——记北京城建“智”造国家速滑馆
□宋伟莎 段捷 苏振华
2022年5月，国家速滑馆这座北京2022年冬奥会标志性新建场馆在圆满完成冬奥会比赛任务，创造出耀眼的竞赛成绩后，捧得了素有中国建筑质量“奥斯卡”之称的鲁班奖。
国家速滑馆，又名“冰丝带”，为北京2022年冬奥会唯一新建的冰上运动场馆，14枚奥运金牌在此诞生。自筹建之日起，因其独特的建筑造型，备受社会各界关注。2018年1月16日，这是一个载入北京城建集团史册的日子，这个曾经建造过“鸟巢”、国家体育馆等夏奥代表性场馆的企业，中标了冬奥会标志性场馆——国家速滑馆。
双奥之企，使命必达。对标“鸟巢”，超越“鸟巢”，这是进场第一天起，北京城建集团为“冰丝带”定下的建筑标准。历经三年多的工程建设，项目团队以精益求精的匠人精神，以敢为人先只争朝夕的担当实干，善于突破的智造，精心编织“冰丝带”，续写着奥运建筑传奇，奉献一座见证中国科学技术发展、彰显城建铁军力量的时代丰碑。
国产创新 中国“智”造高钒索
“以前都是使用进口索，使用国产索还得担风险，何必呢？”“国外供应商追着向你卖索，干嘛不买现成的，费这么大劲呢？” 2018年1月，国家速滑馆公司副总经理、总工程师，北京城建集团公司总工程师李久林提出在国家速滑馆索网施工中应用国产高钒密闭索的主张时，外界出现了不同的声音和意见。
在大家看来，使用国产高钒密闭索风险大且非必要。国产高钒密闭索从未在建筑领域应用过，更何况是要应用到国家速滑馆这一重大工程中。但是李久林却明白，这一想法不是贸然的决定。此前，国内工程建设中应用的高钒密闭索长期依赖进口，价格高，加工、通关所导致的供货时间不可控，往往受制于人。
“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。”在李久林看来，生逢伟大时代，建设伟大工程，就得扛起责任、担起风险，国家速滑馆要为中国“智”造提出中国方案，“冰丝带”就要做敢于吃螃蟹的第一“人”！
在推动高端材料国产化情怀的驱使下，李久林和团队拿出当年攻克“鸟巢”国产Q460钢材时的气魄，把国内能够生产高钒密闭索的顶级厂家全部考察了一遍。在对国产高钒密闭索应用历史、技术能力等进行摸底过程中发现，随着国内加工高钒密闭索的渐进发展，只要能做出索体外层的Z型钢丝，就能破解高钒密闭索国产化的瓶颈。
找准痛点，精准出击。优化Z型钢丝拉丝技术指标、攻关拉丝模具……时任项目总工的史自卫带领团队与河北巨力联合开展技术攻关，仅用3个月便突破核心瓶颈，研制出第一根试制索。对试制索开展弹性模量试验、静载破断试验、索夹滑移试验、Z型钢丝特性相关试验等，还专门聘请独立的第三方检验机构对钢索加工的每道工序进行平行检验，验证了国产索的安全性和可靠性。
为了控制索体成型质量，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首次成功应用，填补了国内技术空白。巨大的“天幕”在国家速滑馆上空，成为了一道独特的风景线。技术国产的一小步，成为了行业跨越的一大步。三亚亚沙会体育场、上海浦东足球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，彻底打破了高钒密闭索的国际市场垄断，进口索垄断优势不在、价格开始下降，国内高端材料行业再一次实现“并跑”。
智慧建造 用“中国方案”与时间赛跑
2022年1月，当习近平总书记到国家速滑馆考察时，站在场中心，他评价道：“国家速滑馆不仅硬件世界一流，制冰技术也世界领先，体现了大国工匠精神！”这是对全体建设者的褒奖，更是对这座用智慧与汗水浇筑而成的场馆最佳的赞扬。
