_参数化实现_设计的一个建筑实例杭州奥体中心体育游泳馆

参数化设计案例【篇一：参数化设计案例】文/游亚鹏（北京市建筑设计研究院胡越工作室高级建筑师）杨剑雷（北京市建筑设计研究院胡越工作室建筑师）杭州奥体中心体育游泳馆（以下简称体育游泳馆）位于杭州奥体博览中心内北侧，北临钱塘江，西临七甲河，是一座集合了体育馆、游泳馆、商业设施和停车设施等复杂内容的庞大综合体建筑，总建筑面积近40 万平米。

建筑形态分为上下两个部分，下部是一个形式低调的大平台，内部包含了以商业设施和地下停车为主的功能空间，平台上部放置了一个形态生动的巨大的非线性曲面，把体育馆、游泳馆两个最主要的功能空间覆盖其中。

这一非线性曲面通过长短轴连续变化的一系列剖面椭圆连缀放样而成，曲面内的支撑结构和曲面外表皮分块相互对应，保持了内外一致，分格体系呈菱形网格状分布，使曲面成为巨大的网壳体。

由于这一形态从造型到构造用传统手段难以完成设计、优化和输出，因此设计者从方案阶段引入了参数化手段直至施工图设计结束。

借助参数化手段，设计者应用了一系列逻辑强烈的数学方式对网壳主体和各子体加以描述并确定其形态，对网壳结构和内外表面进行有效划分和组织，对空间构件进行定位，对围护结构构造和内外节点进行设计和控制，并且从实际加工角度对构件进行了逐次优化。

同时，还在建筑内部进行了bim 设计，使上部网壳围护结构的构造、空间结构、内外幕墙、雨水、采光、通风等系统等与下部功能对应的各系统全部虚拟搭建起来，并进行了三维的校核和调整。

术语表达在描述体育游泳馆的设计过程之前，为了标明这个实例在参数化地图上所处的位置和对参数化应用所起的作用，这里首先对参数化、bim 、非线性等名称作出适当的解释，同时对参数化的应用方向做出分类。

作为日渐成熟的新兴设计手段，参数化设计和bim 成为了当前建筑设计领域经常提及的词汇。

随着用传统投影法制图手段难以描述的空间造型的建筑实例开始在世界各地涌现，参数化一词已有滥觞的趋势，建筑师们通常把一切非传统的空间曲面造型建筑统称为参数化建筑，似乎参数化就是曲线的建筑，这产生了一些混淆，实际上参数化、bim 和非线性曲面造型是目前数字化设计世界中各自不同的概念，它们虽然有相互渗透的成分，但在描述范畴、应用目的和描述对象方面却不尽相同。

撰文 籍成科 郑倬华 CCDI中建国际设计参数化设计工具与方法的日趋成熟为建筑师提供了一种可能性：既可以在设计上充分发挥想象力，同时又不必担心与各领域工程师的信息交换及图纸的精确表达。

由于形体与结构的复杂性，体育建筑设计成为参数化设计应用的一个典型领域。

随着设计手段、施工技术、材料技术的不断进步，近年来国内体育建筑的形体与幕墙设计更加自由、结构构成更加复杂，杭州奥体博览城主体育场就是参数化设计应用方面的典型案例。

杭州奥体博览城主体育场是CCDI与NBBJ合作完成的一座大型体育场馆，位于杭州奥体博览城的中心位置，隔钱塘江与杭州新的市民中心相望（图1、2）。

体育场建筑面积22万m 2，建筑高度60m，设有8万个座席。

体育场以“荷”为设计概念，有别于江对岸大剧院与会议中心构成的“日月同辉”的稳重，体育场追寻的是一种轻盈的律动感；通过编织的概念，将原本生硬的结构骨架转化为呼应场地曲线的柔美形态，再以一种秩序将这些体态轻盈的结构系统编织起来，最终形成了体育场的主体造型，使人群行走在其中时，能够享受到一种既震撼又轻盈的空间体验。

2008年该方案从数家国内外知名设计单位的竞标中脱颖而出，被确定为实施方案，欣喜之余也给设计团队带来前所未有的压力与挑战：罩棚形体与结构构成复杂、功能复杂、设计周期紧张。

为能高效、高质量地完成设计工作，设计团队尝试采用了参数化设计方法，并将其应用到从概念设计到施工图设计的全过程（图3）。

摘 要关键词以杭州奥体博览中心主体育场为例，介绍参数化设计方法与BIM协同设计在体育建筑设计中的应用。

参数化 BIM协同设计 体育建筑图1 区域总图图2 鸟瞰图杭州奥体博览城主体育场设计——参数化设计方法在体育建筑中的应用Utilization of Parametric Design in the Main Stadium of Hangzhou Olympic and International EXPO Centre1 罩棚及钢结构设计1.1 形体生成整个罩棚的形体和结构使用Grasshopper编写的脚本来生成（图4）。

做中国最好的建筑——记北京市建筑设计研究院总建筑师、全国设计大师胡越佚名【期刊名称】《建筑设计管理》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】3页(P3-5)【正文语种】中文做中国最好的建筑，做让人感觉舒适的建筑，就是胡越追求的目标。

“这可能是永远也达不到的一个东西，但却是我一生追求的东西”，他说。

胡越胡越，毕业于北京建筑工程学院建筑系，2011年获清华大学建筑学院工学博士学位。

曾任北京市建筑设计研究院建筑师、二所主任工程师、院副总建筑师，现为北京市建筑设计研究院总建筑师、教授级高级建筑师、国家一级注册建筑师，胡越工作室主任；兼任中国建筑学会理事，中国建筑学会建筑师分会理事，中国建筑学会体育建筑分会理事，建筑师分会理论与创作委员会委员，北京土木学会理事，《世界建筑》、《建筑创作》杂志编委，中央美术学院建筑学院教授。

2003年被评为北京市有突出贡献的科学技术管理专家，享受国务院特殊津贴、2005年入选新世纪百千万人才工程市级人才、2006获中国设计业十大杰出青年称号，并被评为全国工程勘察设计大师。

1986年，胡越同志大学刚毕业即参加了亚运会国家奥林匹克体育中心的设计工作，在该项目的整体设计工作中，胡越提出的体育馆、游泳馆双层屋面方案解决了原方案大屋面呆板、单调的弱点，使得新设计的屋顶既具有传统大屋面的神韵，同时又富有时代感，双层屋面方案对体育中心的设计成功起到了很大的作用。

随后，胡越又在项目总设计师马国馨的带领下在国内首先设计了带坡道的楼梯，使残疾人上下楼梯方便顺畅。

1991年胡越作为方案创作人、工程主持人设计了摩洛哥国家体育中心游泳馆。

该项目在设计时采用了当时国内非常先进的CAD三维技术，获得了第二届建筑师杯全国中青年建筑师优秀建筑设计奖。

1996年胡越主持设计北京国际金融大厦，提出了具有中国传统图案的铝合金窗式幕墙和点式连接钻石型玻璃锥顶技术，这在当时具有独创性，达到了国际先进水平，工程在城市设计、建筑设计、工程技术等多方面做出了突出的成绩，竣工后获得了社会效益和经济效益的双赢，一举囊括了詹天佑土木工程大奖、国家优秀设计金奖、建设部优秀设计一等奖和九十年代北京十大建筑等建筑工程设计领域的全部奖项。

