雪车雪橇赛道防翻滚装置施工技术应用与研究

林波 薛永涛

摘要：本文介绍了一种雪车雪橇赛道防翻滚装置，在设计和施工过程中进行的应用与研究。通过北京2022年冬季奥运会国家雪车雪橇中心项目的工程案例，介绍了防翻滚装置的两种形式的组合：连接在低墙段上的第一防翻滚装置以及连接在高墙段上的第二防翻滚装置。两种防翻滚装置均由钢骨架及饰面板组成，高墙段防翻滚的钢骨架与饰面板之间连接有基层板。通过第一防护装置和第二防护装置的设置，能够有效防止运动员在滑行时翻滚出赛道，利于全方位地保证运动员的生命安全，该装置为国内首次采用。

关键词：雪车雪橇赛道;防翻滚装置

1、防翻滚装置技术简介

雪车雪橇赛道是一种空间曲面造型的滑道，以供运动员在赛道内滑行而完成竞技。北京2022年冬奥会国家雪车雪橇中心，是国内唯一一条雪车雪橇赛道，也是世界上唯一一个具备360°回旋弯的赛道，最高设计时速高达134.4公里。该装置要解决的技术问题是：提供一种雪车雪橇赛道防翻滚装置及方法，能够在雪车雪橇高时速行驶的情况下防止运动员翻滚出赛道，全方位保证运动员的生命安全。

为抵抗雪车雪橇在高速情况下对防翻滚装置的冲击力，该装置的设计质量、施工质量尤为重要。本装置钢骨架采用Q345B级钢材，基层及饰面层木材采用生物高分子改性橡胶木（硬木），通过焊接、高强螺栓及不锈钢平头钻尾螺丝的连接，通过受力计算，使防翻滚装置满足极限承载力的要求，同时作为赛道的装饰工程，本装置应线条顺畅、外形美观，具有良好的视觉效果。

2、改性橡胶木概述

橡胶木盛产于东南亚国家，国内产于云南、海南及沿海一带，生长寿命约15～20年。橡胶木是一种硬木，具有一定的强度，能够满足防翻滚装置的受力要求，同时该木材表面光滑、色泽沉着、纹理优美，能够保证防翻滚整体观感，具有良好的装饰效果。

本装置橡胶木采用生物高分子改性技术（环保安全、无毒性），使高分子试剂彻底进入木材芯部，能够分解糖分，同時改变其物理性质，使得木材具有防白蚁、强度更高、更耐腐蚀、防火防变形、抵抗紫外线等功效。实验证明，经过改性后的橡胶木与松木原木放在一个白蚁箱内试验后，在松木被虫蛀50%的情况下，改性橡胶木能够保持95%的完整度。同时该木材湿胀干缩能够保证在1%以内，防腐性能达到C4级。符合绿色奥运的宗旨。

3、防翻滚装置具体实施方式

3.1低墙段防翻滚装置

3.1.1赛道低墙段防翻滚装置实施方式

第一步：将防翻滚钢骨架和赛道主体结构的预埋件相连接;

第二步：在主体骨架的外部安装饰面板。

图中：钢板1（Q345B热镀锌钢板290mm*200mm*10mm）、角钢2（75mm*7mm）、钢管3（DN40）、饰面板4（聚乙烯板）。

3.1.2具体实施步骤

1）将钢板1和槽式预埋件使用T型螺栓5固定;

2）将角钢2焊接在钢板1上;

3）将钢管3焊接在角钢2上;

4）将饰面板4使用螺栓6固定在角钢2上。

上述步骤1）～2）中钢板1和角钢2沿赛道方向每1000mm布置一个;步骤3）～4）中钢管3和饰面板4沿赛道方向通长布置。

3.2高墙段防翻滚装置

（1）槽式预埋件安装及清理

首先进行槽式预埋件精确定位安装，待赛道混凝土成型后，清理粘附在埋件外表面上的混凝土，露出其表面。将槽内部的填充物取出，保证槽内部干净。

（2）放线、复核预埋件尺寸偏差

根据图纸要求将防翻滚定位线进行现场放线，由于赛道为三维立面，放线时需考虑整个装置在三维体系中的定位。因为槽式预埋件是在混凝土之前埋设，以扎丝及电焊与主体钢筋连接，混凝土浇筑膨胀及其他因素有少数偏位，进行下道工序前先对预埋件尺寸复核。

（3）安装、焊接整体防翻滚钢骨架

根据定位、节点图将钢构件进行下料，然后依次安装在赛道结构上，形成整体骨架;

（4）安装木龙骨及基层板

根据节点图，将基层板、木龙骨进行下料，然后依次安装钢骨架上;

（5）安装饰面板

根据节点图，将饰面板下料，然后固定于基层板上。

3.2.1高墙段防翻滚装置整体尺寸控制

高墙段防翻滚装置沿赛道是一个渐变的过程，如上图所示，整个装置的高度、倾斜角度及构件尺寸均不相同。如何控制所有构件的尺寸，同时消除土建单位的结构误差使整个装置的外形曲面顺直通畅，同时满足图纸要求是施工过程中需要把控的重难点。

为确保防翻滚装置的尺寸要求，从三方面把控：1、进行深化设计，每1000mm设计一个节点详图，详细标注各构件尺寸及构件之间的连接方式。其中重点为通过调整H型钢6的长度调整防翻滚装置的整体高度，通过调整H型钢7安装的倾斜角度，控制防翻滚顶部的角度;2、创建BIM模型，进行施工过程中空间放样，BIM模型指导工作，使施工队伍直观了解整个防翻滚装置的构成及外轮廓;3、施工中进行过程把控，每道工序进行班组自检、项目部质量部门专检等工作，确保每道工序质量合格。

4、高墙段防翻滚装置的拓展应用

高墙段防翻滚的设计思路为：在赛道结构上组装整体钢骨架，通过基层板使饰面板与钢骨架连接成整体，在赛道上形成一个异型的三维空间模型。使整个装置满足受力要求，同时达到装饰效果。

通过本工程防翻滚装置的设计与应用，可以将本装置的设计思路引用到其他领域，通过三维钢木组合结构的理念，可设计空间异型的各种造型。其中，设计的造型若不存在受力要求，可将型钢骨架更换为轻钢龙骨型骨架，同时饰面板可选用各种木材或铝板等材质，满足相关方的要求。

5、总结

作为雪车雪橇赛道最重要的防护措施，防翻滚装置的可靠性是设计和施工的核心内容：首先，通过受力计算和实体检测，确保装置在安全性方面能抵抗雪车雪橇在高速行驶过程中造成的碰撞力。其次，雪车雪橇赛道为空间曲面造型，防翻滚装置与赛道的曲面的吻合度，及装置因气候、受力等原因造成的变形能满足适用性方面的要求。最后，由于赛道防翻滚装置处于室外，长期受气候影响，钢材及其构配件的耐蚀性，改性橡胶木的防虫、防腐、湿胀干缩等性能应满足耐久性方面的要求。同时防翻滚装置为赛道装饰工程的一部分，其整体观感效果也是该装置的重要控制点之一。

通过防翻滚装置的应用，可将其设计思路引用到其他领域，通过钢木组合的结构形式，建造各种空间异型的造型，满足人们日益增长的文化需求，建造更加和谐、美丽的家园。

参考文献：

[1]橡胶木 百度百科

[2]国家雪车雪橇中心项目防翻滚设计文件

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