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)。這樣一來，冬奧開幕式既是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)，在中國航天科技集團公司中國運載火箭技術(shù)研究院牽頭抓總下，包攬了地面舞臺系統(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)行機構(gòu)、場外火炬雙轉(zhuǎn)臺等工程項目及核心設(shè)施設(shè)備，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。

        上空威亞項目是2022年冬奧會及冬殘奧會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，配合在體育場內(nèi)吊掛道具，使道具沿特定曲線在規(guī)定時間內(nèi)完成升降與水平運動，與演出的其他部分共同呈現(xiàn)演出創(chuàng)意的特殊效果。

      本項目主要工作內(nèi)容包括：拆除2008年奧運會遺留的、已報廢的威亞設(shè)施設(shè)備，依據(jù)冬奧會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)行機構(gòu)（4.4 t）的主火炬（2.2t）、五環(huán)（3.2t）、大滑板。主要設(shè)計指標(biāo)參數(shù)如下：

總吊重：10400kg;

最大單吊點載荷：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

項目重點、難點

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

       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，單個載荷重量約6.4t（實際6.6t），為不影響演出效果，所有載荷吊掛后威亞最低點高于45m，無論從載荷重量還是吊高都遠(yuǎn)超2008年北京奧運會，給高可靠性結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了很大的挑戰(zhàn)。

       空中大負(fù)載條件下姿態(tài)精確控制

       本次威亞除單個負(fù)載重量大大增加外，在帶執(zhí)行機構(gòu)的主火炬在水平運行中，威亞上的運行小車是在一個有坡度的鋼索運行，并且小車在受力復(fù)雜的超靜定的四索上同步運行，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)計了控制系統(tǒng)的實時監(jiān)測和調(diào)整功能，利用一套多元同步、實時參數(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，同時冰立方裝置與威亞裝置相互給控制信號，實現(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升降卷揚機和一臺水平卷揚機、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，詳細(xì)運行過程見前面相關(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臺升降卷揚機、北面4升降卷揚機、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，詳細(xì)運行過程見前面相關(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臺升降卷揚機、北面4升降卷揚機、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。