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紹興縣體育中心工程摘得2014-2015年度中國建設工程魯班獎（國家優(yōu)質(zhì)工程）和2015年度中國鋼結構協(xié)會(huì )工程兩項大獎

2015年，紹興縣體育中心鋼結構項目因其高超的技藝和獨創(chuàng )的開(kāi)合屋蓋記錄摘得2014-2015年度中國建設工程魯班獎（國家優(yōu)質(zhì)工程）和2015年度中國鋼結構協(xié)會(huì )工程兩項大獎。該項工程的開(kāi)合屋蓋構造對結構設計、施工安裝、機械傳動(dòng)等方面具備極高要求，集中體現了現代建筑科技的創(chuàng )新水平，曾榮獲2015年金鋼獎、2015年鋼結構金獎、2015年紹興市“蘭花杯”優(yōu)質(zhì)工程獎等諸多重量級獎項。

“紹興鳥(niǎo)巢”之美譽(yù)

或許是人們對精工鋼構集團（下稱(chēng)精工鋼構）制作、安裝的“鳥(niǎo)巢”印象深刻，故賦予紹興縣體育中心“紹興鳥(niǎo)巢”之美譽(yù)。但是，此鳥(niǎo)巢非彼鳥(niǎo)巢，“紹興鳥(niǎo)巢”與“鳥(niǎo)巢”的區別在于“屋蓋”，其屋蓋可以根據比賽時(shí)的天氣情況開(kāi)啟與閉合，以保證比賽的正常進(jìn)行，避免運動(dòng)健兒應天氣原因影響比賽成績(jì)。
紹興縣體育中心位于浙江省紹興市紹興縣柯北新城,東臨會(huì )展中心和水務(wù)大廈,北側華齊路、南側錢(qián)陶公路與南北城市中心的主干線(xiàn)--金柯大道相連,笛揚路、育才路貫穿用地南北,形成棋盤(pán)格，總用地約24萬(wàn)平方米。紹興體育場(chǎng)位于體育中心東南角。體育場(chǎng)設有開(kāi)合屋蓋，可以滿(mǎn)足全天候使用要求，開(kāi)啟面積達12350㎡，是目前國內最大的開(kāi)合式屋蓋體育場(chǎng)，集業(yè)余訓練、體育比賽、大型文藝演出、全民健身于一體。該體育場(chǎng)的開(kāi)合屋蓋由兩個(gè)單元塊組成，通過(guò)4臺卷?yè)P機及上部自驅臺車(chē)實(shí)現開(kāi)啟或閉合。與常規建筑形式相比，開(kāi)合式屋蓋具有兩個(gè)突出的特點(diǎn)：一是回歸自然性、不受不利天氣影響的功能性和綜合體育功能的可實(shí)現性。二是打破了傳統室內空間與室外空間的界限，可以根據使用功能與天氣情況在室內環(huán)境與室外環(huán)境之間進(jìn)行轉換。此外，體育場(chǎng)、體育館合二為一，很大程度節省了占地面積及建造成本。

施工進(jìn)度

“開(kāi)合屋蓋”技術(shù)突破

本工程鋼結構采用可開(kāi)合屋蓋空間鋼管桁架體系，總體可分成主體鋼結構屋蓋和圍護膜系統鋼骨架兩大部分，主體屋蓋可再次分成固定屋蓋、臺車(chē)軌道和活動(dòng)屋蓋三部分相對獨立的結構。

