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隨著2022北京冬奧會(huì)一天天臨近，一首《一起向未來(lái)》已傳遍大街小巷；新建、改建的冬奧比賽場(chǎng)館漸漸掀開(kāi)神秘面紗，它們充滿中國(guó)文化元素的名字，讓人們一下子就記住，如國(guó)家雪車雪橇中心的昵稱是“雪游龍”，國(guó)家跳臺(tái)滑雪中心的昵稱為“雪如意”，首鋼滑雪大跳臺(tái)的昵稱叫“雪飛天”等等；人們?cè)谄诖磥?lái)日子里觀看各項(xiàng)冬奧比賽的同時(shí)，更對(duì)場(chǎng)館的科技智能化、低碳綠色環(huán)保和可持續(xù)利用津津樂(lè)道。

北京城建集團(tuán)東方廠安置房一標(biāo)段工程總承包部黨支部書記 黎方益攝

北京賽區(qū)有7個(gè)場(chǎng)館，分別是國(guó)家體育場(chǎng)（舉辦開(kāi)、閉幕式）、國(guó)家游泳中心、首都體育館、國(guó)家速滑館、國(guó)家體育館、五棵松體育中心和首鋼滑雪大跳臺(tái)中心，承擔(dān)短道速滑、花樣滑冰、速度滑冰、冰球、冰壺、自由式滑雪和單板滑雪等七個(gè)大項(xiàng)的比賽。

被譽(yù)為“冰絲帶”的國(guó)家速滑館是冬奧會(huì)北京新建最大場(chǎng)館。其設(shè)計(jì)以獨(dú)特的外觀展現(xiàn)了速滑運(yùn)動(dòng)的優(yōu)雅、精確、速度和動(dòng)感，將在北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)期間舉辦速度滑冰比賽。它由3360塊幕墻玻璃拼成完美的“冰絲帶”；橢圓形的“冰絲帶”之上，屋面雙曲馬鞍形索網(wǎng)跨度創(chuàng)世界體育場(chǎng)館之最；它擁有1.2萬(wàn)m2亞洲最大的冰面，未來(lái)將在這里上演“速度與激情”；它還是一座綠色環(huán)保的智慧場(chǎng)館，在物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的技術(shù)支持下，場(chǎng)館中引入了全新的BIM運(yùn)維系統(tǒng)和定位導(dǎo)航系統(tǒng)。

作為北京冬奧會(huì)標(biāo)志性場(chǎng)館的“冰絲帶”，如今能夠完美地呈現(xiàn)在世人面前，是因?yàn)樵谒A美的外表下面，有一副強(qiáng)健的臂膀在支撐著，那便是來(lái)自混凝土的力量。

六大特點(diǎn)詮釋混凝土先進(jìn)技術(shù)

“冰絲帶”的結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土框架+鋼結(jié)構(gòu)，地下兩層、地上三層，總建筑面積約9.7萬(wàn)m2，其中地下工程建筑面積約6.8萬(wàn)m2。

北京城建集團(tuán)東方廠安置房一標(biāo)段工程總承包部黨支部書記 黎方益攝

據(jù)“冰絲帶”工程總承包單位北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司工程總承包部副總工程師蔡亞寧介紹，項(xiàng)目的地下結(jié)構(gòu)共使用鋼筋超過(guò)2萬(wàn)t、模板約16.5萬(wàn)m2、混凝土10萬(wàn)多m3，以及勁性鋼結(jié)構(gòu)2500t以上。在地下結(jié)構(gòu)使用的10萬(wàn)多m3的混凝土中，90%以上為特種混凝土，它們具有六大特點(diǎn)。

一是極高比例地使用了補(bǔ)償收縮混凝土

“冰絲帶”工程地下結(jié)構(gòu)混凝土總用量10萬(wàn)多m3，其中底板、地下室外墻和樓板梁等水平構(gòu)件均為補(bǔ)償收縮混凝土，超過(guò)混凝土總用量的90%；限制膨脹率一般部位要求0.015%—0.025%，后澆帶部位限制膨脹率要求為0.025%—0.045%。如此高比例地使用補(bǔ)償收縮混凝土在工程中并不多見(jiàn)。

二是大量使用了高抗凍等級(jí)的混凝土

“冰絲帶”項(xiàng)目比賽場(chǎng)地區(qū)域的抗水板混凝土的抗凍等級(jí)高達(dá)F250（F為快凍法），總量約為6000m3。一般來(lái)說(shuō)，北京地區(qū)即使如道路等暴露在室外的具有反復(fù)抗凍融可能的工程，使用的混凝土抗凍等級(jí)通常不會(huì)超過(guò)F200。該部位混凝土同時(shí)還要求具有補(bǔ)償收縮性能（限制膨脹率一般部位要求0.015%—0.025%）和抗?jié)B性能（抗?jié)B等級(jí)P8）。如此大規(guī)模使用抗凍等級(jí)F250的混凝土在北京地區(qū)尚屬首例。

