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从北京出发,旅客无论是走京藏、京礼高速公路,还是乘坐京张高铁,都能在途经延庆时看到一座百米高塔:海坨塔。在近120米高的塔身上,耸立着高18米、直径12米、重51吨的巨型奥运五环,宛若一座“冰雪丰碑”,矗立在北京延庆的群山中。

3道加固确保塔身“稳如泰山”

海陀塔是在原中科院延庆太阳能发电研究基地的太阳能集热塔的基础上进行改造设计完成的。6条120米长的“冰晶飘带”围绕塔身旋转而下,像从高山上俯冲而下的滑雪赛道,又像一座冰雕状的奖杯,富有灵动飘逸之美。

“因原太阳能集热塔建成时间较早,为保证新增加的奥运五环不会对原结构造成破坏,我们进场后首先就对原结构进行鉴定,并对塔身进行有针对性的加固。每一项加固方案都经过3轮以上内部技术论证。”来自中建二局第三建筑工程有限公司的项目总工田磊表示。

为此,项目部特意在底座塔壁增加24根支撑柱、两道环梁,3个集热洞口分别加装混凝土支撑立柱和环梁……由于每条飘带重达45吨,为了保证塔身结构稳定,还特别在塔底裙口内部增设了24根混凝土扶壁柱进行加强。

作为科研用集热收集塔,在塔身北侧靠近塔顶位置,自上而下分别安装有3个大小不一的太阳能收集洞口,为了保证洞口位置结构稳定,项目部在每个洞口两侧又增加混凝土加强柱以及塔身环梁,一系列措施有效提高了塔身结构整体强度。

120米高空拼装51吨冬奥会标

延庆的冬季,风大气温低。“有时塔顶一阵风过来,170斤的壮汉都站不住。”田磊表示,海陀塔从纸面设计到方案实施,最大的难点是如何扛住12级大风。为此,项目部成立了专项BIM团队,用三维化模拟不同风力下最佳吊装体积、重量,优化会标吊装方案。最终决定将奥运五环最下方黄、绿两环,以及蓝黑红三环各1/4作一体化吊装,余下蓝、黑、红三环剩下的3/4部分则单独进行吊装焊接。

为保证五环标志高空拼装严丝合缝,项目部提前精确测量确定吊装路线,在吊装路线中增加牵引导轨,选用630吨履带式起重机,并针对性设计出一种空中防风措施,确保51吨会标环始终能在吊装过程中保持稳定。为了控制焊接精度,项目部通过软件模拟,对薄弱部位作加强处理,同时在五环拼接部位增加就位措施,减少高空拼接难度,最终将焊接误差控制在2毫米以内,使“奥运五环”以最完美的姿态呈现出来。

6条百米飘带打造冰裂纹奇效

海陀塔6条120米钢结构飘带,犹如6条蟠龙,环绕塔身,扶壁而上。

“这是要作为永久地标的项目,我们不仅要快,还要做到尽善尽美。”工程部副经理石真祺说。为打造“冰晶飘带”,项目部在施工过程中进行二次深化设计,创新性地采用了双层叠加的方式对ETFE张拉膜进行加工,植入了白色双层双向锁具。数条不规则的白色拉索分为上下两层交叉排布,其中两层之间仅留有5厘米距离,ETFE膜就安装在5厘米的空间之中,打造“冰裂”效果,进一步提升观赏性,同时也保证膜结构不被大风吹拉变形。

飘带的安装也困难重重,6条冰雪飘带,每条飘带钢结构重达45吨。项目部只能将飘带分为四分段安装。按照常规做法,ETEF膜一般都在地面安装完后,再将钢结构进行吊装固定。可由于当地气候原因,刮三级风的时候,钢结构飘带就被吹得左右摇摆,很难进行定位控制,为此,项目部只好选择进行飘带分段吊装、ETFE膜结构在高空进行安装施工。为了给膜高空安装提供方便、可靠的施工作业面,项目部集思广益,一方面,在塔身腰部以下搭设环抱塔身的落地脚手架;另一方面,专门设计出一种可利用安装好的飘带结构进行施工的专用吊篮系统。

为了让“奥运五环”点亮夜空,在五环结构的双侧,安装了8万余个0.3瓦白色点光源,在夜间延庆群山之中使奥运五环的光芒照耀整个延庆赛区。飘带内置RGB+W线型LED光源,在冬奥期间呈现由五环颜色构成的动态画面,未来还能根据春、夏、秋、冬和不同节庆呈现不同主题的灯光秀。

如今,这座顶部装设巨型奥运五环,塔身粉妆玉砌、飘带白雪晶莹的海陀塔已然成为冬奥会的标志性景观,将作为2022年北京冬奥会的重要文化遗产被永久保留。