雪車雪橇賽道防翻滾裝置施工技術(shù)應用與研究

林波 薛永濤

摘要：本文介紹了一種雪車雪橇賽道防翻滾裝置，在設(shè)計和施工過程中進行的應用與研究。通過北京2022年冬季奧運會國家雪車雪橇中心項目的工程案例，介紹了防翻滾裝置的兩種形式的組合：連接在低墻段上的第一防翻滾裝置以及連接在高墻段上的第二防翻滾裝置。兩種防翻滾裝置均由鋼骨架及飾面板組成，高墻段防翻滾的鋼骨架與飾面板之間連接有基層板。通過第一防護裝置和第二防護裝置的設(shè)置，能夠有效防止運動員在滑行時翻滾出賽道，利于全方位地保證運動員的生命安全，該裝置為國內(nèi)首次采用。

關(guān)鍵詞：雪車雪橇賽道;防翻滾裝置

1、防翻滾裝置技術(shù)簡介

雪車雪橇賽道是一種空間曲面造型的滑道，以供運動員在賽道內(nèi)滑行而完成競技。北京2022年冬奧會國家雪車雪橇中心，是國內(nèi)唯一一條雪車雪橇賽道，也是世界上唯一一個具備360°回旋彎的賽道，最高設(shè)計時速高達134.4公里。該裝置要解決的技術(shù)問題是：提供一種雪車雪橇賽道防翻滾裝置及方法，能夠在雪車雪橇高時速行駛的情況下防止運動員翻滾出賽道，全方位保證運動員的生命安全。

為抵抗雪車雪橇在高速情況下對防翻滾裝置的沖擊力，該裝置的設(shè)計質(zhì)量、施工質(zhì)量尤為重要。本裝置鋼骨架采用Q345B級鋼材，基層及飾面層木材采用生物高分子改性橡膠木（硬木），通過焊接、高強螺栓及不銹鋼平頭鉆尾螺絲的連接，通過受力計算，使防翻滾裝置滿足極限承載力的要求，同時作為賽道的裝飾工程，本裝置應線條順暢、外形美觀，具有良好的視覺效果。

2、改性橡膠木概述

橡膠木盛產(chǎn)于東南亞國家，國內(nèi)產(chǎn)于云南、海南及沿海一帶，生長壽命約15～20年。橡膠木是一種硬木，具有一定的強度，能夠滿足防翻滾裝置的受力要求，同時該木材表面光滑、色澤沉著、紋理優(yōu)美，能夠保證防翻滾整體觀感，具有良好的裝飾效果。

本裝置橡膠木采用生物高分子改性技術(shù)（環(huán)保安全、無毒性），使高分子試劑徹底進入木材芯部，能夠分解糖分，同時改變其物理性質(zhì)，使得木材具有防白蟻、強度更高、更耐腐蝕、防火防變形、抵抗紫外線等功效。實驗證明，經(jīng)過改性后的橡膠木與松木原木放在一個白蟻箱內(nèi)試驗后，在松木被蟲蛀50%的情況下，改性橡膠木能夠保持95%的完整度。同時該木材濕脹干縮能夠保證在1%以內(nèi)，防腐性能達到C4級。符合綠色奧運的宗旨。

3、防翻滾裝置具體實施方式

3.1低墻段防翻滾裝置

3.1.1賽道低墻段防翻滾裝置實施方式

第一步：將防翻滾鋼骨架和賽道主體結(jié)構(gòu)的預埋件相連接;

第二步：在主體骨架的外部安裝飾面板。

圖中：鋼板1（Q345B熱鍍鋅鋼板290mm*200mm*10mm）、角鋼2（75mm*7mm）、鋼管3（DN40）、飾面板4（聚乙烯板）。

3.1.2具體實施步驟

1）將鋼板1和槽式預埋件使用T型螺栓5固定;

2）將角鋼2焊接在鋼板1上;

3）將鋼管3焊接在角鋼2上;

