由水到冰，水立方“變形記”

剛剛過去的元旦，對于所有為冬奧場館奔忙的人來說是個大日子：北京冬奧會全部競賽場館于2020年12月31日前全面完工。

國家游泳中心（水立方）是第一個實現完工改造的場館，也是世界上首次采用智能化技術建立泳池轉換冰場。現在，它有了一個新名字——“冰立方”。

時間回到2015年7月31日，2022年冬季奧運會主辦權花落北京。按規劃，水立方將變身“冰立方”，承接冰壺比賽——在全中國最有名的場館、晶瑩剔透的藍色膜結構里，招待全球來客，一切似乎完美。

沒想到，這個先入為主的決定讓水立方的命運陷入兩難之境：冬奧會冰壺比賽歷來都是在混凝土結構上凍冰，如果要在水立方舉辦，只能徹底放棄原有功能，在泳池中澆筑混凝土。

如此一來，水立方將不再有“水”。

一邊是國人有特殊情結的重要的奧運遺產之一，是創造過24項世界紀錄的“全世界最快的泳池”;一邊是冰壺場地的嚴苛標準、國際奧委會的嚴格把關和“科技冬奧、綠色冬奧”的莊重承諾。

水還是冰，夏還是冬——這道二選一的艱難命題，橫在冬奧團隊面前。

北京國資公司游泳中心總經理楊奇勇想：能不能夏天游泳，冬天滑冰，把水立方變成“兩棲”的？

“水冰轉換”，這個奧運歷史上前所未有的做法帶來破局的希望。

世界冰壺聯合會給中國出示了29條技術標準。那是楊奇勇和鄭方第一次見到冰壺世界通用標準，也是第一次體會到形勢之嚴峻：對照來看，水立方幾乎一條也不滿足。

“只能進，不能退，沒有別的選擇。”楊奇勇說，我們拒絕混凝土方案，希望給機會做水冰轉換的實驗。如果不能滿足全部標準，就無條件服從。

冰壺比賽對冰面平整度要求極高，每平方米在承受150公斤重量的情況下，冰面變形不能超過1毫米，據助理制冰師張金泉介紹：“我們研發定制可拆裝的鋼結構作為冰下主體結構，為冰壺賽道提供牢固的結構支撐。”

賽道最下面是鋼結構支撐體系，然后，依次是10厘米輕制混凝土預制板和兩層各5厘米的保溫層，接下來又是PE防潮隔離層及無紡布層，在7厘米的制冰排管及蜂窩支架之上，才是運動員接觸到的真正冰層。

作為最終冰面的基礎，混凝土板塊兩米之內高差不能大于3毫米，全場高差不能大于6毫米，這是拼裝結構安裝誤差的極限。

2019年，科技部聯合北京市、河北省及北京冬奧組委，會同教育部、工信部、國家體育總局等部門成立“科技冬奧”領導小組，統籌設計科技冬奧重點任務，為北京冬奧會和冬殘奧會提供科技支撐。

清華大學、哈爾濱工業大學、同濟大學、中建一局、商湯科技等，以及志愿加入的東北農業大學在內的國內頂尖科研力量集結起來，在科技部部署下，致力于在冰的內部性能和外部影響研究上尋求突破。

2019年底，水立方第一次圓滿完成“水冰轉換”，耗時近60天。2020年12月，第二次“水冰轉換”的結構搭建順利完成，僅用十幾天，達到“科技冬奧”重點專項的既定目標。

大大加速的“水變冰”背后，是智能化改造的加持。

據了解，第二次轉換搭建了由2600根薄壁H形鋼和1570塊輕質混凝土預制板組成的轉換結構，每根（塊）鋼梁和混凝土預制板都有自己的“數字身份”，在轉換施工中，可以精準高效地將每個構件復位。在施工過程中，通過運動捕捉技術與施工測量技術相結合，極大提高了安裝精度。

楊奇勇說，“‘水冰轉換從暢想到現實，離不開中國科技力量的支持。”2020年11月27日，水立方冰壺場館改造工程順利通過完工驗收。

（摘自《科技日報》1.4）1F3890C3-8A7A-49C8-B0DE-876920586D0F