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紹興縣體育中心工程摘得2014-2015年度中國建設(shè)工程魯班獎(jiǎng)（國家優(yōu)質(zhì)工程）和2015年度中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會工程兩項(xiàng)大獎(jiǎng)

2015年，紹興縣體育中心鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目因其高超的技藝和獨(dú)創(chuàng)的開合屋蓋記錄摘得2014-2015年度中國建設(shè)工程魯班獎(jiǎng)（國家優(yōu)質(zhì)工程）和2015年度中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會工程兩項(xiàng)大獎(jiǎng)。該項(xiàng)工程的開合屋蓋構(gòu)造對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工安裝、機(jī)械傳動等方面具備極高要求，集中體現(xiàn)了現(xiàn)代建筑科技的創(chuàng)新水平，曾榮獲2015年金鋼獎(jiǎng)、2015年鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)、2015年紹興市“蘭花杯”優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)等諸多重量級獎(jiǎng)項(xiàng)。

“紹興鳥巢”之美譽(yù)

或許是人們對精工鋼構(gòu)集團(tuán)（下稱精工鋼構(gòu)）制作、安裝的“鳥巢”印象深刻，故賦予紹興縣體育中心“紹興鳥巢”之美譽(yù)。但是，此鳥巢非彼鳥巢，“紹興鳥巢”與“鳥巢”的區(qū)別在于“屋蓋”，其屋蓋可以根據(jù)比賽時(shí)的天氣情況開啟與閉合，以保證比賽的正常進(jìn)行，避免運(yùn)動健兒應(yīng)天氣原因影響比賽成績。
紹興縣體育中心位于浙江省紹興市紹興縣柯北新城,東臨會展中心和水務(wù)大廈,北側(cè)華齊路、南側(cè)錢陶公路與南北城市中心的主干線--金柯大道相連,笛揚(yáng)路、育才路貫穿用地南北,形成棋盤格，總用地約24萬平方米。紹興體育場位于體育中心東南角。體育場設(shè)有開合屋蓋，可以滿足全天候使用要求，開啟面積達(dá)12350㎡，是目前國內(nèi)最大的開合式屋蓋體育場，集業(yè)余訓(xùn)練、體育比賽、大型文藝演出、全民健身于一體。該體育場的開合屋蓋由兩個(gè)單元塊組成，通過4臺卷揚(yáng)機(jī)及上部自驅(qū)臺車實(shí)現(xiàn)開啟或閉合。與常規(guī)建筑形式相比，開合式屋蓋具有兩個(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(xiàn)性。二是打破了傳統(tǒng)室內(nèi)空間與室外空間的界限，可以根據(jù)使用功能與天氣情況在室內(nèi)環(huán)境與室外環(huán)境之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。此外，體育場、體育館合二為一，很大程度節(jié)省了占地面積及建造成本。

施工進(jìn)度

“開合屋蓋”技術(shù)突破

本工程鋼結(jié)構(gòu)采用可開合屋蓋空間鋼管桁架體系，總體可分成主體鋼結(jié)構(gòu)屋蓋和圍護(hù)膜系統(tǒng)鋼骨架兩大部分，主體屋蓋可再次分成固定屋蓋、臺車軌道和活動屋蓋三部分相對獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。

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。在沿活動屋蓋運(yùn)行軌道方向，布置長向主桁架,在與長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(yù)應(yīng)力張弦桁架，斷面形式為魚腹形，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(jié)構(gòu)的整體剛度，在整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)面內(nèi)布置次桁架與交叉支撐體系，以增加屋蓋結(jié)構(gòu)的面內(nèi)剛度。整個(gè)屋蓋通過環(huán)桁架下部的76個(gè)球鉸支座支撐在混凝土看臺上。臺車軌道共兩組，布置在長向主桁架上部，每組軌道長236米。活動屋蓋由兩個(gè)單元塊組成，在中間直線相交，活動屋蓋主桁架跨度為93.6m。每個(gè)單元塊由7榀橫向主桁架。活動屋蓋主桁架端部各裝有1個(gè)臺車，共28個(gè)臺車支承整個(gè)活動屋蓋，并將力傳遞給下部固定屋蓋主桁架。

                        活動屋蓋主桁架                         

技術(shù)難點(diǎn)一：桁架截面尺寸大，現(xiàn)場拼裝精度要求高、難度大。主桁架寬度達(dá)16m，跨中部位高度為19m，端部逐漸過渡到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(yùn)輸?shù)臈l件，需現(xiàn)場拼裝，由于桁架的尺寸巨大，勢必帶來了拼裝精度的控制、拼裝作業(yè)的便利性問題。因此，主桁架需要在地面上進(jìn)行分段拼裝，分段長度控制在40-50m之間，以便鋼構(gòu)件及鋼拉桿盡量在地面拼裝。考慮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(bǔ)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。通過上述方法可以降低胎架用量，同時(shí)保證了鋼拉桿初始預(yù)應(yīng)力的精確度。

