽的灯带不是简单地放置在直径4厘米的灯管空间内，而是专门安装在两片玻璃交合处一毫米的缝隙上，随后不断调试灯带角度，使灯光恰好通过两层玻璃间的彩釉层导出，最终呈现柔和的灯光效果。
编辑我们不只是在建楼，更是在雕刻艺术品。为了让"冰丝带"舞动双奥之城，双奥建设者不舍昼夜、匠心打磨。当2022年北京重燃奥运圣火时，一届精彩、非凡、卓越的奥运盛会将在中华大地精彩上演。
