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“冰丝带“这类体育场已成 “世界名片”,背后的故事你可知?

时间:2022-02-10 点击次数:403

2022年北京冬奥会已经在2月4日拉开帷幕,各国选手共聚北京,以超卓表现为自己赢得荣耀。而除了运动员的飒爽英姿,外观壮丽雄伟的场馆也给运动迷留下来的深刻的印象。

 


国际奥委会主席·托马斯巴赫如是说:“冬奥将在后疫情时代成为黑暗隧道尽头的光,激励着我们、鼓舞着我们。”而冬奥会的场馆,则正是这些光芒的“光源”。在北京、延庆、张家口3个赛区总共25个场馆中,有着竞赛场馆12个、非竞赛场馆13个,其中包含了新建的冰上竞技赛场馆——“冰丝带”(国家速滑馆)。本届冬奥会中速度滑冰项目内的男子1500米,女子3000米、男子5000米比赛中,参赛选手同样纷纷打破冬奥会纪录,捷报不断,其中男子1500米速度滑冰更是两破冬奥会纪录,令人振奋。

 

光鲜亮丽的场馆,

始于源头把关

 

由3360块曲面玻璃组成外墙,外观灵动飘逸的国家速滑馆占地面积约8万平方米,可容纳约12000名观众。“冰丝带”的设计理念来自“冰”与“速度”相结合的概念,22条带状结构,象征运动员划过的痕迹,也象征了冬举办的年份。

 

而“冰丝带”最令人震惊的,则是其不可思议的钢结构。其中包括了劲性结构、钢环桁架、索网结构三部分,用钢量总达到1.4万吨,屋盖体系用钢量仅约为传统屋面体系4分之1。

 

对于如此大型的钢结构建筑而言,其钢材的选择及检测至关重要,我们可以通过使用像奥林巴斯Vanta这样的XRF分析仪对钢材的成分进行分析,确保钢材为所需要的金属牌号。

 

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用Vanta手持式XRF分析仪来确定金属牌号

 

而钢材晶粒度的评估,是对钢材进行工业标准评估的关键。一般来说,随着晶粒的变小,铁和钢会变得越来越硬。得益于各种创新型热处理方法,人们生产出了晶粒得到了优化的钢和铁的最终产品。通常在一些工业标准中,如:JIS,铁素体的晶粒大小被表述为“晶粒度”(也被称为G值、GS或粒径)。晶粒越小,晶粒度越大。将钢材切割出来,埋在树脂中,进行表面抛光,并进行浸蚀后,可以通过显微镜观察的方式确定其晶粒度。

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过去,评估晶粒度简单地以目测方式确定哪张标准图谱与被测材料的晶粒度更相近,从而确定被测材料的晶粒度。随着科技发展,避免不同检查人员会得出不同结果的情况,使用软件进行半自动计算已经成为当今的主流趋势。由于软件比人眼更难确定晶粒的边界,因此在制备样品时,获得具有清晰对比度的图像是关键所在。

 

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(点击查看大图)

 

OLYMPUS Stream图像分析软件,可使检测人员(即使第一次使用显微镜)通过选择工业标准并按照软件指导执行操作步骤的方法,测量到符合工业标准的“晶粒度”,并将测量结果作为附加信息嵌入到图像中。OLYMPUS Stream图像分析软件为用户提供了强大的“晶粒区分”功能,可使显微镜像人眼一样,探测到普通软件难以确定的晶粒边界。

 

钢结构运动场馆,

检测非常关键

 

现代大型体育场馆,通常都采用先进的钢结构技术进行工程施工,而数以万计的钢部件大多数都要通过焊接的方式进行组装,其焊缝的质量直接决定了整体体育场的结构强度。

 

而像体育场馆这样的建筑,层高较高且多悬挂结构,可能对检测带来不少困难。这个时候,则对检测设备的便携性提出了非常高的要求。

 

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五棵松体育中心

图片来自北京冬奥组委,樊迪拍摄

 

此时,奥林巴斯 EPOCH 6 LT便携式探伤仪便携小巧的特性、及其强大的超声探伤仪的各种功能,可以胜任这样的检测任务。同时,可使用绳索配件套装,可将仪器绑在腿上,或将仪器拴系在绳索上,从而可使检测人员腾出双手,更好地保持身体平衡或对探头进行调整。

 

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同时,检测人员也可以将显示屏幕进行旋转,将视图从竖向变为横向,以更好地观察A扫描和读数。

 

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采用竖向显示模式

 

高质量的创新,

弥补技术空白

 

椭圆形的“冰丝带”上,是一个双曲马鞍形的屋面结构。该屋面为当今体育场馆中,规模大的单层双向正交马鞍形索网屋面,其长跨约200米,短跨约130米。我国大吨位、大面积的超大跨度单层正交索网同步张拉技术的空白。

 

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夜幕下的冰丝带

图片来自北京冬奥组委,陈晔华拍摄

 

而也正因如此,“冰丝带”获得了由国家住建部委托中国建筑金属结构协会设立的钢结构行业最高工程大奖——“中国钢结构金奖年度杰出工程”大奖。

 

我们相信,如此高质量的体育场馆,正在成为我国体育事业上的名片。而我们更相信,出色的检测设备及检测从业者,也是这些“名片”飞往世界的重要的助力。

 

 

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