三是罕見(jiàn)使用了兼具多種高耐久要求的“五項(xiàng)全能”高性能混凝土

配制出具有較高強(qiáng)度等級(jí)、較高抗?jié)B等級(jí)、較高補(bǔ)償收縮、高抗凍等級(jí)、摻加鋼纖維的多種性能復(fù)合的高性能高耐久混凝土，“五項(xiàng)全能”指標(biāo)于一身的混凝土實(shí)非易事。“冰絲帶”比賽場(chǎng)地范圍不同制冰單元分界線兩側(cè)各2m范圍使用了“五項(xiàng)全能”混凝土，總用量達(dá)2300m3。

四是基礎(chǔ)底板多處為大體積混凝土，最厚處達(dá)7.6m

“冰絲帶”項(xiàng)目底板厚度主要有2000mm、1500mm、600mm等，大部分屬于大體積混凝土。由于底板中設(shè)計(jì)有大量的電梯井坑、集水坑、管溝等，造成底板基槽中有超過(guò)130多個(gè)局部深坑，上述不同深度、不同大小和不同走向的局部深坑互相嵌套，標(biāo)高十分復(fù)雜，給基礎(chǔ)樁和底板鋼筋施工帶來(lái)很大挑戰(zhàn)，同時(shí)造成底板混凝土局部厚度增大，底板混凝土局部最大厚度達(dá)7.6m，如此厚度的底板大體積混凝土給施工質(zhì)量控制帶來(lái)較大挑戰(zhàn)。

五是世界范圍內(nèi)首次將全再生低強(qiáng)度等級(jí)堆石和高自密實(shí)性混凝土用于工程實(shí)踐

人們通常認(rèn)為自密實(shí)混凝土適用于薄壁、鋼筋密集、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜或振搗困難的結(jié)構(gòu)，以及對(duì)施工噪聲有特殊要求的工程，且配制較高強(qiáng)度等級(jí)的SCC30～SCC50相對(duì)容易?！氨z帶”打破常規(guī)，與清華大學(xué)合作，將其2017年榮獲國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)的堆石混凝土推廣應(yīng)用到本項(xiàng)目，用全再生骨料低強(qiáng)度等級(jí)C15高自密實(shí)性能堆石混凝土（RFC+HSC）代替素混凝土進(jìn)行回填，利廢量約為50t。堆石混凝土主要應(yīng)用于水利工程，在交通和鐵路行業(yè)也有應(yīng)用，但在世界范圍內(nèi)將堆石混凝土應(yīng)用于體育建筑類工程尚屬首次。

六是地上現(xiàn)澆構(gòu)件使用高強(qiáng)高自密實(shí)性的自密實(shí)混凝土

“冰絲帶”工程地上的支撐平臺(tái)和屋蓋的勁性(梁)柱由于鋼筋特別密集，為了保證勁性（梁）柱混凝土澆筑密實(shí)，該部位采用了高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土（HSCC60）。利用自密實(shí)混凝土的特點(diǎn)成功保證了復(fù)雜構(gòu)件的混凝土施工質(zhì)量。

全國(guó)首例弧形清水混凝土預(yù)制看臺(tái)亮相

提起預(yù)制清水混凝土看臺(tái)，業(yè)內(nèi)人士即刻就會(huì)想起“鳥(niǎo)巢”。10多年過(guò)去了，“鳥(niǎo)巢”預(yù)制清水混凝土看臺(tái)混凝土厚重的質(zhì)感和淳樸的色澤仍讓人念念不忘。

“冰絲帶”的看臺(tái)又將有怎樣的呈現(xiàn)呢？曾經(jīng)出色完成“鳥(niǎo)巢”預(yù)制看臺(tái)任務(wù)的大部分原班人馬：北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司攜手北京榆構(gòu)集團(tuán)，又一次合體操刀，再次創(chuàng)造奇跡。

據(jù)北京城建集團(tuán)國(guó)家速滑館工程總承包部總工程師史自衛(wèi)介紹，“冰絲帶”場(chǎng)館8000個(gè)永久座席大多采用了清水預(yù)制看臺(tái)板，清水預(yù)制看臺(tái)板共有預(yù)制構(gòu)件1911件、331種型號(hào)。清水預(yù)制看臺(tái)構(gòu)件除看臺(tái)板外，還包括欄板、踏步、弧形通道側(cè)板等。