为保障如期举办北京2022年冬奥会，并为测试赛、场馆试运营留足时间，国家速滑馆自开工之日起“后门关死”，与同类体育场馆相比更短的周期决定了“冰丝带”开战即是决战。新颖的结构形式，超大跨度的索网屋盖、S异面网壳结构、弧形预制看台，无一不是巨大的挑战；而椭圆的正投影、马鞍形屋面、天坛型曲面幕墙构成的整体流线造型，更是给施工的构件加工和安装定位增加了难度，不仅要保证安装的精准，更要达到建筑形态的精美，这就给整个工程的施工部署提出了非常高的要求。建设难度如此巨大，如何在保证施工质量的前提下，确保国家速滑馆如期竣工是团队面临的一大难题。但是一系列的难题，难不倒拥有丰富施工经验的北京城建，这支“王牌部队”迅速拿出了解决方案，采取智慧建造，用空间换时间，誓要跑赢这场接力赛！
项目团队采用装配式的建造思路，从钢结构、索结构、预制看台、围护结构、机电设备管线、装饰块材，均采用工厂加工，现场拼装，多专业多工种的平行施工为项目提供了最佳的方案。全专业的装配式建造对安装精度提出了更高的要求。为此，团队针对高钒密闭索、单元式屋面分别建立了施工质量验收标准，规范施工工艺、确保施工质量；全生命周期、全专业进行BIM建模及交付，提高异形构件的加工制作以及安装匹配精度，同时提升团队对于异形建筑形态的把控力和信息处理效率；此外，钢结构环桁架滑移和索网的提升和张拉均采用了数控设备，这样既能保证施工的同步性，也保证了施工的准确性。
BIM中心负责人苏李渊说：“BIM建造让国家速滑馆的施工更加智能，也更加精准。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技术的全过程智慧建造让‘冰丝带’从图纸变为现实。”
8500吨钢结构环桁架采用“东西侧高低位滑移+南北侧原位吊装”的施工方案，东西两侧各2750吨环桁架，铺设8条轨道，整个滑移过程使用数控设备来保证施工的同步性。索网是198m×214m，整个屋盖581吨的索网整体提升、同步张拉，这些如果单靠人力无法保证同步性，施工精度势必会下降，只能靠数控设备保证安装精度，从而提高整个施工过程的安全性。穿着安全带，站在马道上检查索网形态的项目副总工程师苏振华说：“在集团公司的大力支持下，项目部的技术团队经过了反复论证，确保了对接误差在10mm以内，最后实际误差不超过1厘米，大体量的建筑达到这样的施工精度，堪称建筑奇迹。”
国匠担当 打造冬奥质量
“你们几个年轻人跟我上屋面，其他人员分三组到二层、地下查看漏雨情况！”2020年8月，北京的雨水比往年多了许多，为了彻底解决幕墙和屋面体系漏水问题，项目经理李少华正带领团队到现场各处查看漏点，以精精益求精的态度，向2020年年底完工目标冲刺，誓要以“冬奥速度”“冬奥质量”将国家速滑馆打造成为“冬奥标杆”！
国家速滑馆的屋面、幕墙结构极其复杂，拥有世界上最大的索网屋盖，二层以上外幕墙为天坛轮廓造型，整体曲面形幕墙剖面由“五凹四凸”曲面幕墙、8块平板玻璃构成“天坛形”，外侧为小半径“冰丝带”。幕墙及屋面体系复杂的结构体系，对项目团队从前期策划到实际施工提出了极大的挑战。
经过反复试验，项目团队摒弃了最初选定的TPO材质的防水材料，把目标瞄向了变形适应性强的EPDM材质防水材料。EPDM防水材料在行业内应用度底，到底能不能适应索网变形？是用国产材料还是进口材料？从2018年12月到次年8月，两万次的拉伸仿真“实验”给出了答案。“通过仿真计算，屋面9公分的缝隙最大变形是2公分，我们选取5公分宽、9公分长的防水材料拉长2公分，循环往复做了2万次来回拉伸实验，观察材料是塑性变形还是弹性变形。”BIM负责人苏李渊说。紧接着，技术团队又选取3个厂家制作1:1的实体样板放到施工现场，观察其在经历风吹日晒后的性能。在经过近2个月的现场试验后，最终确定了防水体系和做法，为屋面体系稳定奠定了良好的基础。