国家游泳中心建筑方案设计
设计国家游泳中心的建筑方案要充分考虑到场馆功能的需求，保证各个功能区域的独立性
和协调性。

首先，游泳馆是国家游泳中心的核心，其设计要符合国际标准，保证运动员训
练和比赛的需求。

游泳馆应设置主赛池、训练池、观众席、裁判席等功能区域，同时考虑
到座椅的舒适性和观赛视野的良好性。

另外，跳水馆、水球馆、艺术游泳馆等功能区域也
要分别设计，以满足不同水上运动项目的需求。

其次，国家游泳中心的建筑方案还需要考虑到运动员和观众的舒适性和安全性。

在设计过
程中，要充分考虑到空气循环、温度控制、照明、消防等设施的设置，保证场馆内部环境
的质量。

此外，还要考虑到人员流动和安全疏散的问题，确保在比赛和训练时能够有效地
管理人员流程。

此外，国家游泳中心的建筑方案还要考虑到节能环保和可持续发展的问题。

在设计过程中，应该运用节能材料和技术，最大限度地减少能源消耗。

同时，还要考虑到场馆的运营和维
护成本，提高其自我运行和维护的能力。

在设计国家游泳中心的外观时，还要考虑到景观效果和城市形象的需求。

建筑外观要与周
围环境和城市风貌协调一致，体现国家形象和文化内涵。

同时，还可以借助景观设计和艺
术装饰，增强建筑的美感和文化张力。

总的来说，国家游泳中心的建筑方案设计需要兼顾功能性、实用性、美观性、舒适性、安
全性、节能性和可持续性等多方面因素。

只有在综合考虑各种需求的基础上进行设计，才
能确保国家游泳中心建筑方案的成功实现，为国家体育事业的发展和形象的提升做出积极
的贡献。

施工组织设计要点1、施工总工期控制工程总工期575天2003年1月1日——2004年7月28日，其中：土建主体封顶日期： 2003年6月31日钢结构幕墙封顶日期：2003年11月31日2、工程质量符合《建筑工程施工质量验收统一标准》，争创“鲁班奖”贯彻实施GB/T19001-2000 idtISO9001：2000标准。

3、采用新材料、新工艺、新技术3.1.采用深基坑支护技术：A 钻孔灌注支护桩应用技术；B SMW搅拌桩止水围幕应用技术；C 予应力钢结构水平支撑应用技术；3.2.采用高效高性能混凝土技术：A 高强微膨胀混凝土应用技术；B 预拌泵送混凝土应用技术；C 抗裂防渗混凝土外加剂JM-Ⅲ应用技术；D 抗裂防渗混凝土外加剂聚丙烯纤维应用技术；3.3.采用高效高强钢筋应用技术：A HRB400热轧Ⅲ级钢筋应用技术；3.4.采用钢筋连接应用技术：A 滚扎直螺纹钢筋连接应用技术；B 电渣压力焊粗钢筋连接应用技术；C 闪光对焊钢筋连接应用技术；3.5.新型模板和脚手架应用技术：A 采用十一层木夹板配置大模板应用技术；3.6.建筑节能、新型墙体和新型建材应用技术：A 加气混凝土砌块应用技术；B 蒸压轻质加气混凝土（ALC）板应用技术；C 舒布洛克吸音隔声砌块应用技术；D 挤塑保温板应用技术；E 泳池专用瓷砖及粘结剂应用技术；F 声学设计吸音墙面应用技术；G 新型墙面、瓷砖粘结材料应用技术；H 高效先进的供热、制冷系统应用技术；3.7.采用新型建筑防水和塑料管应用技术：A SBS改性沥青防水卷材应用技术；B 聚合物水泥基防水涂膜应用技术；C 高分子防水涂膜应用技术；D U-PVC及PPR塑料管应用技术；3.8.采用予应力应用技术：A 予应力钢筋混凝土结构应用技术；B 予应力钢结构应用技术；3.9.采用钢结构与幕墙应用技术：A 钢结构拱架结构设计与吊装工艺应用技术；B高强度螺栓连接与焊接应用技术；C钢结构网架结构应用技术；D玻璃幕墙、铝板幕墙及石材幕墙应用技术；D铝镁锰复合金属板应用技术；3.10.企业的计算机应用和管理技术：A 大体积混凝土计算机测温应用技术；B 计算机内业技术管理应用技术；C 施工现场管理计算机监控应用技术；D CAD软件应用技术；E 工程进度、成本、预算管理应用技术；F 机械设备管理应用技术；G 模板与脚手架的CAD设计应用技术；本工程应成为“十项新技术推广应用示范工程”4、十大科研项目4.1.结构体系研究；4.2.抗震减震研究；4.3.予应力研究；4.4.软土地基研究；4.5.吊装工艺研究；4.6.材料研究；4.7.智能化研究；4.8.体育工艺研究；4.9.室外景观设计研究；4.10.项目管理研究。

PPP项目成功案例择抄奥体中心主体育馆、游泳馆、综合训练馆PPP项目案例近日，各地PPP项目退库的消息层出不穷，“真做PPP、做真的PPP”的呼声随之而起。

在这里，我们对国家示范项目——杭州奥体中心主体育馆、游泳馆、综合训练馆PPP项目（下称“杭州奥体项目”）进行一次简单的回顾，希望于此有所启发。

一、项目介绍为举办2022年第19届亚洲运动会，杭州市萧山区政府于2017年发起并完成了杭州奥体项目。

该项目位于杭州市萧山区钱江世纪城，静态总投资约45.88亿，建设内容包括主体育馆（18000座）、游泳馆（6000座）以及综合训练馆（含五大中心），总建筑面积约58万平方米，即是杭州2022年第19届亚运会的主场馆、也是奥体博览城的核心建筑群以及杭州市的新地标。

杭州奥体项目于2017年6月份启动咨询机构招标，9月份启动社会资本方招标，10月政府和社会资本方顺利签约。

虽然工作周期较紧，但是成果显著，获得各方一致赞誉。

首先，招标结果符合亚运会工期的时间要求。

其次，前期工作扎实，两评一案不走过场，为招标工作的顺利进行奠定了坚实的基础。

最后，也因为招标文件专业、严谨，招标程序公平、公正，吸引了国内顶级的体育运营商几乎全部参与投标、亦有多家央企和民企参与角逐，，最终为政府节约超过30亿元的财政支出。

二、项目难点1、场馆类项目盈利难。

本项目属于大型体育场馆类项目，除为亚运会赛事使用之外，还承担一定的全民健身需求，而国内目前现存的大型体育场馆，绝大多数都面临运营亏损、设施老化、管理落后等问题，能够实现盈利的项目可谓凤毛麟角。

如何解决大型体育场馆的收益问题，同时又能够让大型体育场馆服务于大众，是本项目需要解决的最大难题。

2、业主要求节约政府支出，同时看重运营效果。

本项目实施机构（杭州市萧山钱江世纪城管委会）在和咨询团队沟通项目边界条件和方案时，强调希望本项目能够尽量降低政府方的财政负担，引入具有丰富经验的运营方，在亚运赛事结束后，通过提升项目自身运营，实现政府尽量少补或者不补的效果。

十一、投标文件技术部分格式（封面）工程名称：杭州奥体博览中心主体育场、体育馆和游泳馆配套工程（水源热泵取水工程）项目投标文件内容：投标文件技术部分格式投标人：（盖章）法定代表人或委托代理人：(签字或盖章）日期：2015 年6 月30 日目录一、施工组织设计二、项目管理班子配备情况三、项目拟分包情况四、替代方案和报价（如招标人允许提交时由招标人列入此项要求）五、要求其它资料一、施工组织设计杭州奥体博览中心主体育场、体育馆和游泳馆配套工程（水源热泵取水工程）项目招标编号：2015-022（公开招标）施工组织设计编制单位：杭州广正建设工程有限公司编制日期：2015年6月30日目录（一）编制说明（二）施工方法（三）工程投入的施工机械设备情况、主要施工机械进场计划（四）主要劳动力使用计划（五）确保工程质量的技术组织措施(六) 确保安全生产的技术组织措施（七）确保文明施工的技术组织措施（八）确保工期的技术组织措施（九）施工总平面布置设计（十）高温、冬、雨、汛期施工方案附表：表1拟投入的主要施工机械设备表表2劳动力计划表表3计划开、竣工日期和施工进度网络图表4施工总平面布置图及临时用地表（一）编制说明一、工程概况本项目由取水管、进水泵站（含进水泵房、户外型变配电间、阀门井等）、压力给水管、防撞墩及助航标志等工程组成。

