從晶瑩剔透的“冰雪五環(huán)”到浪漫唯美的雪花火炬臺(tái)，從奪目多變的冰瀑到創(chuàng)意無限的點(diǎn)火儀式……北京冬奧會(huì)開幕式通過科技賦能藝術(shù)，實(shí)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(chǎng)簡(jiǎn)約、浪漫、唯美、空靈的視聽盛宴，再次驚艷全球。

       舞臺(tái)系統(tǒng)作為將藝術(shù)創(chuàng)意化為現(xiàn)實(shí)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)。這樣一來，冬奧開幕式既是檢驗(yàn)我國舞臺(tái)機(jī)械行業(yè)發(fā)展水平和自主創(chuàng)新能力的重要時(shí)刻，也成為最新舞臺(tái)科技的展示臺(tái)和企業(yè)比拼實(shí)力的競(jìng)技場(chǎng)。

       北特圣迪作為此次北京冬奧會(huì)冬殘奧會(huì)四場(chǎng)儀式中承接舞臺(tái)機(jī)械項(xiàng)目最多的企業(yè)，在中國航天科技集團(tuán)公司中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院牽頭抓總下，包攬了地面舞臺(tái)系統(tǒng)、空中設(shè)施設(shè)備工程、冰瀑大型表演裝置、主火炬姿態(tài)調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)、場(chǎng)外火炬雙轉(zhuǎn)臺(tái)等工程項(xiàng)目及核心設(shè)施設(shè)備，憑借強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力成為這場(chǎng)競(jìng)技中的最大贏家，用智慧和實(shí)力為這場(chǎng)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(duì)精彩亮相于開幕式上的“北特智造”進(jìn)行一一解密。

       今天，我們走進(jìn)“鳥巢”，來看看開幕式直播的主角：上空威亞。

        上空威亞項(xiàng)目是2022年冬奧會(huì)及冬殘奧會(huì)開閉幕演出的重要組成部分，主要功能是根據(jù)導(dǎo)演組創(chuàng)意要求，配合在體育場(chǎng)內(nèi)吊掛道具，使道具沿特定曲線在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成升降與水平運(yùn)動(dòng)，與演出的其他部分共同呈現(xiàn)演出創(chuàng)意的特殊效果。

      本項(xiàng)目主要工作內(nèi)容包括：拆除2008年奧運(yùn)會(huì)遺留的、已報(bào)廢的威亞設(shè)施設(shè)備，依據(jù)冬奧會(huì)開閉幕式演出需求新建一套威亞系統(tǒng)。

      新建威亞系統(tǒng)由頂部支撐系統(tǒng)、空中承載鋼索、空中威亞裝置、控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成，布置于鳥巢頂部，根據(jù)導(dǎo)演創(chuàng)意需求，南北布置3組10根固定索，8根直徑28mm承載鋼索、2根直徑18mm電纜鋼索，跨度約200m，主要用于懸吊帶姿態(tài)調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)（4.4 t）的主火炬（2.2t）、五環(huán)（3.2t）、大滑板。主要設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù)如下：

總吊重：10400kg;

最大單吊點(diǎn)載荷：1600kg;

吊高(帶載荷)：>45m；

WH升降速度：0.95m/s；

核心裝置水平速度：1.7m/s;

核心裝置升降速度：0.8m/s

滑板升降、水平速度：2m/s;

負(fù)載供電方式：核心裝置上部供電

項(xiàng)目重點(diǎn)、難點(diǎn)

       大跨度大負(fù)載條件下高可靠性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

       空中威亞沿南北向布置，固定索跨度200m，按照導(dǎo)演創(chuàng)意需求，總吊重約10.4t，單個(gè)載荷重量約6.4t（實(shí)際6.6t），為不影響演出效果，所有載荷吊掛后威亞最低點(diǎn)高于45m，無論從載荷重量還是吊高都遠(yuǎn)超2008年北京奧運(yùn)會(huì)，給高可靠性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了很大的挑戰(zhàn)。

       空中大負(fù)載條件下姿態(tài)精確控制

       本次威亞除單個(gè)負(fù)載重量大大增加外，在帶執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主火炬在水平運(yùn)行中，威亞上的運(yùn)行小車是在一個(gè)有坡度的鋼索運(yùn)行，并且小車在受力復(fù)雜的超靜定的四索上同步運(yùn)行，又要保證裝置的升降、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)等復(fù)雜的姿態(tài)控制需求，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整功能，利用一套多元同步、實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)消除了四根主索變形影響。

       限位條件下負(fù)載精確懸吊及回收控制

       本次威亞吊掛的五環(huán)載荷，是從冰立方裝置中升起，同時(shí)還需要精確回收。五環(huán)載荷完全置于冰立方裝置之中，四周間隙很小，不同于懸吊自由載荷，允許一定的控制誤差，本次懸吊五環(huán)載荷，一旦控制精度不夠，載荷將撞擊地面裝置，帶來破壞性的后果。因此，需要控制系統(tǒng)有很高的控制精度，同時(shí)冰立方裝置與威亞裝置相互給控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間互鎖功能。

       限位條件下負(fù)載同步控制

       本次威亞吊掛的五環(huán)載荷、主火炬載荷，是從地面裝置中同步升起、收回，同步精度要求高，需要控制系統(tǒng)有很高的控制精度。

       限位條件下高空施工

       本次威亞吊掛載荷重、鋼索重量大，在限制條件下，需要人工拉鋼絲，吊具小車安裝在鋼索上，需要爬鋼索安裝調(diào)試，屬于高空作業(yè)，危險(xiǎn)性較大。

功能說明

       第1道主索的威亞目的用于起吊基坑內(nèi)升起的五環(huán)道具

       主要由兩根直徑28mm的主索系統(tǒng)、固定在主索上的固定威亞小車、中間平衡水平和固定升降索的固定結(jié)構(gòu)、在南北各布置的一臺(tái)升降卷揚(yáng)機(jī)和一臺(tái)水平卷揚(yáng)機(jī)、固定在鳥巢上層鋼結(jié)構(gòu)下表面的旋轉(zhuǎn)滑輪組、立柱上的主滑輪組等部分組成。這樣的布置結(jié)構(gòu)，解決了升降索與水平索在空中交叉，確保五環(huán)兩吊點(diǎn)始終保持在一條線上，避免空中鋼索的交叉引起的絞繩，影響設(shè)備的安全性和可靠性，保證五環(huán)的升降一直在一個(gè)平面內(nèi)。

       第2道主索的威亞目的用于大滑板展示，從南北一側(cè)升起再往中間移動(dòng)，詳細(xì)運(yùn)行過程見前面相關(guān)內(nèi)容。主要由2根直徑28mm的主索系統(tǒng)、威亞小車、南面4臺(tái)升降卷揚(yáng)機(jī)、北面4升降卷揚(yáng)機(jī)、固定在鳥巢上層鋼結(jié)構(gòu)下表面的旋轉(zhuǎn)滑輪組、立柱上的主滑輪組等組成。

       第3道主索的威亞目的用于主火炬展示，從南北一側(cè)升起再往中間移動(dòng)，詳細(xì)運(yùn)行過程見前面相關(guān)內(nèi)容。主要由4根直徑28mm的主索系統(tǒng)、威亞小車、南面4臺(tái)升降卷揚(yáng)機(jī)、北面4升降卷揚(yáng)機(jī)、固定在鳥巢上層鋼結(jié)構(gòu)下表面的旋轉(zhuǎn)滑輪組、立柱上的主滑輪組等組成。