北京城建集團(tuán)東方廠安置房一標(biāo)段工程總承包部黨支部書記 黎方益攝

限于當(dāng)時(shí)的清水預(yù)制看臺(tái)構(gòu)件模板加工技術(shù)和精度，當(dāng)年“鳥(niǎo)巢”清水預(yù)制看臺(tái)弧形區(qū)域采用“以直代曲”和“以折代曲”，通過(guò)一段一段的直線或折線看臺(tái)板拼接而成。由于“冰絲帶”弧形區(qū)域的弧度較之“鳥(niǎo)巢”大，無(wú)論哪種代曲方式，都很難實(shí)現(xiàn)理想的弧線效果。為保證“冰絲帶”預(yù)制看臺(tái)的成形效果，本次工程不但在弧形部分而且在出入口側(cè)板部分都設(shè)計(jì)了高精度的弧形清水看臺(tái)構(gòu)件，這就對(duì)加工和安裝提出了非常高的要求。

北京榆構(gòu)集團(tuán)是以“裝配式建筑方案設(shè)計(jì)及咨詢—PC研發(fā)生產(chǎn)—裝配式建筑施工”為核心產(chǎn)業(yè)鏈的一體化集團(tuán)。曾圓滿完成了“鳥(niǎo)巢”預(yù)制看臺(tái)工程的各項(xiàng)工作，并積累了豐富的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工等工作經(jīng)驗(yàn)。據(jù)北京榆構(gòu)總工程師劉昊表示，能夠參與“冰絲帶”這樣的國(guó)家級(jí)重要項(xiàng)目工程，我們深感光榮，同時(shí)也是慎之又慎，努力以行業(yè)內(nèi)最高標(biāo)準(zhǔn)、最一流的工藝水平去做深化設(shè)計(jì)和預(yù)制建設(shè)。劉昊介紹，“冰絲帶”預(yù)制看臺(tái)構(gòu)件要實(shí)現(xiàn)清水效果，兼具結(jié)構(gòu)和裝飾雙重功效，因此對(duì)原材料質(zhì)量穩(wěn)定性、混凝土攪拌質(zhì)量、生產(chǎn)工藝控制等要求非常高。由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)加工安裝階段為夏季，雨季和高溫對(duì)清水混凝土表面外觀控制不利，加大了翻轉(zhuǎn)、倒運(yùn)、運(yùn)輸、安裝等工序的難度，成品保護(hù)控制難度也非常大。

由于弧形區(qū)域曲率半徑較小，弧形看臺(tái)構(gòu)件加工難度大，且沒(méi)有工程經(jīng)驗(yàn)可借鑒，屬于國(guó)內(nèi)首例預(yù)制弧形看臺(tái)板，因此北京榆構(gòu)基于自身在預(yù)制建筑領(lǐng)域多年的深耕，專門研制了弧形看臺(tái)板鋼模實(shí)現(xiàn)其預(yù)制。

弧形清水預(yù)制看臺(tái)的使用是在充分總結(jié)和借鑒“鳥(niǎo)巢”清水板臺(tái)的制作和安裝技術(shù)基礎(chǔ)上，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)實(shí)現(xiàn)的。史自衛(wèi)介紹說(shuō)，看臺(tái)板從空中放到指定位置之前，都要先利用四邊的測(cè)量控制線對(duì)看臺(tái)板位置進(jìn)行精準(zhǔn)矯正，與控制線吻合后再慢慢放下，一塊預(yù)制看臺(tái)板的安裝往往要花費(fèi)1個(gè)小時(shí)以上，尤其是弧形看臺(tái)板和主要出入口的預(yù)制側(cè)板，安裝難度更大。施工過(guò)程中，從測(cè)量放線、找平施工、安放橡膠墊塊、清理預(yù)留孔、灌漿、起吊、上螺栓、吊裝就位、偏差調(diào)整等等，十多道工序環(huán)環(huán)相扣，每個(gè)班組約十余名工人多工種互相配合，工作有條不紊。

由于每個(gè)區(qū)域每塊預(yù)制看臺(tái)構(gòu)件的尺寸都不相同，所需安裝的位置也是唯一。因此，工廠生產(chǎn)出來(lái)時(shí)，每一塊預(yù)制看臺(tái)板端頭都添加了一個(gè)二維碼，重量、尺寸、吊裝位置和生產(chǎn)日期等，工人只要掃一下二維碼，所有信息一目了然。