取水管起点距新建江堤204米处，终点至取水泵站，长315米，采用一根DN550钢管；途中建设地埋式取水泵站，用地面积为920平方米；泵站出水管分别采用一根DN500PE管和DN400管，其中D500PE管伸至奥体中心南端利民河处对河道进行冲洗，DN400钢管分两路DN250管分别接入主体育场和体育馆，并在先锋河设置DN600PE管、DN550PE管排放口各一座，作为河道配水管在水源热泵不启动时对河道进行冲洗。

项目采用DN600钢管19米，DN400钢管200米，DN250钢管446米，DN250PE管609米，DN400PE管43米，DN500PE管1572米，DN550PE管107米，DN600PE管350米，沿线设砖砌阀门井4座。

CCDＩ在大型体育场馆设计中应用BIＭ技术(技术版）客户:ﻫCＣＤIﻫＣＣＤＩ的前身是中建国际（深圳）设计顾问有限公司，成立于1994年。

经过十多年的发展，现已成为国内规模化的多专业综合设计咨询机构，拥有北京、上海、深圳、成都、纽约５大区域公司及各地办事处,为中国的城市建设提供全过程一体化的综合解决方案，致力于成为“中国城市建设的专业服务者”。

ＣCＤI拥有近２0０0名员工,分布在全国各地及海外，专业团队包括资深咨询师、管理顾问、规划师、建筑师、工程师、项目经理、概预算师、环境工程师以及在医疗、交通、能源等领域的专家,曾为２０0８年北京奥运会主持设计过国家游泳中心“水立方”等六个场馆。

案例:杭州奥体中心主体育场天津团泊湖网球中心天津团泊新城综合体育馆相关软件及解决方案：ﻫAuｔodesk Reｖit AｒchｉteｃｔuｒeAuｔodeｓｋＲeviｔStructurｅAutodesk Rｅvit MEＰﻫAutｏdeｓk NavisｗorｋsAuｔodesk EcotectﻫＡutodesk3ds Ｍax客户证言“传统的二维设计只注重于物理空间层面，缺乏在温度、光照、通风、人流预测等方面的数据，设计师只能靠自己的经验来进行舒适度的改善提升。

借助ＢIM,设计人员可以在整个过程中使用协调一致的信息设计出新项目，可以更准确地查看并模拟项目在现实世界中的外观、性能和成本，还可以创建出更准确的施工图纸。

”—CCDI北京区域副总经理BIＭ产品经理弋洪涛“利用Ａutodesｋ系列软件构建的BIM三维平台，可以轻松地发现和解决空间中的矛盾。

通过斜柱与楼板层面的交点，切实地对圈梁位置、楼板边界给予定位。

而方案改变时，更能快捷地得到结果，利于选择和调整。

”ﻫ——ＣCDI天津团泊湖网球中心、天津团泊新城综合体育馆项目经理吕强“基于BＩM的Rｅvｉt系列软件弥补了传统二维施工图设计中存在的信息在传递过程中逐渐流失的缺陷,推动了整个建筑行业及其相关产业的科技化进程，并将成为未来建筑业进步发展所依赖的主流技术。

施工组织设计要点1、施工总工期控制工程总工期575天2003年1月1日——2004年7月28日，其中：土建主体封顶日期： 2003年6月31日钢结构幕墙封顶日期：2003年11月31日2、工程质量符合《建筑工程施工质量验收统一标准》，争创“鲁班奖”贯彻实施GB/T19001-2000 idtISO9001：2000标准。

3、采用新材料、新工艺、新技术3.1.采用深基坑支护技术：A 钻孔灌注支护桩应用技术；B SMW搅拌桩止水围幕应用技术；C 予应力钢结构水平支撑应用技术；3.2.采用高效高性能混凝土技术：A 高强微膨胀混凝土应用技术；B 预拌泵送混凝土应用技术；C 抗裂防渗混凝土外加剂JM-Ⅲ应用技术；D 抗裂防渗混凝土外加剂聚丙烯纤维应用技术；3.3.采用高效高强钢筋应用技术：A HRB400热轧Ⅲ级钢筋应用技术；3.4.采用钢筋连接应用技术：A 滚扎直螺纹钢筋连接应用技术；B 电渣压力焊粗钢筋连接应用技术；C 闪光对焊钢筋连接应用技术；3.5.新型模板和脚手架应用技术：A 采用十一层木夹板配置大模板应用技术；3.6.建筑节能、新型墙体和新型建材应用技术：A 加气混凝土砌块应用技术；B 蒸压轻质加气混凝土（ALC）板应用技术；C 舒布洛克吸音隔声砌块应用技术；D 挤塑保温板应用技术；E 泳池专用瓷砖及粘结剂应用技术；F 声学设计吸音墙面应用技术；G 新型墙面、瓷砖粘结材料应用技术；H 高效先进的供热、制冷系统应用技术；3.7.采用新型建筑防水和塑料管应用技术：A SBS改性沥青防水卷材应用技术；B 聚合物水泥基防水涂膜应用技术；C 高分子防水涂膜应用技术；D U-PVC及PPR塑料管应用技术；3.8.采用予应力应用技术：A 予应力钢筋混凝土结构应用技术；B 予应力钢结构应用技术；3.9.采用钢结构与幕墙应用技术：A 钢结构拱架结构设计与吊装工艺应用技术；B高强度螺栓连接与焊接应用技术；C钢结构网架结构应用技术；D玻璃幕墙、铝板幕墙及石材幕墙应用技术；D铝镁锰复合金属板应用技术；3.10.企业的计算机应用和管理技术：A 大体积混凝土计算机测温应用技术；B 计算机内业技术管理应用技术；C 施工现场管理计算机监控应用技术；D CAD软件应用技术；E 工程进度、成本、预算管理应用技术；F 机械设备管理应用技术；G 模板与脚手架的CAD设计应用技术；本工程应成为“十项新技术推广应用示范工程”4、十大科研项目4.1.结构体系研究；4.2.抗震减震研究；4.3.予应力研究；4.4.软土地基研究；4.5.吊装工艺研究；4.6.材料研究；4.7.智能化研究；4.8.体育工艺研究；4.9.室外景观设计研究；4.10.项目管理研究。

浙江建筑，第３７卷，第４期，２０２０年８月ＺｈｅｊｉａｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．４，Ａｕｇ．２０２０收稿日期：２０１９－１１－２９作者简介：张继先（１９７２—），男，甘肃通渭人，工程师，从事建筑工程项目管理工作。

杭州奥体中心主体育馆和游泳馆工程施工组织与管理实践ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＰｒａｃｔｉｃｅｏｆＭａｉｎＧｙｍｎａｓｉｕｍａｎｄＳｗｉｍｍｉｎｇＰｏｏｌｏｆＨａｎｇｚｈｏｕＯｌｙｍｐｉｃＳｐｏｒｔｓＣｅｎｔｅｒ张继先ＺＨＡＮＧＪｉｘｉａｎ（中国建筑第八工程局有限公司总承包公司，上海２００１２７）摘　要：介绍了杭州奥体中心主体育馆与游泳馆工程施工组织管理特点、应对策略及管理实践，重点说明了分期策划平面布置和合理划分施工工区、水平运输通道及交通线路总体部署等施工组织管理的核心内容。

证明了将钢结构吊装设备及拼装场地部署在混凝土结构８ｍ平台，合理组织工序穿插，减少技术转换间歇，避免预留混凝土结构后期赶工。

切合实际、经济合理的施工组织策划是项目顺利进展及稳步推进的关键。

关键词：奥体中心；施工组织；管理实践中图分类号：ＴＵ７２１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００８－３７０７（２０２０）０４－００４２－０４１　工程概况１．１　项目简介杭州奥体中心项目包括主体育馆、游泳馆和综合训练馆两个单体项目，项目定位为一个以全民健身和配套服务为主，集体育、休闲、商业、娱乐于一体的大型体育建筑综合体，是２０２２年杭州举办亚运会的主场馆。

