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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（國家優質工程）和2015年度中國鋼結構協會工程兩項大獎

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

“紹興鳥巢”之美譽

或許是人們對精工鋼構集團（下稱精工鋼構）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。但是，此鳥巢非彼鳥巢，“紹興鳥巢”與“鳥巢”的區別在于“屋蓋”，其屋蓋可以根據比賽時的天氣情況開啟與閉合，以保證比賽的正常進行，避免運動健兒應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大廈,北側華齊路、南側錢陶公路與南北城市中心的主干線--金柯大道相連,笛揚路、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。體育場設有開合屋蓋，可以滿足全天候使用要求，開啟面積達12350㎡，是目前國內最大的開合式屋蓋體育場，集業余訓練、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單元塊組成，通過4臺卷揚機及上部自驅臺車實現開啟或閉合。與常規建筑形式相比，開合式屋蓋具有兩個突出的特點：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境與室外環境之間進行轉換。此外，體育場、體育館合二為一，很大程度節省了占地面積及建造成本。

施工進度

“開合屋蓋”技術突破

本工程鋼結構采用可開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、臺車軌道和活動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。主桁架采用預應力張弦桁架，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向桁架以增加屋蓋結構的整體剛度，在整個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。整個屋蓋通過環桁架下部的76個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個臺車，共28個臺車支承整個活動屋蓋，并將力傳遞給下部固定屋蓋主桁架。

                        活動屋蓋主桁架                         

技術難點一：桁架截面尺寸大，現場拼裝精度要求高、難度大。主桁架寬度達16m，跨中部位高度為19m，端部逐漸過渡到5m；環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、拼裝作業的便利性問題。因此，主桁架需要在地面上進行分段拼裝，分段長度控制在40-50m之間，以便鋼構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，同時保證了鋼拉桿初始預應力的精確度。

活動屋蓋主桁架

技術難點二：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最大程度地規避現場安全風險？這也是主桁架安裝中的一大難點。
經過樣本分析和對比，現場施工進行主桁架分段吊裝時，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量。同時，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： 
技術難點三：固定屋蓋在安裝時主桁架下部設置有8個臨時大型門式支撐架，每個支撐架均有兩個點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支撐的卸載順序及方式直接關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系到結構的安全。經過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。整個卸載過程根據理論分析撓度設計值分三個級別卸載：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%。整個卸載過程由結構分析軟件MIDAS建立結構計算模型進行仿真分析。

適應性的活動屋蓋開合驅動方式

開合屋蓋對結構設計、施工安裝、機械傳動等方面具備極高要求，集中體現了現代建筑科技的創新水平。據統計，目前國際上已成功建成美國匹斯堡市民體育場等數百個類型的開合結構建筑，這些建筑為開合結構的研究和發展提供了工程實踐。項目部組織專家研討會與技術性交流會，提出“適應性的活動屋蓋開合驅動方式”創新技術，即采用卷揚機牽引+摩擦輪自驅技術，提供巨大的驅動力，同時保證牽引同步的控制系統相對簡單，運行更加安全可靠，對設備運輸、現場吊裝、后續維護保養提供了較大的便利。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。體育場四角設有地下卷揚機房，鋼絲繩的一端固定于卷揚機雙聯卷筒的一側，另一端依次繞過轉向滑輪、拖輪托輥，固定于對側活動屋蓋的均衡梁上，再繞回來并固定于雙聯卷筒的另一側。為了適應軌道的變形，臺車可以通過阻尼油缸實現橫向、豎向小位移調節，通過液壓油缸實現最大±100mm橫向、±150mm豎向位移調節， 通過滑動關節組件實現小角度擺動。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。臺車底部設置有導向輪裝置，它裝有兩個測力銷，可以檢測導向輪在運行過程中受到的側向力，保證臺車沿既定軌道運行。

作為國內大型開合屋蓋建筑領域的領跑者，精工鋼構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，為我國鋼結構行業設計、制作、安裝開合屋蓋提供了寶貴的實踐經驗。基于精工鋼構集團在開合式屋蓋體育場方面的突出貢獻，活動式開合屋蓋最大限度利用自然通風與采光，節省了常規建筑物中通風和自然采光的設計與布置，完美實現了綠色運營、回歸自然的建筑夢想，打造出獨特的建筑外觀和震撼的開合效果，成就城市地標，促進當地體育、文娛和經濟發展。