據(jù)北京榆構(gòu)建筑工程有限公司總工程師劉海波介紹，“冰絲帶”預(yù)制看臺(tái)板采用類似搭積木的“上壓下”組合形式，導(dǎo)致任何一塊看臺(tái)板如果出現(xiàn)安裝偏差，后期都無(wú)法重新調(diào)整，所以每塊看臺(tái)板都必須按照測(cè)量控制線精準(zhǔn)安裝，一次到位。

由于看臺(tái)板是安裝在土建現(xiàn)澆混凝土梯形梁上，一般現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的偏差較大，而預(yù)制看臺(tái)板的加工精度相對(duì)較高，所以為了保證二者之間精確吻合，針對(duì)“冰絲帶”存在弧形結(jié)構(gòu)和階梯梁截面復(fù)雜等特點(diǎn)，施工安裝過(guò)程中采用了最先進(jìn)的三維測(cè)量技術(shù)，既保證了土建現(xiàn)澆梯形梁的定位準(zhǔn)確，又保證了每塊預(yù)制看臺(tái)板能夠精確安裝到位，避免出現(xiàn)安裝偏差積累，確保安裝工程順利進(jìn)行。

劉海波還指出，預(yù)制看臺(tái)構(gòu)件安裝中，存在與鋼結(jié)構(gòu)和屋面索網(wǎng)等專業(yè)之間的交叉施工，有些看臺(tái)板需要在鋼結(jié)構(gòu)施工之前安裝到位，有些部位則必須待鋼結(jié)構(gòu)卸載完成并拆除臨時(shí)支撐后才能安裝，所以需要互相協(xié)調(diào)配合，因此在總包單位的統(tǒng)一組織部署下，齊心協(xié)力保證了工程順利進(jìn)行。

北京城建集團(tuán)東方廠安置房一標(biāo)段工程總承包部黨支部書記 黎方益攝

預(yù)制看臺(tái)構(gòu)件的清水表面非常嬌貴，一旦棱角被磕碰受損或表面被污染，修復(fù)起來(lái)非常困難。所以在看臺(tái)構(gòu)件倒運(yùn)和安裝過(guò)程中，所有安裝人員都小心謹(jǐn)慎，鋼管、撬棍等工具盡量輕拿輕放；每安裝一段后，立即清理并涂刷混凝土保護(hù)劑，然后鋪上軟墊，最后還要用多層復(fù)合板做硬質(zhì)防護(hù)，才能避免看臺(tái)板受損。

曾參與“鳥(niǎo)巢”預(yù)制看臺(tái)生產(chǎn)和吊裝工作的蔡亞寧，此次在現(xiàn)任北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司總工程師和國(guó)家速滑館“冰絲帶”總工程師、也是曾經(jīng)執(zhí)掌“鳥(niǎo)巢”項(xiàng)目的“雙奧總工”——李久林的指導(dǎo)下，具體負(fù)責(zé)了“冰絲帶”預(yù)制弧形看臺(tái)的各項(xiàng)工作。她透露，“冰絲帶”預(yù)制看臺(tái)在“鳥(niǎo)巢”的基礎(chǔ)上無(wú)論從主體板型、主受力節(jié)點(diǎn)、采用標(biāo)準(zhǔn)和工法等多個(gè)方面，還是在整體效果、結(jié)構(gòu)安全、功能、綠色生產(chǎn)與施工和安裝等都有了突破性提升。同時(shí)，“冰絲帶”在建造過(guò)程中，秉承“科技、智慧、綠色、節(jié)儉”的理念，首次應(yīng)用了綠色再生混凝土，將國(guó)家速滑館基礎(chǔ)灌注樁剔鑿下來(lái)的混凝土樁頭在北京首鋼資源綜合利用科技開(kāi)發(fā)有限公司加工為再生骨料，通過(guò)精心的再生混凝土配合比設(shè)計(jì)和嚴(yán)控質(zhì)量，用C45再生混凝土生產(chǎn)的清水混凝土看臺(tái)構(gòu)件質(zhì)量得到了保證，用回了“冰絲帶”，這在國(guó)內(nèi)尚屬首次，樹(shù)立了國(guó)內(nèi)工程建筑垃圾的閉鏈再生應(yīng)用的典范。這一技術(shù)的應(yīng)用，一方面可以大量利用廢舊混凝土，減少建筑業(yè)對(duì)天然骨料的消耗；另一方面還可以減輕混凝土廢棄物造成的生態(tài)環(huán)境惡化的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)工程整體綠建三星的目標(biāo)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

科技創(chuàng)新、智慧建造、綠色環(huán)保、可持續(xù)利用，是冬奧場(chǎng)館為中國(guó)樹(shù)立的新形象，更是中國(guó)混凝土為世界貢獻(xiàn)的力量。