１．２　主体育馆游泳馆工程概况杭州奥体中心主体育馆、游泳馆位于杭州市萧山区钱塘江南岸奥体博览中心，占地面积２２ ７９ｈｍ２，总建筑面积３９ ６９５万ｍ２，体育馆最高点４５ｍ，游泳馆最高点３５ｍ。

地上主要包括体育馆、游泳馆、配套服务设施三大部分，地下主要包括配套服务设施、机房、停车库。

体育馆总座席数为１７３４８座，游泳馆总座席数为６４８４座。

㊃施工技术㊃钢结构(中英文),35(10),1-8(2020)DOI :10.13206/j.gjgS 20060303ISSN 2096-6865CN 10-1609/TF㊀㊀编者按:目前大跨空间结构已成为建筑工程中结构体系最复杂㊁造型最优美㊁发展最活跃的结构类型之一,这对大跨空间结构的施工技术提出了很高的要求㊂大型空间结构施工方法的多样化和复杂化造成了施工阶段结构内力分布的复杂性和最终成型结构受力的可变性㊂为确保工程建设安全㊁经济㊁顺利地进行,在建造过程中按照客观实际条件选择合理的施工技术,确定合理的施工顺序尤为重要㊂本期以第19届杭州亚运会场馆 杭州奥体中心亚运三馆为例,详细阐述了其在深化设计㊁加工制作㊁现场安装及数字化信息管理等各阶段的关键施工技术及方法,以期为类似大跨空间结构提供参考和借鉴㊂杭州奥体中心亚运三馆体育游泳馆施工关键技术周观根1㊀谢董恩1㊀游桂模1㊀赵国伟2(1.浙江东南网架股份有限公司,杭州㊀311209;2.杭州奥林博览中心萧山建设投资有限公司,杭州㊀311209)摘㊀要:杭州奥体中心亚运三馆的体育游泳馆为2022年杭州亚运会比赛主场馆,场馆分为体育馆功能区㊁中央大厅和游泳馆功能区,整个屋盖通过中央大厅将两大功能区屋盖连成整体㊂其中体育游泳馆钢屋盖采用斜交斜放双曲双层网壳结构,中央大厅屋盖为斜交斜放异形曲面单层网壳结构,体育馆和游泳馆的东西两侧各设有一个单层悬挑网壳结构,其中游泳馆和体育馆屋盖又可分为双层网壳㊁单层网壳㊁分界桁架㊁门拱桁架等㊂钢屋盖构件形式多样㊁节点复杂,主要由 L 形截面的弯扭异形截面梁㊁变截面箱体弯扭构件以及 鼓 节点等组成㊂钢屋盖具有造型复杂㊁跨度大的特点,同时项目施工周期紧㊁专业繁多㊁质量要求高㊂介绍了钢屋盖在深化设计㊁加工制作㊁现场安装及数字化信息管理等各阶段的施工重难点,即整个结构在施工过程中施工环境复杂㊁构件和节点深化加工难度大㊁安装位形控制难㊁高空作业多和焊接质量要求高㊂重点阐述了双曲网壳屋盖施工阶段的关键施工技术及方法㊂采用 信息化组织管理,过程穿插㊁限时限地 的施工组织解决了大型体育场馆各专业交叉施工难点; 大型行走式塔吊分块吊装,结合局部液压整体提升 的双重施工方案,解决了项目工期紧㊁质量要求高的难点,同时实现了大吨位塔吊在楼面作业㊁楼面弧形行走的关键技术; 楼面多点拼装㊁高空局部对接 的作业方法解决了全焊接结构的应力过于集中,确保结构的高质量及安全的低风险性;异形曲面结构测量定位及安装技术,实现了由弯扭构件组成的全焊接连接单层异形曲面屋面的安装精度;有限元分析软件对结构安装㊁合龙及卸载全过程的仿真分析所得出的数据,为施工过程控制提供了充分的科学依据,通过对模拟理论数据与实测数据进行对比分析,验证施工技术的可行性㊂所阐述的施工关键技术通过理论与实践相结合,解决了杭州奥体中心亚运三馆体育游泳馆钢屋盖施工技术难题,结果表明施工安全可靠,质量满足规范和设计要求,实现了 绿色㊁智能㊁节俭㊁文明 的办会理念㊂关键词:双层网壳;提升;桁架;拼装;卸载第一作者:周观根,男,1967年出生,教授级高级工程师㊂Email:zgg1967@ 收稿日期:2020-08-241㊀工程施工背景1.1㊀工程概况杭州奥体中心亚运三馆体育游泳馆由1.8万座的体育馆㊁6500座的游泳馆以及配套设施三大部分组成,将作为杭州2022年第19届亚运会的比赛主场馆㊂工程位于杭州奥体中心北侧,西南面临七甲河㊁东南临地铁奥体站地块(6号线),东北至博奥路,西北临观澜路,东西长约600m,南北宽约360m,建筑最大标高45.000m,钢屋盖最大跨度164m㊂总用地面积227900m 2,总建筑面积396950m 2,其中地上建筑面积197553m 2,地下建筑面积199397m 2(图1)㊂体育游泳馆主体结构分为钢筋混凝土框架结构和钢结构屋盖两大部分㊂其中钢结构屋盖支座位置下部为劲性混凝土柱(图2),上部屋盖为斜交斜放双曲网壳结构㊂网壳结构屋盖根据下部功能划分为游泳馆㊁体育馆㊁中央大厅三大部分(图3)㊂其中体育馆和游泳馆屋盖为斜交斜放变厚度双曲鼓节点双层网壳结构,中央大厅为斜交斜放异形自由曲面单1周观根,等/钢结构(中英文),35(10),1-8,2020图1㊀体育游泳馆整体效果Fig.1㊀Overall renderings of the sports and natatorium层网壳结构,体育馆和游泳馆的东西两侧各设有一个单层悬挑网壳结构,项目总用钢量约为2.5万t㊂其中游泳馆和体育馆屋盖又可分为双层网壳㊁单层网壳㊁分界桁架㊁门拱桁架等,中部连接区域屋盖可分为单层网壳和2个斗形体结构,分别见图4~图7㊂图2㊀钢屋盖支座布置Fig.2㊀Steel roof supportlayout图3㊀体育游泳馆网壳结构屋盖钢结构分区Fig.3㊀Steel structure zoning plan整个屋盖南北均落于8m 平台的成品支座上,体育馆和游泳馆的东西两侧屋盖支座落于钢骨悬臂柱的L 形钢梁的成品支座上(图8);中央大厅南北落于8m 平台的成品支座上,中部设有两个漏斗形的支撑柱(图9)㊂1.2㊀工程施工重、难点分析1.2.1㊀施工环境复杂钢结构屋盖在土建主体结构基本完成后方可介入施工㊂由于场外是8m 的土建室外平台,因此大型施工机械进入到场馆内部区域或上部结构楼板时其空间和楼板承载等受限㊂且8m平台作为钢结构图4㊀游泳馆屋盖桁架分布Fig.4㊀Distribution of roof truss ofnatatorium图5㊀门拱桁架Fig.5㊀Archtruss图6㊀分界桁架Fig.6㊀Boundarytruss图7㊀中央大厅钢结构分布Fig.7㊀Steel structure distribution of the centralhall图8㊀双层网壳支座Fig.8㊀Photo of double-layer reticulated shell support的主要拼装平台,施工期间还需保证各专业材料㊁构2杭州奥体中心亚运三馆体育游泳馆施工关键技术图9㊀中央大厅斗形柱及支座Fig.9㊀Photo of bucket columns and supports in the hall配件㊁临时措施等的输送㊁倒运的运输需求,施工环境十分复杂㊂1.2.2㊀构件多㊁节点复杂,深化设计和加工难度大体育游泳馆网壳结构以弯扭构件为主,其中双层网格区域底部为变截面箱型弯扭构件,其他构件为等截面箱型弯扭构件㊂网壳节点主要为鼓形节点,节点尺寸大㊁构造较为复杂㊁节点区域钢板厚度厚㊁焊接变形大,深化设计和加工难度大㊂1.2.3㊀体量大,位形控制难钢结构屋盖为斜交斜放的变厚度网壳结构,游泳馆和体育馆长向跨度均为164m,短向跨度分别为129.6m和141.4m,网壳结构厚度随标高按照0.9次方变化㊂结构整体尺寸大,跨度大,且为曲面网壳㊂由于曲面网壳结构在拼装㊁安装阶段结构变形大,结构体系复杂,使得卸载难度增加,屋盖位形不易控制,结构位形控制要求高㊂1.2.4㊀高空作业多,焊接质量要求高网壳结构节点均为鼓形全焊接节点,现场每个节点均为全熔透一级焊缝;吊装重量和高空焊接工作量大,且焊接要求较高,较多构件钢板较厚,高空焊接变形大,容易造成应力集中,如何采取措施保证吊装质量㊁控制应力和应变㊁减小焊接变形是钢结构安装的控制重点㊂2㊀钢结构施工关键技术研究2.1㊀施工总体方法本项目面积大㊁施工周期短㊁钢结构屋盖造型复杂,钢屋盖施工时混凝土主体结构均已基本封闭,钢结构与土建需确保无缝穿插衔接施工,以及各专业在有限的工作面内需高效地施工㊂在充分分析结构设计意图㊁结构的受力特点和与土建施工方针对施工方案反复讨论研究的前提下,确定 过程穿插㊁限时限地和楼面设置大型行走式塔吊分块吊装,结合局部液压整体提升 的施工方案来完成钢结构屋盖的施工[1-2]㊂其中在体育馆和游泳馆南北两侧的8m平台上各布置臂长均为80m的1台ZSC1400和1台ZSC1600型行走式塔吊,中央大厅的北侧布置1台ZSC1200C固定塔吊㊂同时将体育馆中央和游泳馆游泳池㊁跳水池区域正上方的网壳结构作为局部液压整体提升区(图10),其他区域采用塔吊进行分块吊装,分块单元及吊装区与提升区之间的后补杆件采用以汽车吊为主㊁塔吊为辅的吊装方式进行同步补杆㊂此施工方法的优点是可实现多个作业面㊁多个工序同步开展,大大缩短建设周期[3-4]㊂图10㊀行走式塔吊及提升区平面Fig.10㊀Plan of walking tower crane and lifting area2.2㊀安装总体思路钢结构体量大,根据钢屋盖区域名称划分游泳馆区㊁中央大厅区以及体育馆区三大分区,结合现场条件及结构特点将整个屋盖部分划分为施工一区~五区,共计5大施工分区(图11)㊂其中施工一区和施工二区屋盖根据施工方法的不同分为提升区与分块吊装区两部分㊂图11㊀屋盖钢结构施工分区示意Fig.11㊀Construction zone diagram of roof steel structure屋盖钢结构总体施工顺序为:施工一区㊁施工二区同时开工,并兼顾施工三区(全部弯扭构件)的安装,施工四区和施工五区在施工一㊁二区施工完成后进行㊂体育馆屋盖至西向东依次南北对称吊装,游泳馆屋盖至西向东依次南北对称吊装,提升区域的网壳结构在体育馆和游泳馆馆内比赛中心场内提前进行提升区域的地面拼装㊂待分块吊装区域屋盖钢结构吊装就位后,对提升区域屋盖结构进行整体提升,提升就位后进行连接区域的补杆㊂在完成体育3周观根,等/钢结构(中英文),35(10),1-8,2020馆和游泳馆网壳的吊装区与提升区的补杆合龙之后,拆除吊装区下部的支撑架,最后通过分级㊁分步卸载提升架来实现整个体育馆和游泳馆的网壳结构的卸载㊂在安装体育馆和游泳馆的双层网壳时,采用汽车吊同时安装中央大厅的斗形柱吊装,中央大厅单层网壳结构采用 下部搭设满堂操作架+汽车吊高空散件安装 方案进行施工安装,实现整个钢结构的安装㊂2.3㊀双层网壳结构安装技术双层网壳结构采用 