2019年12月底，国家速滑馆实现了封顶封围，多次试验的成果到底能不能禁得起实践的考验，答卷要在2020年的汛季交出。2020年初，一场突如其来的新冠疫情险些打乱了国家速滑馆施工的节奏。在国家强有力的防疫措施保障下，项目团队迅速调整，一手抓防疫，一手抓复工复产，在北京市重点工程中，也位于率先复工的前列。装饰装修、冰面施工，这些都要求在施工高峰期的雨季场内不能漏雨。
“2020年的雨天好像异常的多，一星期内几场大暴雨连着下，找完漏点后想要施工都得挑晴天，天气因素给施工造成了极大的挑战。”李少华后来回忆起那个夏天，对大暴雨的天气尤为印象深刻。挑战与机遇并存，只有经过暴雨的实战，才能更好地找出屋面和幕墙的漏点，在完工前交出一份满意的答卷。
每一次暴雨来临，李少华就会带上技术、工程的青年骨干到屋面和现场巡查，他们是那群逆流而行的人，暴雨倾盆，上屋面的马道窄小难行，但是却阻挡不了这群冬奥建设者。实践是检验真理的唯一标准，功夫不负有心人。随着这样拉网式的检查，屋面及幕墙体系也不断优化，有力保障了场馆内机电、精装、冰面施工的全力冲刺，确保了国家速滑馆于2020年12月底完工，“冰丝带”惊艳亮相。
2020年5月，国家速滑馆以148.5分的年度最高分荣获中国钢结构金奖年度杰出大奖。2021年10月，“冰丝带”又荣获中国钢结构协会科学技术特等奖这一殊荣。2021年12月，国家速滑馆通过建筑长城杯金奖现场验收，捧得了北京市长城杯双金杯，为冲刺鲁班奖奠定了良好的基础。
2022年2月4日，奥运圣火再次在“鸟巢”上空点燃，翘首以盼的北京冬奥会如期来临，全世界的目光聚焦中国、聚焦北京，“最快的冰”也开始了它一战成名之路。13次刷新奥运会纪录，其中1次打破世界纪录，冬奥会期间，“冰丝带”成为瞩目的焦点。2月12日，高亭宇在速度滑冰男子500米项目中夺得金牌，“冰丝带”变身“金丝带”，中国人在中国“智”造的场馆中打破奥运纪录使得全场沸腾，更成为了国家速滑馆的高光时刻。
冬奥会期间，国家速滑馆国际奥委会委员、国际奥委会北京冬奥会协调委员会主席小萨马兰奇到国家速滑馆考察，他评价道：“国家速滑馆是奥运历史上最棒的速滑场馆。”伊琳·伍斯特以1分53秒28创造新的奥运会纪录后激动地说：“冰丝带绝对是世界最美、最快的场馆之一。”在速度滑冰男子5000米比赛中，世界纪录保持者、瑞典选手尼尔斯·范德普尔以6分08秒84的成绩夺冠，同时打破奥运会纪录。范德普尔赛后说道：“这也许是我这辈子滑过的最棒的体育馆。”优异的竞赛成绩，各国运动员及官员对国家速滑馆的频频点赞，就是对全体建设者最大的肯定。
在2022年4月8日召开的北京冬奥会、冬残奥会总结表彰大会上，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平指出，北京冬奥会、冬残奥会广大参与者珍惜伟大时代赋予的机遇，在冬奥申办、筹办、举办的过程中，共同创造了“胸怀大局、自信开放、迎难而上、追求卓越、共创未来”的北京冬奥会精神。回首来时路，是“比铁还硬，比钢还强”的团结之力，是“风雨无阻向前进”的不懈奋斗，让城建人攻克了一个又一个看似不可攻克的难关，实现了“人心齐，泰山移”的奇迹。
一代人有一代人的使命，一代人有一代人的担当。从夏奥到冬奥，从“鸟巢”到“冰丝带”，双奥之城见证百年强国梦，双奥之企彰显国匠之担当。精益求精的匠人精神诠释着城建的价值理念，展现着城建人的精神内核，这些创新与奋斗、汗水与笑容交织的奋斗历史永远印刻在了国家速滑馆的光影流转当中，印记在了奥运建设的历史画卷之上。北京城建这支国匠之师，也将永传红色基因，永葆“闯”的精神、“创”的劲头、“干”的作风，永远听从指挥、迎难而上，为中国建造贡献更大的智慧与力量，与亿万中国人民一道，共筑中国梦，一起向未来！
