冬奥开幕式系列解密之一 | 三个场外火炬如何化身“动态雕塑”?

2022/2/6 12:48:51 BETTE Views:


      从晶莹剔透的“冰雪五环”到浪漫唯美的雪花火炬台,从夺目多变的冰瀑到创意无限的点火仪式……北京冬奥会开幕式通过科技赋能艺术,实现了理念创新与科技力量的完美融合,为全世界观众献上了一场简约、浪漫、唯美、空灵的视听盛宴,再次惊艳全球。

       舞台系统作为将艺术创意化为现实的重要载体,其表现也成为决定此次开幕式成功与否的关键一环。由此一来,冬奥开幕式既成为检验我国舞台机械行业发展水平和自主创新能力的重要时刻,也成为最新舞台科技的展示台和企业比拼实力的竞技场。

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       北特圣迪作为此次北京冬奥会冬残奥会四场仪式中承接舞台机械项目最多的企业,包揽了地面舞台系统、上空威亚系统、冰瀑大型表演装置、主火炬姿态调整执行机构、场外火炬双转台等核心设施设备及工程项目,凭借强大的技术实力成为这场竞技中的最大赢家,用智慧和实力为这场国之盛典贡献了力量。

       接下来,北特圣迪将推出系列文章,对精彩亮相于开幕式上的“北特智造”进行一一解密。

       今天,我们首先走近由于身处“鸟巢”之外,而“缺席”了开幕式直播的三个场外火炬台,解密它们如何在北特圣迪双转台装置的“加持”下,化身为三座托举冬奥圣火的“动态雕塑”。


为场外火炬注入“动力”

      北京冬奥会共分北京、延庆、张家口三个赛区,除了鸟巢内的主火炬台外,还分别在鸟巢与水立方之间的中心区、北京延庆冬奥城市文化广场、张家口崇礼太子城小镇中心广场三地,设置了三个场外火炬台。

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       2月4日晚,在主火炬被点亮后,这三个场外火炬台也依次被点燃。晶莹的“雪花”和灵动的“飘带”相向旋转,犹如冰面上挥舞长袖、翩翩起舞的舞者,在光影的映照下,呈现出流光溢彩的梦幻效果,令观者为之惊叹。

       三个场外火炬台采用动态双旋转雕塑造型,由“雪花”及“飘带 ”组成,寓意团结和凝聚。为了呈现冬奥会的运动之美,增加场外火炬台的动态视觉美感,三个场外火炬台下分别安装了一套双转台装置,用以带动火炬形成内外不同的旋转效果。

      这套由北特圣迪专为北京冬奥会项目设计研发的装置,由直径22米的外转台和直径18米的内转台两部分组成。在中间构件的连接和相互支撑下,安装“飘带”的外转台和连接“雪花” 的内转台,既可独立旋转又能双向同步旋转,从而使场外火炬台在不同角度下呈现出高低起伏的动态。

       通过这种方式,为三个场外火炬台注入了“运动灵魂”,营造出冬奥运动强烈的速度感、节奏感和冰雪的圣洁感。


技术难关一一攻克

       作为奥运精神的体现和传承,位于室外的三个场外火炬台必须抵御严寒、强风、雨雪等不利气候条件的影响,在此次冬奥会冬残奥会期间不间断运行15天。同时,为了践行简约、精彩、可持续利用的原则,场外火炬台在赛后还将作为永久雕塑留存,以新城市景观之姿供广大民众共享。而这些,都给双转台装置的整体方案设计增加了不小的难度。

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       为了克服低温、雨雪天气可能对双转台功能性、稳定性、可靠性造成的不利影响,北特圣迪采取了一系列技术手段。

在材料和设备的选用上,做出特殊要求,所用到的钢结构、挂胶轮及密封材料、润滑油等均选用耐低温材料,并在电气柜内配装加热系统,确保电机、变频器等设备能够抵御零下三十度的低温。

       在结构设计上,所有结构的设计计算、仿真模拟均按照30m/S的风载荷、零下30度、大雪载荷的极端条件设定。根据“雪花”和“飘带”的特殊布置,采取了内外转台相互独立的布置方案。其中,“飘带”通过三点刚性固结在特殊处理的外转台固定点上,由外转台的旋转带动“飘带”转动。“雪花”的下端通过十字轴万向节与内转台铰接,上端则通过“雪花”虚拟球轴承与“飘带”连接。“雪花”旋转是绕上下两铰接点构成的虚拟轴,由内转台进行驱动转动。“雪花”构成的虚拟轴又是“飘带”的支撑轴。

       两个转台的旋转相互独立,能在整体结构受力时,实现对“飘带”的部分支撑,从而有效改善了场外火炬台的“飘带”受力情况,大大提高了整个系统的刚度和强度。在供电供气方面,利用氢气的特点,首次把氢气环和电滑环上下串联,满足了防爆目的,避免了因氢气泄漏造成的危险。

       双转台采用多项新的技术集成,可以在实现防爆、满足低噪音、低振动、低温、30m/s以下大变形下的情况下进行旋转,是一套全天候运行的典范设备。结合具备满足审美要求的“飘带”,主火炬造型的这种装置的研究成功,将有望应用到一些复杂的装置或设备中,可谓是机械转动和动态造型的典型案例,对于城市雕塑和复杂机构的运用也具有重大意义。

       随着冬奥盛会的启幕,全球顶尖选手齐聚一堂,各项冰雪运动展开激烈角逐。三个场外火炬台作为传播奥林匹克精神的“使者”,正在北京、延庆、张家口三个赛区,传递冰雪的激情和魅力,见证冬奥健儿奋力拼搏的热血与梦想。


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