一、项目概况
国家速滑馆是北京市2022年冬奥会速度滑冰项目的比赛场馆,又名“冰丝带”,是北冬奥会标志性场馆。
国家速滑馆工程北临国家网球中心,西临林萃路,建筑面积约9.7万㎡,主场馆外轮廓线投影呈椭圆形,南北长约240m、东西宽约178m,地下2层,地上3层,檐口高度15.4~33.8m,总坐席12058座。国家速滑馆外立面幕墙由22根曲线环形玻璃环绕而成,形成美轮美奂的“冰丝带”,营造出冰与速度的完美结合。建成后将与“鸟巢”“水立方”分别象征
“冰”“火”“水”在奥运赛区交相辉映,共同组成北京这座世界首个“双奥之城”的标志性建筑群。
二、项目实施策划
1、采用BIM技术的原因
(1)工程造型复杂、难度大、工期紧,通过在深化设计、加工、施工阶段应用BIM技术,实现工程精准、高效建造。
(2)项目参与方众多,通过总承包BIM管理,实现对项目进度、技术、质量、安全等方面的智慧、协同管理。3)利用以BIM为核心的信息化技术助力智慧建造,并为未来智慧场馆运营奠定基础(智慧工地→智慧建造→智慧场馆)。
2、项目团队构架
本工程基于BIM的智慧建造由项目执行经理牵头,项目总工程师分管,机关BIM中心协助指导,项目BIM中心主任负责制定BIM实施导则并落实。项目BIM中心进行总承包自施范围内模型创建工作及对各专业分包实施总承包BIM管理。专业分包BIM工程师人数根据现场需要和实施阶段进行动态调整。
三、工程实施亮点与难点
1、1.2万平方米亚洲最大冰面
国家速滑馆采用全冰面设计,冰面温度可调范围为-6~-11℃,室内设计温度控制在15摄氏度左右。制冰和浇冰用水采用两级反渗透加连续电除盐工艺,进一步提高水的纯度和冰面的硬度,利于运动员创造最好的运动成绩。
2、曲形玻璃幕墙构筑美轮美奂冰丝带
外立面22根“冰丝带”环绕,平均每条丝带长约62m。外立面二层以上为天坛形曲面幕墙系统,总玻璃块数为3360块,单曲面玻璃块数为1440块,面积约8800㎡,平板玻璃为1920块,面积为5900㎡。
3、大型型钢混凝土组合异形劲性结构
异形劲性斜柱由混凝土和超规格的型钢组成,截面随高度改变,形状不规则,地面以上柱体背向场馆倾斜。
环场馆一周的劲性柱共48根,与水平面夹角约从70°至76°变换,支撑充分配合建筑椭圆和马鞍形的要求,具有双向倾斜角度,钢骨为双工字钢形成的格构式截面单根工字钢重量大约8吨。
4、全国首例弧形预制看台板
首次采用弧形预制技术。为保证流畅的弧形,看台板制作模具采用高精度制模技术。1911块看台板为万名观众提供席位同时,为响应国家环保要求,该项目采用再生骨料混凝土进行预制看台生产。再生骨料在预制混凝土生产中已经应用广泛,但是清水预制混凝土生产为首次应用,利用完善的研发体系及清水混凝土生产工艺相结合,从而保障再生骨料清水混凝土预制生产的色差。
5、大跨度双曲马鞍形钢桁架屋面索网创世界体育场馆之最
国家速滑馆采用国内最大跨度的单层双向正交马鞍形屋面索网,长跨约200米,短跨约130米,索径64/74mm。干吨钢环桁架分段拼装。钢环桁架采用整体滑移再拼接方式安装。屋面索网采用高钒封闭索,首次采用国内加工制作技术,完全自主研制生产。屋面用钢量仅约为传统钢屋面的四分之一。
四、BIM综合应用
1.智慧设计
①三维可视化,为设计师提供更直观的全专业三维空间关系表达计
②建模过程中对设计图纸进行直满补缺,土建预留洞口的校准核直
③对机电专业管综路由进行优化排布,初步解决全专业碰撞问题。
各专业设计模型
基于数据的BIM竣工模型交付研究
①基于数据提取的BIM轻量化与监控三维展示技术
②基于BIM与物联网的场馆综合能源调度与运维管理
③基于抽取BIM特征数据的模型快速重建技术
2、全过程高精度仿真和智能施工
包括脚手架方案模拟、预制看台吊装模拟、幕墙方案模拟等仿真施工模拟。
3、预制看台板加工
主场馆地基基础共有654根混凝土灌注桩,利用灌注桩剔凿后的1.6万废旧混凝土,进行再生骨料加工,与BIM模型结合进行弧形看台板的加工制作。
4、多参与方协同平台
监理管理平台:资料管理
施工智建管理平台:进度、质量等
施工智慧工地平台:安全、绿色等