活動屋蓋主桁架

技術(shù)難點(diǎn)二：主桁架下弦采用四根直徑為200mm的高強(qiáng)合金鋼拉桿，排成一排。下弦離中弦的距離達(dá)13m，在中弦掛設(shè)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(dá)26m，如何搭設(shè)高空安裝的操作面和相應(yīng)的安全措施？如何在解決安裝困難的同時(shí)最大程度地規(guī)避現(xiàn)場安全風(fēng)險(xiǎn)？這也是主桁架安裝中的一大難點(diǎn)。
經(jīng)過樣本分析和對比，現(xiàn)場施工進(jìn)行主桁架分段吊裝時(shí)，首先安裝鋼拉桿其中一端的銷軸，另外一端通過手拉葫蘆臨時(shí)固定，待桁架就位后，再穿入另外一端的銷軸，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(shè)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(shè)置有8個(gè)臨時(shí)大型門式支撐架，每個(gè)支撐架均有兩個(gè)點(diǎn)位支撐著固定屋蓋的大部分荷載。支撐架卸載的過程也是固定屋蓋受力和變形重新分布的過程，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(jié)構(gòu)最終的內(nèi)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(jié)構(gòu)的安全。經(jīng)過卸載順序各方面原因的分析，項(xiàng)目部決定采用對固定屋蓋結(jié)構(gòu)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)卸載過程根據(jù)理論分析撓度設(shè)計(jì)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)卸載過程由結(jié)構(gòu)分析軟件MIDAS建立結(jié)構(gòu)計(jì)算模型進(jìn)行仿真分析。

適應(yīng)性的活動屋蓋開合驅(qū)動方式

開合屋蓋對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工安裝、機(jī)械傳動等方面具備極高要求，集中體現(xiàn)了現(xiàn)代建筑科技的創(chuàng)新水平。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國際上已成功建成美國匹斯堡市民體育場等數(shù)百個(gè)類型的開合結(jié)構(gòu)建筑，這些建筑為開合結(jié)構(gòu)的研究和發(fā)展提供了工程實(shí)踐。項(xiàng)目部組織專家研討會與技術(shù)性交流會，提出“適應(yīng)性的活動屋蓋開合驅(qū)動方式”創(chuàng)新技術(shù)，即采用卷揚(yáng)機(jī)牽引+摩擦輪自驅(qū)技術(shù)，提供巨大的驅(qū)動力，同時(shí)保證牽引同步的控制系統(tǒng)相對簡單，運(yùn)行更加安全可靠，對設(shè)備運(yùn)輸、現(xiàn)場吊裝、后續(xù)維護(hù)保養(yǎng)提供了較大的便利。活動屋蓋由固定屋蓋縱向主拱支撐，縱向主拱上鋪設(shè)軌道，軌道上共布28臺臺車，每片屋蓋由14部臺車支撐，單片屋蓋每條軌道上各7部臺車，其中有4部為從動臺車，有3部為主動臺車。體育場四角設(shè)有地下卷揚(yáng)機(jī)房，鋼絲繩的一端固定于卷揚(yáng)機(jī)雙聯(lián)卷筒的一側(cè)，另一端依次繞過轉(zhuǎn)向滑輪、拖輪托輥，固定于對側(cè)活動屋蓋的均衡梁上，再繞回來并固定于雙聯(lián)卷筒的另一側(cè)。為了適應(yīng)軌道的變形，臺車可以通過阻尼油缸實(shí)現(xiàn)橫向、豎向小位移調(diào)節(jié)，通過液壓油缸實(shí)現(xiàn)最大±100mm橫向、±150mm豎向位移調(diào)節(jié)， 通過滑動關(guān)節(jié)組件實(shí)現(xiàn)小角度擺動。臺車豎向安裝彈性橡膠圈或者蝶形彈簧，減小豎向沖擊載荷。臺車底部設(shè)置有導(dǎo)向輪裝置，它裝有兩個(gè)測力銷，可以檢測導(dǎo)向輪在運(yùn)行過程中受到的側(cè)向力，保證臺車沿既定軌道運(yùn)行。

作為國內(nèi)大型開合屋蓋建筑領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，精工鋼構(gòu)先后完成了江蘇南通體育場、鄂爾多斯東勝體育場等大型開合屋蓋的場館，為我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)設(shè)計(jì)、制作、安裝開合屋蓋提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。基于精工鋼構(gòu)集團(tuán)在開合式屋蓋體育場方面的突出貢獻(xiàn)，活動式開合屋蓋最大限度利用自然通風(fēng)與采光，節(jié)省了常規(guī)建筑物中通風(fēng)和自然采光的設(shè)計(jì)與布置，完美實(shí)現(xiàn)了綠色運(yùn)營、回歸自然的建筑夢想，打造出獨(dú)特的建筑外觀和震撼的開合效果，成就城市地標(biāo)，促進(jìn)當(dāng)?shù)伢w育、文娛和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。