科普 世界最大玻璃观景台是如何稳如泰山的？

端午小长假，来这里感受安全稳固的“建工索”，妥妥的！...



端午小长假来了。您都有哪些出游计划？如果还没想好，我们给您推荐个既能观光又能“练胆儿”的好去处吧。



这是位于北京市平谷区石林峡景区的钛合金“飞碟”玻璃观景台。不久前刚刚开放。400米的高差，32.8米的悬挑，316平方米的平台面积，让它超越美国科罗拉多大峡谷廊桥，成为目前全球最大的玻璃观景平台。



怎么样，是不是有种“步步惊心”的感觉？特别是从下向上看去，这个临空悬挑的平台只由一些细细的钢索固定着，真是让人捏一把汗。



那么问题来了。这个观景平台到底是如何做到稳如泰山的？答案就在这些细钢索中。它们有一个科学的名字，叫做预应力索结构。

科普

什么是预应力索结构？

预应力索结构是一种张力结构，以一系列受拉的索作为主要承重构件，这些索按一定规律组成各种不同形式的体系，并悬挂在相应的支撑结构上，形似于一张绷紧的网或者上弦的弓。

索结构通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载作用，可以最充分的利用钢材的强度，大大减轻结构自重。因而悬索可以比较经济的跨越很大的跨度，目前已经成为大跨建筑的主要结构形式之一。

在石林峡的玻璃观景台上，拉紧的钢索预先施加了对玻璃平台的张拉力，有效抵消了平台因自重、风载、游人等因素造成的形变，从而使平台的主结构形成受力平衡，让游人体验惊险刺激的同时，真正做到安全放心、稳如泰山。

揭秘

如何“索定”观景台？

负责石林峡玻璃观景台索结构的预应力设计和建造的，是北京建工旗下的科技创新龙头——北京市建筑工程研究院有限责任公司。他们以严谨的科学技术和极致的“工匠精神”，成功解决了观景平台建造过程中的两个重大的技术难题，全力确保了工程的顺利完工和绝对安全。



难题一：挠度问题。所谓挠度，是指指梁、桁架等受弯构件在荷载作用下的最大变形。石林峡玻璃观景台的悬挑梁长达32米，梁体的过大挠度将使得结构变形超出设计要求，危及结构安全。并且，由于施工作业位置在山体外侧，无法采用常规的方法增加临时支撑减少挠度。

为此，建研院的预应力团队提出了预装斜拉索的施工方案，通过斜拉索提吊悬挑钢梁，逐段梁拼装逐步施加索力，从而减小悬挑挠度。



难题二：荷载问题。因为面积大，石林峡玻璃观景平台容易造成极大的人群荷载和风荷载，并引发巨大的圆盘座下悬挑钢梁产生构件平面外的扭转，带动圆盘平台向行船一样左右倾斜。而风荷载和人群荷载不均匀、不规律的特征更将加剧平台圆盘的持续不规则摆动。

为了解决这个关乎人身安全的大问题，项目团队补充增加了悬挑两翼的锚地索，有效平衡了平台的倾斜摆动。



两个月的时间，建研院的项目团队通过上百次的调试、一点一点地“磨精度”、找平衡，终于从记录满厚厚一本的海量原始数据中找到了最安全的索力配置，呈现了一个完美的力学性能状态，让这个全球最大观景平台稳稳立于石林峡上，给慕名而来的游客提供着最安全的保护。

延伸

北京建工这些年的“索”经典

北京建工建研院从2000年以来，坚持预应力钢结构的设计、施工、监测等相关技术研究与工程应用，整体研究成果达到国际先进水平，部分研究成果达到国际领先水平。基于这些研究成果，他们共完成了包括7个北京奥运会体育场馆，16个国内高铁站雨棚，国内外近300项预应力钢结构工程的预应力施工、监测等相关工作，国内市场占有率达到50%以上。

下面就让我们来盘点一下这些年建研院在预应力索结构方面的经典作品：

华北地区跨径最大的桥梁

苏北最大体育场

中国土木工程詹天佑奖工程

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