索结构典型工程：兰州奥体中心综合馆吊挂大斗屏弦支穹顶屋盖

兰州奥体中心项目位于兰州市七里河区崔家大滩片区，为兰州市承办 2022 年省运会的主场馆，更是兰州市民进行日常体育活动的核心场地。项目总用地面积 515989.30 平方米，总建筑面积 450080 平方米（地上建筑面积 321430 平方米，地下建筑面积 128650 平方米）。其中兰州奥体中心综合馆结构标高 35.7m，平面投影成椭圆型，长轴185m、短轴140m。上部钢结构屋面和侧幕墙采用钢结构，下部主体结构采用框架-剪力墙结构，剪力墙沿环向基本均匀布置。正中心屋面采用弦支穹顶结构，是世界上首个吊挂大吨位斗形屏的矢跨比小于1/12的90米级大跨度弦支穹顶结构工程。  

弦支穹顶结构跨度 94m，矢高8m，滑动支座 24 个。该弦支穹顶结构由上部肋环型单层网壳和下部 Levy 型索支体系构成。其中径向杆和环向杆的截面类型均为箱型而斜向支撑杆的截面类型为圆管型，材料均为 Q355B。下部 Levy 型索支体系由 5 圈环索、186根径向钢拉杆和 90 根竖向撑杆构成，其中环索为高钒镀层拉索、径向钢拉杆为Q690D 实腹圆杆、竖向撑杆为 Q355B 圆钢管。其余屋面部分采用钢桁架结构，桁架延伸至侧幕墙，桁架的最大跨度约 37.3m。综合馆结构特征主要体现在弦支穹顶部分跨度大、矢高小、且需要悬挂大吨位斗屏荷载。

1）弦支穹顶结构主要组成部分

综合馆弦支穹顶部分主要由上部单层肋环形网壳以及下部索撑体系所组成，如图2和3所示。其中索撑体系中包括环向索、径向索以及撑杆，如图4所示。

图3 索撑体系示意图

a）环索

b）径索

c）竖向撑杆

图4 索撑体系拆解图

综合馆在上部单层网壳的施工中临时支撑架搭设共布置19个，其中内圈1个、中圈6个、外圈12个。临时支撑架最大搭设高度35m。由于单根索过长，不便于运输，而对单根索进行分段处理。对于索的安装采取在地面展索，地面拼接对接头，整体提升环索+索夹的高空挂索方案。而对于索夹的安装，考虑到拉索安装态是零应力状态，并且现场不能量测拉索长度，所以在拉索制作时在张力条件下的索体表面标记索夹位置。总体分段示意图如图5所示，索夹标记位置及安装如图6/7/8所示。

图5 总体分段示意图

图6 拉索索夹位置标记图

图7 索夹标记线说明图

图8 对接头安装位置图

为确保综合馆弦支穹顶部分索结构预应力成功施加，项目部结合监测数据、张拉自检和现场联合检查以及多次的专项研讨会。最终确定借助预应力智能张拉液压系统，采取南北、东西向对称同步张拉方案进行索力施张作业，过程中重点监测滑动支座径环向位移及转角、穹顶结构控制点应力应变及竖向位移、索力值及其分布等内容，确保张拉过程穹顶结构整体稳定性受控。