杭州体育馆马鞍形索网屋盖改造提升

杭州体育馆（原浙江省人民体育馆）在确定为2022年亚运会比赛场馆后，根据亚组委要求对体育馆进行提升改造设计。杭州体育馆位于杭州市体育场路梅登桥东北侧，主要由比赛馆、练习馆及附属设施组成，占地3.4公顷，建筑面积约12600平方米。体育馆呈椭圆马鞍型，净空高15m，场地面积3523平方米，屋盖为两向正交马鞍形单层悬索结构。市政府投资两千多万元改造后的杭州体育馆雄伟挺拔，极具时代气息，它既保留了国内仅存的原有“船体”造型，内外装修风格又与现代都市风貌相呼应。杭州体育馆有座位5036个，它以先进的设施，优雅的环境，吸引众多的市民前来健身、锻炼。体育馆符合举办各类体育比赛、群众性体育活动，文艺演出和大型会展的要求，于2021年11月10日重新使用。 

图1 杭州体育馆

1）结构整体概况

体育馆屋面的马鞍形索网由56根主索（承重索）和50根副索（稳定索）组成，主索下设两根交叉索，平行副索方向设34根水平拉杆，索网屋面和水平拉杆之间用吊杆连接。屋面主索方向最大跨度72.72m，设计垂度4.4m；副索方向最大跨度59.88m，设计拱度2.6m。该体育馆设计使用年限为50年，现已达到使用年限，需要进行翻新改造。其中索网改造除了对原有索网结构进行除锈防腐和旧索夹的更换之外，根据新的使用功能和荷载情况，在承重索A1～A15之间，共计新增 11根主索，拉索材料和规格见表1。

图2 屋盖原马鞍形索网结构布置图

图3 屋盖索网新增加拉索布置图

2）结构重难点

① 改造过程中对于索网形状的控制

新屋面系统重量增加，导致原承重索最大拉力略超设计值。需要进行结构加固。通过不同方案的比选，确定了新增11根拉索的改造方案。在原屋面系统拆除过程中索网产生的较大上抬变形，必须设置配重以减小变形，在拆除原屋面系统和吊顶马道时，随拆随装配重（图4）。

② 拉索防腐处理措施和方案

原有拉索表面通过缠绕麻布并浇筑沥青形成保护层，阻隔外部空气与拉索接触。施工前检测发现，大部分拉索表面完好，但是考虑到索网已经服役50余年，在屋盖索网除锈防护方面，采用防腐胶带缠绕方案。施工步骤大致分为：a)表面处理，包括麻布和沥青的清理、拉索表面锈蚀的打磨；b)均匀涂抹防蚀膏，并检查表面平整程度；c)缠绕防腐胶带。

图4 现场配重

根据结构的改造方案，拉索施工穿插在结构改造施工过程中进行，施工过程如下：

① 索网施工前，应进行全过程施工模拟计算，保证索网施工过程中周圈钢结构的安全性及索网结构施工过程中的可控性。

② 根据计算结构受力，进行拉索以及相关索夹、连接件的设计。

③ 拉索和索夹加工，运输到现场。根据深化设计，对结构进行节点改造，安装新布置的撑杆、索夹。

④ 现有屋面拆除，拆除旧索夹并安装新索夹。

⑤ 在承重索A1~A15之间，流水穿入 11根主索，拉索穿入后，两头与结构耳板连接，中间与撑杆索夹连接。

⑥ 根据计算要求，进行拉索张拉。由中间向两侧对称流水张拉。张拉点设在拉索中间位置。

⑦ 待张拉完毕后，安装屋面系统。