索结构典型工程：绍兴县体育中心体育场罩棚

绍兴县体育中心体育场，坐落在绍兴市柯北新城，体育场采用四心圆平面，正南北布置，设双层看台，40000 座中型乙级体育场（其中包括场地内5000 活动座位），可承接省级综合运动会，举办地方级足球、田径等比赛及群众性运动会，专业运动队训练及群众性全民健身。建筑提供标准八道田径及足球场地，场心区域 21623. 52 ㎡可改造为展厅, 设置标准展位1116个。

图1 绍兴县体育中心体育场

体育场主体建筑由钢筋混凝土看台、钢结构固定屋盖和活动屋盖组成，立面造型呈莲花状。固定屋盖投影接近椭圆形，长轴方向为267m，短轴方向为206m，屋盖外边缘为四心圆，投影总面积为 44036.37 ㎡，其中固定部分 33818.57 ㎡，开口面积 10217.80㎡。活动屋盖分为二块，水平投影面积 11849.28 ㎡，为当时国内开合面积最大的活动屋盖。 

体育场内场及看台柱网为四心圆，下部结构采用钢筋混凝土少墙框架结构，基础型式为柱下和墙下钻孔灌注桩，桩端后注浆，8-2层圆砾作为持力层，桩径800 ㎜。

固定屋盖主要受力构件为布置成“井”字型的4榀双向张弦立体主桁架、28榀次桁架、周边环向桁架、水平支撑及支座五部分组成。主桁架安装高度47.1m，断面为鱼腹形，矢高5m~19m。长轴主桁架跨度230m；短轴主桁架跨度176m。主桁架通过固定铰支座支承在 8 个混凝土筒上。活动屋盖采用平面桁架结构，沿跨度方向共设置14道主桁架，四周设置水平支撑保证活动屋盖的整体性。

图2 体育场整体结构图

该工程外立面及罩棚采用膜结构一体设计，固定屋盖部分为双层吸音结构，内膜为微孔吸音膜，外模为PTFE膜材，与整体立面统一。

体育场固定屋盖采用了新型的并列式张弦桁架结构，张弦主桁架上弦为四边形空间桁架，下弦为4根并排的预应力钢拉杆，共计192根，直径规格为Φ200mm，单根最大长度19m，强度等级为650Mpa。钢拉杆作为张弦桁架的下弦，比普通钢管更轻盈，比拉索刚度大。如果钢拉杆张拉不能实现均匀、对称，将引起固定屋盖结构内力分布和变形。高强度大直径钢拉杆预应力张拉是该工程的难点之一。

图3 体育场固定屋盖结构图

1）钢拉杆

Φ200mm的650Mpa大直径高强度的钢拉杆为当时国内规格最大强度最高的钢拉杆产品。钢拉杆产品4根一组，采用销轴与下弦铸钢节点相连接。钢拉杆中间设有调节套筒，用于钢拉杆长度的调节和张拉。

图4 单根钢拉杆示意

2）钢拉杆的安装

① 由于钢拉杆规格较大，单根钢拉杆最大重量约9t，同时由于钢拉杆所处下弦位置距离地面较高，需在钢拉杆安装位置下方设置专用安装平台。

图5 高空圆周移动式缆索吊机系统

② 钢拉杆需在地面专用胎架上组装，按照下弦铸钢件的实际尺寸调整钢拉杆长度，长度调好后，按4根一组进行摆放固定，之后进行吊装。

③ 为防止吊装时损坏杆体，应制作专用的吊装工具进行安装，根据现场设备情况，选用160t汽车进行成组吊装（4根一组）。

图6 钢拉杆吊装示意

④ 钢拉杆吊装到适宜位置后，将两端配套销轴穿好，用链条管钳旋紧调节套筒。

图7 钢拉杆安装示意

图8 钢拉杆现场安装完成

3）钢拉杆的张拉

① 由于钢拉杆为4根一组，同时作用于屋盖下弦结构，根据结构要求，钢拉杆必须4根为一组整体进行张拉。

② 张拉钢拉杆会对固定屋盖内力分布、变形量造成影响，故在张拉钢拉杆时必须对固定屋盖部分进行内力和位移监测，以控制固定屋盖整体的稳定性。

图9 钢拉杆张拉时屋盖结构监测图片