大型行走式塔吊分块吊装+局部液压整体提升 的施工方法㊂分块单元在两馆的南北两侧8m平台的拼装场地上设置拼装胎架,按吊装顺序全面铺开拼装;根据方案确定分块单元大小,根据预先确定的分块吊装单元(图12),每块吊装单元(图13)下方均设置四个组合式支撑架,在看台位置处设置转换平台(图14)㊂局部整体提升区位于游泳馆和体育馆的比赛内场,其中游泳馆比赛内场有游泳池和跳水池,通过支撑架将两池内的拼装面与正负零面找平,提升区网壳从一端向另一端依次进行地面拼装(图15)㊂根据预先确定的施工方案和相关计算,将两馆比赛内场的基础大底板作为提升支架的基础,后期利用行走式塔吊安装提升支架和提升器等[5]㊂a 吊装区域示意;b 吊装分块划分示意㊂图12㊀游泳馆吊装分块划分Fig.12㊀Hoisting block division diagram of natatorium各工序均可同时进行,分块吊装单元可实现大面积拼装,分块单元的拼装㊁吊装及提升区网壳单元的拼装均可同步进行,互不影响㊂南北底部弯扭构件的变截面段采用25t汽车吊图13㊀支撑架看台转换平台设置Fig.13㊀Support conversionplatform图14㊀分块单元吊装Fig.14㊀Hoistingunita 提升吊点布置;b 施工现场提升㊂图15㊀中间区提升Fig.15㊀Intermediate lift原位散件安装,下部设置临时定位支撑钢管,上部一网格的弯扭构件采用地面组拼,再由80t汽车吊吊4杭州奥体中心亚运三馆体育游泳馆施工关键技术装就位㊂2.4㊀中央大厅单层网壳结构安装技术中央大厅屋盖单层网壳整体安装顺序为:先完成斗形柱的安装,再以斗形柱南北向为中轴线,使南北向连接斗形柱的网壳贯通,并与落地支座相连,再以南北贯通的网壳为起始单元,依次同时向东西两端高空散装,并最后与体育游泳馆的分界桁架及南北落地支座相连㊂为便于斗形柱深化设计及现场安装,将相互交织的构件的一个方向定为主杆,另一个方向为次杆,主杆长度约为两个网格,次杆与主杆相贯焊接(图16)㊂采用25t 汽车吊原位散装法安装,安装时需确定一个主杆,以主杆先开始分段安装,主杆与主杆之间的次杆依次安装㊂按斗形柱的圆周从下到上依次进行[6]㊂1 主杆:先安装主杆,并采用P180ˑ8钢管支撑固定;2 次杆:主杆分段固定后,及时安装分段间的次杆㊂图16㊀斗形柱安装Fig.16㊀Bucket column installation定位主杆坐标为斗形柱安装的关键,若定位稍有偏差,将会导致构件对接错边及累积误差,影响结构质量和外观㊂主杆在测量定位时,采用6点控制法,即每根主杆的上下口各在模型中提取3个坐标值(图17)㊂根据提取的坐标值,采用全站仪对每根主杆进行测量定位,确保构件的加工和施工误差在安装过程中及时予以消化,保证斗形柱的整体质量和美观㊂图17㊀斗形柱安装定位控制坐标点示意Fig.17㊀Coordinate points of positioning control of bucket column屋盖网壳安装时,除在下方按需搭设满堂操作架外,还需在悬挑主杆的下方设置临时支撑架,作为屋盖悬挑安装时的临时支撑(图18)㊂依次以南北贯通的起始单元,逐步对屋盖网壳进行安装(图19)㊂最后与两馆的分界桁架连接㊂2.5㊀分界桁架和门拱桁架安装技术分界桁架及门拱桁架的弦杆均为双曲构件,根图18㊀主杆下方临时支撑架Fig.18㊀Temporary support frame under mainrod图19㊀单层网壳安装Fig.19㊀Installation of single layer reticulated shell据现场施工分段,杆件在工厂弯曲加工完成后,散件发至现场,其中分界桁架在地面分段拼装完成后,采用160t 汽车吊分段吊装㊂门拱桁架下部设置临时支撑架,采用80t 汽车吊原位散件安装㊂分界桁架下弦管为ϕ1000ˑ35,上弦管为ϕ800ˑ30,分段最大质量为30t㊂根据深化设计模型,提取分段模型,并在AutoCAD 中将模型转化至地面拼装状态,提取拼装时构件坐标值,采用全站仪楼面上放样画点,并设置拼装胎架对分段桁架进行拼装焊接(图20)㊂因分界桁架自身高度约达6m,且为平面双曲桁架,为确保安装过程中桁架自身的平面外稳定,采用门式支撑架,对其上弦杆进行支撑稳固(图21㊁图22)㊂2.6㊀合龙卸载技术本项目结构合龙分为两个阶段,第一阶段为两馆馆内双层网壳吊装区和提升区的合龙;第二阶段为中央大厅与两馆东西两侧分界桁架的合龙㊂其中体育馆和游泳馆在完成分块吊装区和提升区网壳单元的安装后,采用行走式塔吊对吊装5周观根,等/钢结构(中英文),35(10),1-8,2020图20㊀分界桁架楼面拼装Fig.20㊀Division truss floorassembly图21㊀分界桁架分段和支撑架设置Fig.21㊀Setting of sections of boundary truss and supportingframe图22㊀分界桁架平面外稳定示意Fig.22㊀External stability of the boundary truss plane区和提升区之间的网格杆件进行补装作为合龙过程㊂根据施工仿真分析,选取变形最小的地方作为最终合龙点,其中游泳馆设在东南角和西北角,体育馆设在西南角和东北角,中央大厅设在与东西两侧分界桁架的最高点(图23~图25)㊂图23㊀游泳馆最终合龙位置分析㊀mmFig.23㊀Analysis of the final closing position of the natatorium补杆区南北杆件对称补杆安装后,再对东西杆件安装,最后选择在温度达(15ʃ7.5)ħ时安装最终图24㊀体育馆最终合龙位置分析㊀mmFig.24㊀Analysis of the final closing position of thestadium图25㊀中央大厅最终合龙位置分析㊀mm Fig.25㊀Analysis of the final closure of the central hall合龙的杆件,且最终合龙杆件采用同时对称安装㊂体育游泳馆与中央大厅为整体屋盖,但根据全过程施工仿真对比分析,体育游泳馆和中央大厅独立卸载对结构受力及变形影响极小㊂因此考虑整体工期及便于下道工序尽早开始等因素,本项目体育馆㊁游泳馆及中央大厅屋盖均独立卸载㊂对体育馆和游泳馆内部吊装区支撑架及提升区提升支架卸载的先后顺序,同样进行了施工仿真对比分析㊂若先对提升区支架进行卸载,卸载后的力将直接传递给支撑在看台上的支撑架,且竖向荷载相比原先的成倍增加,对支撑架的承载力及看台结构的承载力极其不利㊂结合分析结果,确定先对吊装区支撑架按分区分级卸载,最后按分步分级对提升支架进行卸载㊂经卸载后监测发现:实际应变值与施工仿真卸载分析模拟的应变值接近㊂2.7㊀测量控制技术本项目屋盖为斜交斜放变厚度鼓节点及单层异形双曲网壳结构,为全焊接连接形式,测量控制技术主要应用在网壳分块单元楼面拼装㊁分块单元吊装㊁提升区域的整体提升监测,单层网壳杆件高空散装定位测量等㊂本项目为空间网壳体系,测量技术是控制施工质量的关键点㊂整个屋盖共计约2万根构件,每根构件均具有唯一性;分块吊装单元共计162块,每块单元均不相同,每次拼装均需重新设置胎架;弯扭构件每根杆件均需测量定位㊂项目高峰期共计投入12位测量人员㊂根据深化设计模型,提取每一分块吊装单元模型,将三维坐标值转换成楼面拼装形态的坐标控制6杭州奥体中心亚运三馆体育游泳馆施工关键技术值,分块单元内的每个鼓节点均需进行测量放样(图26),并对不同分块单元的拼装胎架重新放样㊂图26㊀分块吊装单元楼面拼装测量Fig.26㊀Floor assembly measurement of hoisting unit in blocks分块吊装单元在吊装至安装位置时,预先将下部临时支撑架的位置和顶标高初次定位后,根据深化设计模型安装定位坐标,采用全站仪对安装控制坐标进行测量㊁校正后,再将分块单元搁置在支撑架上连接固定(图27)㊂图27㊀分块单元吊装测量照片Fig.27㊀Measurement photograph of block unit lifting项目在网壳的拼装㊁安装㊁提升过程标高控制㊁卸载,以及单层网壳㊁斗形柱的安装等部位均应用了精确的测量控制技术㊂2.8㊀钢结构数字化预拼装和管理平台项目近5000t 的箱体弯扭构件,通过3D3S 软件在空间上确定每块箱体板件的定位控制坐标,从而形成空间弯扭曲线坐标系,在加工制作过程中需要制定 工厂定位控制坐标㊁板件加工控制坐标㊁现场安装控制点坐标 ,并将实测数据与模拟数据进行对比㊁调整(图28~图30)㊂同时通过Tekla 软件建立深化模型,对每根构件单独编号,利用SEBIM 信息管理平台,从深化设计㊁材料采购到加工制作及现场安装进行二维码信息管理㊂并将深化模型与项目其他专业模型进行叠合,检查碰撞数字化管理㊂3㊀结束语本项目在施工准备阶段通过对大跨度单双层网图28㊀箱体弯扭板单元构件深化Fig.28㊀Detailed drawing of box bending andtwisting plate unitcomponents图29㊀箱体弯扭梁单元构件深化Fig.29㊀Detailed drawing of box bending torsion beamunit图30㊀箱体弯扭构件坐标控制点深化Fig.30㊀Deepening diagram of coordinate control pointsof bending and torsion member of box body壳结构体系的分析研究,包括箱体弯扭构件㊁异形截面弯扭梁㊁新型 鼓 节点等深化设计及加工制作关键技术的研究及应用,为施工现场的顺利实施奠定了坚实的基础㊂同时在施工阶段,采用 大型行走式塔吊分块吊装+局部液压整体提升 的综合施工方法,并应用有限元分析软件对结构全过程的施工进行仿真分析,实现了大型行走式塔吊设备楼面上作业行走㊁新型鼓节点双曲(异曲)网壳结构及斗形柱的拼装机安装㊁大面积整体网壳屋盖液压整体提升及分区独立卸载等技术的应用㊂采用理论和实践相结合㊁过程严格把控的科学施工方法,解决了本项目工期紧㊁钢结构体量及安装难度大㊁各专业交叉施工多等难题㊂通过前期反复的对比分析及验算,过程严格按方案执行,最终成功验证上述关键技术的应用在项目的进度㊁质量㊁安全管理及绿色施工方面的成效,同时大大降低了施工成本,也为其他类似大型体育场馆大面积整体网壳结构屋盖等的施工提供重要参考㊂参考文献[1]㊀谢国昂,傅学怡,吴利利,等.