[摘要] 武汉体育中心位于武汉市经济技术开发区,改造工程包括主体育场综合改造,体育馆、游泳馆设备升级,以及环境绿化整体提升工程。本项目于2019年建成,我们来揭秘下武汉体育中心体育场建筑硬核技术。
本项目结构设计亮点体现在以下5点:
1、体育场蓬盖张力式索膜结构助力灯光亮化效果
篷盖采用大悬挑预应力索桁-整体张拉式索膜结构,由伞状膜结构单元组成。东西侧看台每侧18个膜单元,南北侧看台每侧14个膜单元,总共64个膜单元。每个膜单元承担结构自重、屋面活荷载、检修荷载,大悬挑预应力索-桁架体系承受音响、灯光、马道等悬挂荷重。膜材采用米白色PTFE,因其透光不透明的特性,使得体育场在夜景灯光下显得美轮美奂。
2、双层悬索承重威亚结构
为保证实施开幕式仪式导演创意方案和演出要求,需设置体育场空中威亚系统,而现有蓬盖无法满足其承载要求,因此设置了独立于现有蓬盖的双层悬索承重威亚结构。
根据新增威亚系统的高度和使用功能要求,结构形式采用钢桁架立柱+双层承重悬索+锚索结构。在双层承重悬索两端设置钢桁架立柱,立柱之间采用钢桁架连接,增加结构整体性。承重悬索跨度约380m,南北两端锚索跨度约40m,钢桁架立柱高度约68m。整个威亚结构可承受垂直荷载1430kN,水平牵引荷载2600kN,保证了导演组“丝绸之路”的表演效果。
3、火炬塔造型的结构实现
火炬塔造型新颖、独特,复杂程度高。结构设计采用Grasshopper软件找形,3D3S软件结构计算分析,结构设计组与其他专业组设计人员一道攻克了通过BIM技术实现各专业空间数据整合的难题,实现了建筑艺术、空间结构、点火装置、机械控制、舞台美术、泛光亮化等一系列高新技术的完美结合。
4、地面舞台基础
根据导演创意方案和演出要求,需设置体育场地面舞台系统,分为中心升降舞台和周边固定舞台。其中,中心升降舞台大部分位于草坪部位。由于导演组对升降舞台基础提出了很高的设计要求,要满足在每个单元(单元尺寸4310X3550)均布线载偏载40kN/m产生的倾覆力矩作用下,在单元范围内的基础面最大沉降差不大于2mm的要求。为此,升降舞台基础采用了整体式井字梁条形基础,结合地基处理,保证了升降舞台的正常工作。
5、先进的加固改造技术
根据贵宾区接待要求,悬挑尺寸接近10米,原有西区看台悬挑尺寸远不能满足使用要求。结构设计通过拆除原钢筋混凝土悬挑部分,改为采用钢结构梁实现大悬挑,悬挑钢结构梁与保留的原钢筋混凝土框架柱的可靠连接是实现该悬挑的关键,结构在原钢筋混凝土框架柱上采用大厚度钢板包钢,节点合理利用现场条件采用周边环板实现悬挑钢梁翼缘与配重结构的可靠连接,实现了西区看台近10米的大悬挑结构。
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