固定屋蓋由4榀主桁架、28榀次桁架、四周一圈環(huán)向桁架、水平支撐體系及固定屋蓋支座五部分組成。在沿活動(dòng)屋蓋運行軌道方向，布置長(cháng)向主桁架,在與長(cháng)向主桁架垂直的方向布置短向主桁架,從而形成"井"字型雙向立體主桁架。主桁架采用預應力張弦桁架，斷面形式為魚(yú)腹形，跨中高度為19米，端部高度5米。在固定屋蓋周邊布置環(huán)向桁架以增加屋蓋結構的整體剛度，在整個(gè)屋蓋結構面內布置次桁架與交叉支撐體系，以增加屋蓋結構的面內剛度。整個(gè)屋蓋通過(guò)環(huán)桁架下部的76個(gè)球鉸支座支撐在混凝土看臺上。臺車(chē)軌道共兩組，布置在長(cháng)向主桁架上部，每組軌道長(cháng)236米?；顒?dòng)屋蓋由兩個(gè)單元塊組成，在中間直線(xiàn)相交，活動(dòng)屋蓋主桁架跨度為93.6m。每個(gè)單元塊由7榀橫向主桁架?；顒?dòng)屋蓋主桁架端部各裝有1個(gè)臺車(chē)，共28個(gè)臺車(chē)支承整個(gè)活動(dòng)屋蓋，并將力傳遞給下部固定屋蓋主桁架。

                        活動(dòng)屋蓋主桁架                         

技術(shù)難點(diǎn)一：桁架截面尺寸大，現場(chǎng)拼裝精度要求高、難度大。主桁架寬度達16m，跨中部位高度為19m，端部逐漸過(guò)渡到5m；環(huán)桁架下部有與支座連接的黃金束撐桿，總高度10m；桁架高、寬均超出公路運輸的條件，需現場(chǎng)拼裝，由于桁架的尺寸巨大，勢必帶來(lái)了拼裝精度的控制、拼裝作業(yè)的便利性問(wèn)題。因此，主桁架需要在地面上進(jìn)行分段拼裝，分段長(cháng)度控制在40-50m之間，以便鋼構件及鋼拉桿盡量在地面拼裝?？紤]到主桁架截面尺寸巨大，全截面整體拼裝對拼裝胎架要求及場(chǎng)地承載力要求非常高，技術(shù)組分析先將主桁架拼裝成兩片平面桁架，再拼成整體，下部的撐桿與鋼拉桿則采用高空補裝。環(huán)桁架包括下部的黃金束撐桿采用臥倒拼裝，極大降低了拼裝胎架高度。通過(guò)上述方法可以降低胎架用量，同時(shí)保證了鋼拉桿初始預應力的精確度。

活動(dòng)屋蓋主桁架

技術(shù)難點(diǎn)二：主桁架下弦采用四根直徑為200mm的高強合金鋼拉桿，排成一排。下弦離中弦的距離達13m，在中弦掛設吊籃并安裝鋼拉桿的難度很大，同時(shí)主桁架下弦離地面高度達26m，如何搭設高空安裝的操作面和相應的安全措施？如何在解決安裝困難的同時(shí)最大程度地規避現場(chǎng)安全風(fēng)險？這也是主桁架安裝中的一大難點(diǎn)。
經(jīng)過(guò)樣本分析和對比，現場(chǎng)施工進(jìn)行主桁架分段吊裝時(shí)，首先安裝鋼拉桿其中一端的銷(xiāo)軸，另外一端通過(guò)手拉葫蘆臨時(shí)固定，待桁架就位后，再穿入另外一端的銷(xiāo)軸，這樣可以減少高空作業(yè)量。同時(shí)，在主桁架下弦桿下方搭設操作平臺，用于鋼拉桿的高空張拉。操作平臺如下所示： 
技術(shù)難點(diǎn)三：固定屋蓋在安裝時(shí)主桁架下部設置有8個(gè)臨時(shí)大型門(mén)式支撐架，每個(gè)支撐架均有兩個(gè)點(diǎn)位支撐著(zhù)固定屋蓋的大部分荷載。支撐架卸載的過(guò)程也是固定屋蓋受力和變形重新分布的過(guò)程，固定屋蓋主桁架下臨時(shí)支撐的卸載順序及方式直接關(guān)系到結構最終的內力分布及變形情況，卸載的方法和步驟合理與否關(guān)系到結構的安全。經(jīng)過(guò)卸載順序各方面原因的分析，項目部決定采用對固定屋蓋結構和支撐架最為可靠和有利的卸載順序和方法：整體液壓同步分級卸載法。整個(gè)卸載過(guò)程根據理論分析撓度設計值分三個(gè)級別卸載：第一級卸載至撓度值的10%，第二級卸載至撓度值的30%，第三級卸載至撓度值的60%。整個(gè)卸載過(guò)程由結構分析軟件MIDAS建立結構計算模型進(jìn)行仿真分析。

