從晶瑩剔透的“冰雪五環(huán)”到浪漫唯美的雪花火炬臺，從奪目多變的冰瀑到創(chuàng)意無限的點火儀式……北京冬奧會開幕式通過科技賦能藝術(shù)，實現(xiàn)了理念創(chuàng)新與科技力量的完美融合，為全世界觀眾獻(xiàn)上了一場簡約、浪漫、唯美、空靈的視聽盛宴，再次驚艷全球。

       舞臺系統(tǒng)作為將藝術(shù)創(chuàng)意化為現(xiàn)實的重要載體，其表現(xiàn)也成為決定此次開幕式成功與否的關(guān)鍵一環(huán)。由此一來，冬奧開幕式既成為檢驗我國舞臺機械行業(yè)發(fā)展水平和自主創(chuàng)新能力的重要時刻，也成為最新舞臺科技的展示臺和企業(yè)比拼實力的競技場。

       北特圣迪作為此次北京冬奧會冬殘奧會四場儀式中承接舞臺機械項目最多的企業(yè)，包攬了地面舞臺系統(tǒng)、上空威亞系統(tǒng)、冰瀑大型表演裝置、主火炬姿態(tài)調(diào)整執(zhí)行機構(gòu)、場外火炬雙轉(zhuǎn)臺等核心設(shè)施設(shè)備及工程項目，憑借強大的技術(shù)實力成為這場競技中的最大贏家，用智慧和實力為這場國之盛典貢獻(xiàn)了力量。

       接下來，北特圣迪將推出系列文章，對精彩亮相于開幕式上的“北特智造”進(jìn)行一一解密。

       今天，我們首先走近由于身處“鳥巢”之外，而“缺席”了開幕式直播的三個場外火炬臺，解密它們?nèi)绾卧诒碧厥サ想p轉(zhuǎn)臺裝置的“加持”下，化身為三座托舉冬奧圣火的“動態(tài)雕塑”。

為場外火炬注入“動力”

      北京冬奧會共分北京、延慶、張家口三個賽區(qū)，除了鳥巢內(nèi)的主火炬臺外，還分別在鳥巢與水立方之間的中心區(qū)、北京延慶冬奧城市文化廣場、張家口崇禮太子城小鎮(zhèn)中心廣場三地，設(shè)置了三個場外火炬臺。

       2月4日晚，在主火炬被點亮后，這三個場外火炬臺也依次被點燃。晶瑩的“雪花”和靈動的“飄帶”相向旋轉(zhuǎn)，猶如冰面上揮舞長袖、翩翩起舞的舞者，在光影的映照下，呈現(xiàn)出流光溢彩的夢幻效果，令觀者為之驚嘆。

       三個場外火炬臺采用動態(tài)雙旋轉(zhuǎn)雕塑造型，由“雪花”及“飄帶 ”組成，寓意團結(jié)和凝聚。為了呈現(xiàn)冬奧會的運動之美，增加場外火炬臺的動態(tài)視覺美感，三個場外火炬臺下分別安裝了一套雙轉(zhuǎn)臺裝置，用以帶動火炬形成內(nèi)外不同的旋轉(zhuǎn)效果。

      這套由北特圣迪專為北京冬奧會項目設(shè)計研發(fā)的裝置，由直徑22米的外轉(zhuǎn)臺和直徑18米的內(nèi)轉(zhuǎn)臺兩部分組成。在中間構(gòu)件的連接和相互支撐下，安裝“飄帶”的外轉(zhuǎn)臺和連接“雪花” 的內(nèi)轉(zhuǎn)臺，既可獨立旋轉(zhuǎn)又能雙向同步旋轉(zhuǎn)，從而使場外火炬臺在不同角度下呈現(xiàn)出高低起伏的動態(tài)。

       通過這種方式，為三個場外火炬臺注入了“運動靈魂”，營造出冬奧運動強烈的速度感、節(jié)奏感和冰雪的圣潔感。

技術(shù)難關(guān)一一攻克

       作為奧運精神的體現(xiàn)和傳承，位于室外的三個場外火炬臺必須抵御嚴(yán)寒、強風(fēng)、雨雪等不利氣候條件的影響，在此次冬奧會冬殘奧會期間不間斷運行15天。同時，為了踐行簡約、精彩、可持續(xù)利用的原則，場外火炬臺在賽后還將作為永久雕塑留存，以新城市景觀之姿供廣大民眾共享。而這些，都給雙轉(zhuǎn)臺裝置的整體方案設(shè)計增加了不小的難度。

       為了克服低溫、雨雪天氣可能對雙轉(zhuǎn)臺功能性、穩(wěn)定性、可靠性造成的不利影響，北特圣迪采取了一系列技術(shù)手段。

在材料和設(shè)備的選用上，做出特殊要求，所用到的鋼結(jié)構(gòu)、掛膠輪及密封材料、潤滑油等均選用耐低溫材料，并在電氣柜內(nèi)配裝加熱系統(tǒng)，確保電機、變頻器等設(shè)備能夠抵御零下三十度的低溫。

       在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，所有結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算、仿真模擬均按照30m/S的風(fēng)載荷、零下30度、大雪載荷的極端條件設(shè)定。根據(jù)“雪花”和“飄帶”的特殊布置，采取了內(nèi)外轉(zhuǎn)臺相互獨立的布置方案。其中，“飄帶”通過三點剛性固結(jié)在特殊處理的外轉(zhuǎn)臺固定點上，由外轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)帶動“飄帶”轉(zhuǎn)動?！把┗ā钡南露送ㄟ^十字軸萬向節(jié)與內(nèi)轉(zhuǎn)臺鉸接，上端則通過“雪花”虛擬球軸承與“飄帶”連接。“雪花”旋轉(zhuǎn)是繞上下兩鉸接點構(gòu)成的虛擬軸，由內(nèi)轉(zhuǎn)臺進(jìn)行驅(qū)動轉(zhuǎn)動?！把┗ā睒?gòu)成的虛擬軸又是“飄帶”的支撐軸。

       兩個轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)相互獨立，能在整體結(jié)構(gòu)受力時，實現(xiàn)對“飄帶”的部分支撐，從而有效改善了場外火炬臺的“飄帶”受力情況，大大提高了整個系統(tǒng)的剛度和強度。在供電供氣方面，利用氫氣的特點，首次把氫氣環(huán)和電滑環(huán)上下串聯(lián)，滿足了防爆目的，避免了因氫氣泄漏造成的危險。

       雙轉(zhuǎn)臺采用多項新的技術(shù)集成，可以在實現(xiàn)防爆、滿足低噪音、低振動、低溫、30m/s以下大變形下的情況下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，是一套全天候運行的典范設(shè)備。結(jié)合具備滿足審美要求的“飄帶”，主火炬造型的這種裝置的研究成功，將有望應(yīng)用到一些復(fù)雜的裝置或設(shè)備中，可謂是機械轉(zhuǎn)動和動態(tài)造型的典型案例，對于城市雕塑和復(fù)雜機構(gòu)的運用也具有重大意義。

       隨著冬奧盛會的啟幕，全球頂尖選手齊聚一堂，各項冰雪運動展開激烈角逐。三個場外火炬臺作為傳播奧林匹克精神的“使者”，正在北京、延慶、張家口三個賽區(qū)，傳遞冰雪的激情和魅力，見證冬奧健兒奮力拼搏的熱血與夢想。

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