國家速滑館“冰絲帶”由22條晶瑩的絲帶造型曲面玻璃幕墻環(huán)繞，遠(yuǎn)觀飄逸,，近看宏偉,。“冰絲帶”的屋蓋結(jié)構(gòu)是超大跨度索網(wǎng)結(jié)構(gòu),，跨度大、面積大,、空間大,，其建設(shè)施工與運(yùn)維保障背后，中國團(tuán)隊貢獻(xiàn)了重要的科技力量,。

“所謂的索網(wǎng)結(jié)構(gòu),，簡單地說，就是一張由鋼索編織而成的大網(wǎng),。這樣一張大網(wǎng)‘扣’在了國家速滑館的上方,，形成一個馬鞍形雙曲面屋頂?！闭憬髮W(xué)建筑工程學(xué)院教授羅堯治介紹,，“冰絲帶”屋蓋結(jié)構(gòu)由49對承重索和30對穩(wěn)定索編織而成，長跨198米,、短跨124米,，“冰絲帶”也是目前世界上跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面體育館。

由于一根索網(wǎng)就有幾噸重,，只有通過合理的張拉,，才能織成一張網(wǎng)。在索網(wǎng)的施工過程中,，采取了“先地面拼裝,、再整體提升”的工序,，由于場地空間限制，鋪在地面等待張拉的鋼索需要微微拱起,。倘若沒有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐,，誰也不能輕易下令彎折動輒幾噸的鋼索。

“國家速滑館屋蓋跨度大,、鋼索多,、內(nèi)力協(xié)調(diào)復(fù)雜，這要求結(jié)構(gòu)必須實現(xiàn)高精度的建造,?！闭憬髮W(xué)建筑工程學(xué)院教授鄧華介紹，團(tuán)隊在浙大打造了一個縮小版的“冰絲帶”模型,，模擬索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的建造全過程,，并驗證結(jié)構(gòu)的設(shè)計性能。

浙大團(tuán)隊基于大量的數(shù)值仿真結(jié)果和試驗測試數(shù)據(jù),，在索網(wǎng)的整體提升,、張拉控制、施工驗收和預(yù)張力監(jiān)測等方面提出了系統(tǒng)性的方案和建議,，為“冰絲帶”大跨度索網(wǎng)屋蓋結(jié)構(gòu)的高精度建造提供了有力的技術(shù)支撐,。

此外，團(tuán)隊還通過沙袋等,，在張拉好的索網(wǎng)施加荷載,。“我們在模型上吊掛不同的荷載來模擬風(fēng)吹雪打的環(huán)境,，驗證屋頂?shù)膹?qiáng)度和抗形變能力,。”鄧華說,。

為了更好摸清鋼索狀態(tài),，保障施工質(zhì)量與安全，羅堯治團(tuán)隊在施工環(huán)節(jié)就安裝上浙大自主開發(fā)的無線傳感器,，用以實時監(jiān)測和力學(xué)分析,。不僅在建設(shè)時發(fā)揮作用，在建成后,，也依舊為“冰絲帶”測量著“脈搏”與“心跳”,。

“拿到數(shù)據(jù),、傳輸數(shù)據(jù),、處理數(shù)據(jù)，是我們開展監(jiān)測分析的全過程,?！闭憬髮W(xué)羅堯治團(tuán)隊成員、建筑工程學(xué)院教授許賢說，團(tuán)隊對速滑館的應(yīng)力,、位移,、加速度、溫度,、風(fēng)壓,、索力六大類參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，測試點數(shù)多達(dá)千余個,。

相較于傳統(tǒng)的剛性屋面結(jié)構(gòu)體系,，柔性的索網(wǎng)屋面在滿足結(jié)構(gòu)功能的前提下大大減少了結(jié)構(gòu)的用鋼量，這樣精巧的空間設(shè)計為節(jié)能環(huán)保提供了保障,。

“現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)技術(shù)水平是一個國家建筑科技水平的重要標(biāo)志,。人們不斷追求更大的建筑空間，也促使我們不斷研究創(chuàng)新,，來滿足工程建設(shè)的重大需求,。”浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院董石麟院士說,。