4）將飾面板4使用螺栓6固定在角鋼2上。

上述步驟1）～2）中鋼板1和角鋼2沿賽道方向每1000mm布置一個;步驟3）～4）中鋼管3和飾面板4沿賽道方向通長布置。

3.2高墻段防翻滾裝置

（1）槽式預埋件安裝及清理

首先進行槽式預埋件精確定位安裝，待賽道混凝土成型后，清理粘附在埋件外表面上的混凝土，露出其表面。將槽內(nèi)部的填充物取出，保證槽內(nèi)部干凈。

（2）放線、復核預埋件尺寸偏差

根據(jù)圖紙要求將防翻滾定位線進行現(xiàn)場放線，由于賽道為三維立面，放線時需考慮整個裝置在三維體系中的定位。因為槽式預埋件是在混凝土之前埋設(shè)，以扎絲及電焊與主體鋼筋連接，混凝土澆筑膨脹及其他因素有少數(shù)偏位，進行下道工序前先對預埋件尺寸復核。

（3）安裝、焊接整體防翻滾鋼骨架

根據(jù)定位、節(jié)點圖將鋼構(gòu)件進行下料，然后依次安裝在賽道結(jié)構(gòu)上，形成整體骨架;

（4）安裝木龍骨及基層板

根據(jù)節(jié)點圖，將基層板、木龍骨進行下料，然后依次安裝鋼骨架上;

（5）安裝飾面板

根據(jù)節(jié)點圖，將飾面板下料，然后固定于基層板上。

3.2.1高墻段防翻滾裝置整體尺寸控制

高墻段防翻滾裝置沿賽道是一個漸變的過程，如上圖所示，整個裝置的高度、傾斜角度及構(gòu)件尺寸均不相同。如何控制所有構(gòu)件的尺寸，同時消除土建單位的結(jié)構(gòu)誤差使整個裝置的外形曲面順直通暢，同時滿足圖紙要求是施工過程中需要把控的重難點。

為確保防翻滾裝置的尺寸要求，從三方面把控：1、進行深化設(shè)計，每1000mm設(shè)計一個節(jié)點詳圖，詳細標注各構(gòu)件尺寸及構(gòu)件之間的連接方式。其中重點為通過調(diào)整H型鋼6的長度調(diào)整防翻滾裝置的整體高度，通過調(diào)整H型鋼7安裝的傾斜角度，控制防翻滾頂部的角度;2、創(chuàng)建BIM模型，進行施工過程中空間放樣，BIM模型指導工作，使施工隊伍直觀了解整個防翻滾裝置的構(gòu)成及外輪廓;3、施工中進行過程把控，每道工序進行班組自檢、項目部質(zhì)量部門專檢等工作，確保每道工序質(zhì)量合格。

4、高墻段防翻滾裝置的拓展應用

高墻段防翻滾的設(shè)計思路為：在賽道結(jié)構(gòu)上組裝整體鋼骨架，通過基層板使飾面板與鋼骨架連接成整體，在賽道上形成一個異型的三維空間模型。使整個裝置滿足受力要求，同時達到裝飾效果。

通過本工程防翻滾裝置的設(shè)計與應用，可以將本裝置的設(shè)計思路引用到其他領(lǐng)域，通過三維鋼木組合結(jié)構(gòu)的理念，可設(shè)計空間異型的各種造型。其中，設(shè)計的造型若不存在受力要求，可將型鋼骨架更換為輕鋼龍骨型骨架，同時飾面板可選用各種木材或鋁板等材質(zhì)，滿足相關(guān)方的要求。

5、總結(jié)

作為雪車雪橇賽道最重要的防護措施，防翻滾裝置的可靠性是設(shè)計和施工的核心內(nèi)容：首先，通過受力計算和實體檢測，確保裝置在安全性方面能抵抗雪車雪橇在高速行駛過程中造成的碰撞力。其次，雪車雪橇賽道為空間曲面造型，防翻滾裝置與賽道的曲面的吻合度，及裝置因氣候、受力等原因造成的變形能滿足適用性方面的要求。最后，由于賽道防翻滾裝置處于室外，長期受氣候影響，鋼材及其構(gòu)配件的耐蝕性，改性橡膠木的防蟲、防腐、濕脹干縮等性能應滿足耐久性方面的要求。同時防翻滾裝置為賽道裝飾工程的一部分，其整體觀感效果也是該裝置的重要控制點之一。

通過防翻滾裝置的應用，可將其設(shè)計思路引用到其他領(lǐng)域，通過鋼木組合的結(jié)構(gòu)形式，建造各種空間異型的造型，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的文化需求，建造更加和諧、美麗的家園。

參考文獻：

[1]橡膠木 百度百科

[2]國家雪車雪橇中心項目防翻滾設(shè)計文件

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