“中国智造”拉起卡塔尔主体育场主索系 建研院攻克全球首例“超大跨鱼腹式索网结构”技术难关
近日,建研院攻克全球首例“超大跨鱼腹式索网结构”技术难关,圆满完成2022年卡塔尔世界杯主体育场卢赛尔体育场索网屋盖主索系安装。
卢赛尔体育场工程总用钢量相当于3个埃菲尔铁塔,屋面膜结构面积达5.6万平方米,屋面主索网采用双层轮辐式张力结构,跨度达274米,悬挑距离为76米,形如一个巨大的车轮状的“碗盖”,是世界上同类型索网体系中跨度最大、悬挑距离最大的鱼腹式索网屋面单体建筑。
体育场外观造型呈碗状,外立面由三角形网格划分,屋面造型呈马鞍形,由东西高、南北低的索膜结构进行支撑。建研院负责施工的索网屋盖采用48榀辐射状的索桁架构成,每榀索桁架由上下两层拉索、5道钢撑杆以及一个交叉节点板组成,形成一个鱼腹和鱼尾连接一起的形状,索桁架连接于四周钢环梁。根据工程结构受力计算,每道工序的误差都要控制在毫米级,才能确保结构安全的万无一失,施工技术难度极高。
面对挑战,项目团队做了大量技术储备,历时2年多进行施工数据仿真计算分析与方案比选,最终确定了“单层支撑架、组装上下环索,整体提升径向索桁架,计算机控制同步张拉”的施工方案。在工程实施中,项目团队通过BIM+有限元等技术手段,设计了轻便、受力合理、操作简单的提升与张拉工装法,保证了提升与张拉的安全性和可靠性。
面对索网提升与张拉过程中保持稳定性的难题,项目团队设置了辅助的交叉与环向稳定索,用于有效卸载整个提升张拉过程中索结构的不平衡受力。同时,项目团队依托计算机同步控制技术,利用“三维扫描”“智能建造”和“施工动态监控”等先进技术手段,破解了索网提升与张拉的同步性能难题,保证了索网结构成形的准确性。最终,项目团队历经近9个月的奋战,保质保量按时完成索网主索系施工任务,得到各方一致好评,以完美的施工成果诠释了“中国智造”的过硬实力。
2022年,卢赛尔体育场将作为世界杯主场馆承担开幕式、闭幕式、半决赛和决赛等重大赛事活动,整体能容纳92000名观众。2020年12月,该体育场登上卡塔尔当地新发行的10元面值纸币,“中国建造”首次登上卡塔尔货币,成为国家名片。