国家游泳中心钢结构施工仿真分7周观根,等/钢结构(中英文),35(10),1-8,2020析[J].建筑结构学报,2009,30(6):142-147.[2]㊀遇瑞,罗永峰.大跨度空间钢结构整体吊装施工方法现状的研究[C]//2009全国钢结构学术年会论文集.2009:406-410. [3]㊀吴欣之,严时汾,罗仰祖,等.国家大剧院壳体钢结构安装施工技术[C]//第四届全国现代结构工程学术研讨会论文集.2004:59-69.[4]㊀刘平.国家大剧院钢结构网壳支撑卸载过程监测[C]//第十一届空间结构学术会议论文集.2005:656-661.[5]㊀李成强,冯骏.空间网壳框架结构制作工艺[C]//2014中国建筑金属结构协会钢结构分会年会㊁建筑钢结构专家委员会学术年会论文集.2014:241-247.[6]㊀张树岗.哈尔滨大剧院钢结构屋盖施工卸载分析及监测[D].哈尔滨:东北林业大学,2014.Key Construction Technology for Gymnasium and Natatoriumof Hangzhou Olympic Sports CenterGuangen Zhou1㊀Dongen Xie1㊀Guimo You1㊀Guowei Zhao2(1.Zhejiang Southeast Space Frame Co.,Ltd.,Hangzhou311209,China;2.Hangzhou Olympic SportsExpo Center Xiaoshan Construction Ivestement Co.,Ltd.,Hangzhou311209,China)Abstract:The gymnasium and natatorium of Hangzhou Olympic Sports Center are the main stadiums of Hangzhou Asian Games in2022.The roofs of gymnasium and natatorium are connected as a whole through the central hall.The steel roofs of the gymnasium and natatorium adopt the structure of double-layer latticed shell and the roof of the central hall is a single-layer latticed shell with heteromorphic surface.There is a single-layer cantilever lattice shell structure on the east and west sides of the gymnasium and natatorium.The natatorium and gymnasium roof can be divided into double-layer reticulated shell,single-layer reticulated shell,boundary truss,gate arch truss,etc.Steel roof members have various forms and complex joints,which are composed of bending-torsion L-shaped beam, bending-torsion box members of variable section and drum joints.The steel roof has the characteristics of complex shape and large span.Also the construction period of the project is tight,there are many specialties and high quality requirementsThe key and difficult points of steel roof construction in various stages,such as deepening design,manufacturing,field installation and digital information management,were introduced.During the construction process,the construction environment of the whole structure was complex,the deepening processing of components and joints was difficult,and the installation configuration was difficult to control,there were many aerial operations and high welding quality requirements.The key construction techniques and methods in the construction stage of hyperbolic reticulated shell roof were emphatically expounded.The construction organization of information organization and management,process interpenetration,time limit and land limitation was adopted to solve the construction difficulties of various disciplines in large stadiums and gymnasiums.The double construction scheme of large traveling tower crane block hoisting combined with local hydraulic integral lifting solved the difficulties of tight construction period and high quality requirements of the project,and realized the key technology of large tonnage tower crane working on the floor and floor arc walking;the working method of floor multi-point assembly and high-altitude local butt joint solved the stress concentration of all welded structure and ensures the high quality and safety of the structure with low risk.The measurement,positioning and installation technology of special-shaped curved surface structure realized the installation accuracy of single-layer special-shaped curved surface roof composed of bending and torsion members.The data obtained from the simulation analysis of the whole process of structural installation,closure and unloading by the finite element analysis software provided sufficient scientific basis for the construction process control.Through the comparative analysis of the simulation theoretical data and the measured data,the feasibility of the construction technology was verified,which provided important reference value for the follow-up similar projects.Through the combination of theory and practice,the key construction technology described in this paper solved the technical problems of steel roof construction of gymnasium and natatorium of Hangzhou Olympic Sports Center.The results showed that the construction was safe and reliable;the quality could meet the requirements of specifications and design,and realized the idea of green,intelligent,thrifty and civilized .Key words:double layer reticulated shell;ascension;truss;assemble;unloading8。

