由水到冰，水立方“变形记”

刚刚过去的元旦，对于所有为冬奥场馆奔忙的人来说是个大日子：北京冬奥会全部竞赛场馆于2020年12月31日前全面完工。

国家游泳中心（水立方）是第一个实现完工改造的场馆，也是世界上首次采用智能化技术建立泳池转换冰场。现在，它有了一个新名字——“冰立方”。

时间回到2015年7月31日，2022年冬季奥运会主办权花落北京。按规划，水立方将变身“冰立方”，承接冰壶比赛——在全中国最有名的场馆、晶莹剔透的蓝色膜结构里，招待全球来客，一切似乎完美。

没想到，这个先入为主的决定让水立方的命运陷入两难之境：冬奥会冰壶比赛历来都是在混凝土结构上冻冰，如果要在水立方举办，只能彻底放弃原有功能，在泳池中浇筑混凝土。

如此一来，水立方将不再有“水”。

一边是国人有特殊情结的重要的奥运遗产之一，是创造过24项世界纪录的“全世界最快的泳池”;一边是冰壶场地的严苛标准、国际奥委会的严格把关和“科技冬奥、绿色冬奥”的庄重承诺。

水还是冰，夏还是冬——这道二选一的艰难命题，横在冬奥团队面前。

北京国资公司游泳中心总经理杨奇勇想：能不能夏天游泳，冬天滑冰，把水立方变成“两栖”的？

“水冰转换”，这个奥运历史上前所未有的做法带来破局的希望。

世界冰壶联合会给中国出示了29条技术标准。那是杨奇勇和郑方第一次见到冰壶世界通用标准，也是第一次体会到形势之严峻：对照来看，水立方几乎一条也不满足。

“只能进，不能退，没有别的选择。”杨奇勇说，我们拒绝混凝土方案，希望给机会做水冰转换的实验。如果不能满足全部标准，就无条件服从。

冰壶比赛对冰面平整度要求极高，每平方米在承受150公斤重量的情况下，冰面变形不能超过1毫米，据助理制冰师张金泉介绍：“我们研发定制可拆装的钢结构作为冰下主体结构，为冰壶赛道提供牢固的结构支撑。”

赛道最下面是钢结构支撑体系，然后，依次是10厘米轻制混凝土预制板和两层各5厘米的保温层，接下来又是PE防潮隔离层及无纺布层，在7厘米的制冰排管及蜂窝支架之上，才是运动员接触到的真正冰层。

作为最终冰面的基础，混凝土板块两米之内高差不能大于3毫米，全场高差不能大于6毫米，这是拼装结构安装误差的极限。

2019年，科技部联合北京市、河北省及北京冬奥组委，会同教育部、工信部、国家体育总局等部门成立“科技冬奥”领导小组，统筹设计科技冬奥重点任务，为北京冬奥会和冬残奥会提供科技支撑。

清华大学、哈尔滨工业大学、同济大学、中建一局、商汤科技等，以及志愿加入的东北农业大学在内的国内顶尖科研力量集结起来，在科技部部署下，致力于在冰的内部性能和外部影响研究上寻求突破。

2019年底，水立方第一次圆满完成“水冰转换”，耗时近60天。2020年12月，第二次“水冰转换”的结构搭建顺利完成，仅用十几天，达到“科技冬奥”重点专项的既定目标。

大大加速的“水变冰”背后，是智能化改造的加持。

据了解，第二次转换搭建了由2600根薄壁H形钢和1570块轻质混凝土预制板组成的转换结构，每根（塊）钢梁和混凝土预制板都有自己的“数字身份”，在转换施工中，可以精准高效地将每个构件复位。在施工过程中，通过运动捕捉技术与施工测量技术相结合，极大提高了安装精度。

杨奇勇说，“‘水冰转换从畅想到现实，离不开中国科技力量的支持。”2020年11月27日，水立方冰壶场馆改造工程顺利通过完工验收。

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