適應性的活動(dòng)屋蓋開(kāi)合驅動(dòng)方式

開(kāi)合屋蓋對結構設計、施工安裝、機械傳動(dòng)等方面具備極高要求，集中體現了現代建筑科技的創(chuàng )新水平。據統計，目前國際上已成功建成美國匹斯堡市民體育場(chǎng)等數百個(gè)類(lèi)型的開(kāi)合結構建筑，這些建筑為開(kāi)合結構的研究和發(fā)展提供了工程實(shí)踐。項目部組織專(zhuān)家研討會(huì )與技術(shù)性交流會(huì )，提出“適應性的活動(dòng)屋蓋開(kāi)合驅動(dòng)方式”創(chuàng )新技術(shù)，即采用卷?yè)P機牽引+摩擦輪自驅技術(shù)，提供巨大的驅動(dòng)力，同時(shí)保證牽引同步的控制系統相對簡(jiǎn)單，運行更加安全可靠，對設備運輸、現場(chǎng)吊裝、后續維護保養提供了較大的便利?；顒?dòng)屋蓋由固定屋蓋縱向主拱支撐，縱向主拱上鋪設軌道，軌道上共布28臺臺車(chē)，每片屋蓋由14部臺車(chē)支撐，單片屋蓋每條軌道上各7部臺車(chē)，其中有4部為從動(dòng)臺車(chē)，有3部為主動(dòng)臺車(chē)。體育場(chǎng)四角設有地下卷?yè)P機房，鋼絲繩的一端固定于卷?yè)P機雙聯(lián)卷筒的一側，另一端依次繞過(guò)轉向滑輪、拖輪托輥，固定于對側活動(dòng)屋蓋的均衡梁上，再繞回來(lái)并固定于雙聯(lián)卷筒的另一側。為了適應軌道的變形，臺車(chē)可以通過(guò)阻尼油缸實(shí)現橫向、豎向小位移調節，通過(guò)液壓油缸實(shí)現最大±100mm橫向、±150mm豎向位移調節， 通過(guò)滑動(dòng)關(guān)節組件實(shí)現小角度擺動(dòng)。臺車(chē)豎向安裝彈性橡膠圈或者蝶形彈簧，減小豎向沖擊載荷。臺車(chē)底部設置有導向輪裝置，它裝有兩個(gè)測力銷(xiāo)，可以檢測導向輪在運行過(guò)程中受到的側向力，保證臺車(chē)沿既定軌道運行。

作為國內大型開(kāi)合屋蓋建筑領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，精工鋼構先后完成了江蘇南通體育場(chǎng)、鄂爾多斯東勝體育場(chǎng)等大型開(kāi)合屋蓋的場(chǎng)館，為我國鋼結構行業(yè)設計、制作、安裝開(kāi)合屋蓋提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗?；诰や摌嫾瘓F在開(kāi)合式屋蓋體育場(chǎng)方面的突出貢獻，活動(dòng)式開(kāi)合屋蓋最大限度利用自然通風(fēng)與采光，節省了常規建筑物中通風(fēng)和自然采光的設計與布置，完美實(shí)現了綠色運營(yíng)、回歸自然的建筑夢(mèng)想，打造出獨特的建筑外觀(guān)和震撼的開(kāi)合效果，成就城市地標，促進(jìn)當地體育、文娛和經(jīng)濟發(fā)展。