1项目概况杭州奥体中心体育游泳馆项目，作为"钱塘江时代”的主要标志性建筑，坐落于奥体中心北侧第19届亚运会赛事核心区。

国家及地方政府对本次赛事组织高度重视,场馆市政条件及保障措施完备。

项目占地22.79hm2,总建筑面积39.695万m2。

地上主要包括体育馆、游泳馆、配套服务设施三大部分内容。

其中体育馆74357m2,建筑高度45m（最高点）,总坐席17348座;游泳馆53959m2,建筑高度35m（最高点）,总坐席6484座;体育馆及游泳馆均为特级体育建筑。

2项目特点（1）建筑体量大、系统复杂、配电装置多，对运维人员素质要求高。

本项目体育游泳馆为特级场馆,根据《2023年第19届亚运会场馆及设施电气配置导则》及当地供电部门要求，整个项目由市政引来2组（各三路）2OkV专用市政电源，即每组两路主供电源和一路备供电源，三路电源至少来自两个不同的变电站，每路电源容量应能满足所有下接负荷的运行要求。

共设置12个变电所，其中体育游泳馆装机容量为2450OkVA,配套商业部分（含冷冻站、充电桩）装机容量为31400kVA,总装机容量为55900kVAβ变电室分布情况见图1及表1β图1变电室分布情况变电室分布情况统计表1变电室想母供电疮用变压器装机容盘∕kVA位置小计∕kVA合计ZkVA总计∕kVA1#游泳馆2×20002×2000B1层105∞1A#游泳馆演出2x1250B1层2×2OOO245∞2#体育馆2×2OOO2×iOoO B1层140002A#体育M演出2×2000B1层5#冷冻机房2×25002×1600BIJS8200559003A#充电植电源2×1600I层3B#充电桩电源2×1600B1瓜96∞314003C#充电桩电源2×1600B1层4#及配公用济2×i600B1层4A#俺用及配食用房2×1600B1层136004B#预制及配食用房2×1600B1层4C#俺用及配套用房2×2OOO B1层体育馆及游泳馆均为特级体育设施，其比赛及转播类负荷均为特别重要负荷，此外，本工程的所有消防负荷也为特别重要负荷，上述负荷在三路市电故障时,柴油发电机作为其备用电源（平时作为比赛及转播用电的备用电源,火灾时作为应急照明及各类消防设备的备用电源)。

项目地点：杭州市萧山区设计时间：2009-2018竣工时间：2021委托方：杭州奥体博览中心建设投资有限公司设计类别：体育建筑项目面积：227900m2总建筑面积：396950m2建筑设计：胡越工作室主持建筑师：胡越设计团队：胡越、邰方晴、顾永辉、游亚鹏、曹阳、于春辉、孟峙、缪波、冯婧萱、杨剑雷、赵默超、徐洋、王宏睿、沈莉、张燕平、李国强、马洪步、鲍蕾、奚琦、杨育臣、张博、徐宏庆、郑克白、祁峰、张成、刘晓茹、潘硕、康晓鹍、胡又新、张永利、吴威、景蜀北交通组织微观仿真分析顾问：交通部科学研究院体育工艺设计顾问：北京中体建筑工程设计有限公司BIM顾问：北京数字营国信息技术有限公司建筑幕墙顾问：华纳工程咨询（北京）有限公司基坑支护：杭州浙大福世德岩土工程有限公司弱电设计顾问：北京中加集成智能系统工程有限公司节能环保设计顾问：中国建筑上海设计研究院有限公司体育专业智能化：北京顺宏发体育发展有限公司[ UED ] 144 | 08 | 202368建筑中的逻辑与诗意2009年杭州提出了由西湖时代向钱江时代转变的城市发展策略，钱塘江边的杭州奥体中心应运而生，体育游泳馆为其中的主要项目之一，位于奥体中心的西北侧，包括一个18000座的体育馆、6000座的游泳馆、8万m 2商业街和车库等其他配套设施，总计40万m 2，通过激烈的竞争我们团队中标了这个项目。

作为城市中心跨江东移规划的启动项目，体育游泳馆与其南侧的主体育场一起处在了衔接江对岸城市中心的桥头堡位置，相较它所承受的标志性使命而言两个体育馆的体量相对弱小，将两个馆连成一个整体形成超大体量的策略几乎是唯一的手段，于是一个大型非线性连体两馆建筑就这样诞生了。

两馆中部的连接处因其斑驳光线的洒入形成迷人的诗意空间，以城市休闲客厅的面貌服务于市民。

一体化两馆的巨大体量必将带来强大的视觉冲击，要为它设计一个什么样的视觉感受成了建筑形象设计的文_顾永辉第一个问题。

在标志性、杭州、水、大体量、强视觉这几个控制词汇的包裹下，鳞片的形式被提炼了出来，仿似巨龙过隙，呼啸而过的定格瞬间。

钢结构(中英文),35(10),9-14(2020)DOI :10.13206/j.gjgS 20060302ISSN 2096-6865CN 10-1609/TF杭州奥体中心亚运三馆体育游泳馆施工过程分析游桂模㊀谢董恩㊀周观根㊀郭丁鑫(浙江东南网架股份有限公司,杭州㊀311209)摘㊀要:杭州奥体中心亚运三馆体育游泳馆钢屋盖可分为游泳馆屋盖㊁中央大厅屋盖和体育馆屋盖三个部分,采用大跨度斜交斜放单层和双层网壳结构体系,其中游泳馆和体育馆屋盖又可分为双层网壳㊁单层网壳㊁分界桁架㊁门拱桁架等,中央大厅屋盖可分为单层网壳和2个斗形体结构㊂钢结构屋盖跨度大㊁造型复杂,钢结构构件以箱型弯扭构件为主,钢屋盖安装采用 大型行走式塔吊分块吊装与局部液压整体提升 的施工方案来完成钢结构屋盖的施工㊂首先介绍了钢结构安装的总体思路,将钢结构分为三大区和5个施工分区,吊装区和提升区进行交叉施工并最后进行分区卸载㊂其次应用MIDAS 软件中的累计模型分析方法,变截面构件采用梁分段模拟,对钢结构安装和拆撑卸载进行全过程仿真分析,重点阐述各施工分区安装和卸载过程的控制工况的应力和变形,分析了各阶段的最大应力和最大变形,并与设计状态下的应力和变形进行比较,钢结构在卸载安装完成后其应力和变形满足JGJ 7 2010‘空间网格结构技术规程“的要求,能够保证施工过程的安全㊂然后通过选择游泳馆㊁体育馆和中央大厅跨中弦杆作为应力的控制单元,以及1/2跨和1/4跨的结点作为竖向变形的控制点,对施工过程中应力和变形进行全过程分析,发现游泳馆㊁体育馆以及中央大厅控制单元的应力和控制点的变形在拆撑卸载过程中变化较大,其余施工阶段对它们影响较小㊂最后对体育馆和游泳馆中间提升区域的提升施工进行分析,发现:杆件应力比较大的区域发生在提升点附近,当拆撑卸载后其应力比降低,满足施工安全要求㊂施工全过程仿真分析结果验证了施工方法的可行性,整个施工过程的应力和位移响应均满足施工的安全要求㊂由于游泳馆㊁中央大厅以及体育馆三个单体的结构边界刚度较大,施工过程相互影响较小,验证了分区安装和分区卸载的施工方法可行性㊂关键词:双层网壳;单层网壳;吊装;提升;卸载第一作者:游桂模,男,1979年出生,博士研究生,高级工程师㊂Email:youguimo@ 收稿日期:2020-08-141㊀工程概况杭州奥体中心亚运三馆体育游泳馆由1.8万座的体育馆㊁6500座的游泳馆以及配套设施三大部分组成(图1),将作为杭州2022年第19届亚运会的比赛主场馆㊂场馆位于杭州奥体中心北侧,西南面临七甲河㊁东南临地铁奥体站,东北至博奥路,西北临观澜路,东西长约600m,南北宽约360m,建筑最大标高45.000m,钢屋盖最大跨度164m㊂总用地面积227900m 2,总建筑面积396950m 2,其中地上建筑面积197553m 2,地下建筑面积199397m 2㊂工程地下1层,其中游泳馆主馆地上3层,体育馆主馆地上5层㊂2㊀钢结构概况钢结构屋盖坐落在土建结构8m 平台上方,钢图1㊀工程整体效果Fig.1㊀Overall renderings of the project9游桂模,等/钢结构(中英文),35(10),9-14,2020屋盖结构可分为游泳馆屋盖㊁中部连接区域中央大厅屋盖和体育馆屋盖三个部分,如图2所示,总投影面积约为51900m2,其中游泳馆和体育馆屋盖又可分为双层网壳㊁单层网壳㊁分界桁架㊁门拱桁架等,中部连接区域中央大厅屋盖可分为单层网壳和2个斗形体结构[1-3]㊂图2㊀体育游泳馆钢结构分区Fig.2㊀Steel structure zoning plan网壳杆件大部分为弯扭箱型钢管,局部为直杆构件,斗形柱全部为弯扭构件㊂直线构件截面规格为B150ˑ150ˑ8ˑ8~B600ˑ500ˑ40ˑ40,弯扭构件截面规格为B400ˑ250ˑ16ˑ16~B(600-1289)ˑ(500~1250)ˑ(50~60)ˑ(50~60),钢结构材质有Q345B㊁Q345C㊁Q345GJC和Q460GJC㊂网壳结构的支座有三种类型,分别为三向固定铰支座㊁切向释放和法向约束的铰支座㊁法向滑动铰支座,均坐落于8m平台的主体混凝土结构上[4-5]㊂3㊀钢结构安装总体思路钢结构安装采用 大型行走式塔吊分块吊装与局部液压整体提升 的施工方案来完成钢结构屋盖的施工[6-7]㊂根据钢屋盖区域名称划分游泳馆区㊁中央大厅区以及体育馆区三大分区,如图3所示㊂结合现场条件及结构特点将整个屋盖部分划分为施工A区㊁B区㊁C区㊁D区㊁E区,共计5大施工分区㊂其中施工A区和施工C区屋盖根据施工方法的不同分为提升区与分块吊装区两部分,如图4所示㊂钢结构屋盖总体施工顺序为:1)施工A区㊁施工C区同时进行安装,A-1区和C-1区吊装区域网壳由西向东依次南北对称吊装,提升区域A-2和C-2的网壳结构在体育馆和游泳馆馆内比赛中心场内提前进行地面拼装,待分块吊装区域屋盖钢结图3㊀屋盖钢结构施工分区示意Fig.3㊀Schematic diagram of roof steel structure constructionzoning图4㊀钢结构安装施工分区Fig.4㊀Sectional drawing of steel structure installation and construction 构吊装就位后,对提升区域屋盖结构进行整体提升,提升就位后再进行连接区域的补杆㊂2)在完成C 区和A区网壳的吊装区与提升区的补杆合龙之后,拆除A区吊装区下部的支撑架,之后通过分级分步卸载提升架来实现游泳馆网壳结构的卸载㊂3)通过汽车吊进行斗形柱的吊装,B区单层网壳结构采用 下部搭设满堂操作架+汽车吊高空散件安装 方案进行施工安装㊂4)同时进行D区单层网壳的吊装和卸载,以及体育馆C区网壳的吊装临时支架和提升支架的拆撑卸载㊂5)依次进行E区单层网壳吊装和卸载以及中央大厅B区卸载,完成整个钢结构的安装㊂4㊀施工过程分析本文采用有限元软件MIDAS建立了杭州奥体中心体育游泳馆的结构分析模型,整体模型如图5所示,为了准确反映施工全过程结构受力特性以及各阶段结构响应,在全过程分析中采用累计模型分析方法进行施工模拟㊂结构整体由42373个构件组成,采用梁单元进行模拟,对于变截面构件采用梁分段模拟㊂为对施工过程的分析结果更好地进行对比分析,本文按施工分析流程取主要9个施工工况进行对比㊂工况1:A区游泳馆和C区体育馆双层网壳吊01杭州奥体中心亚运三馆体育游泳馆施工过程分析图5㊀施工模拟模型Fig.5㊀Construction simulation model装和提升到位;工况2:A 区游泳馆双层网壳卸载完成;工况3:B 区中央大厅网壳吊装到位;工况4:D 区单层网壳吊装到位;工况5:D 区单层网壳下部支撑架拆除卸载;工况6:C 区体育馆双层网壳下部支撑架拆除卸载;工况7:E 区单层网壳结构吊装到㊀㊀㊀㊀位;工况8:B 区中央大厅网壳拆撑卸载;工况9:E 区单层网壳拆撑卸载,钢结构安装完毕㊂㊀㊀各主要施工工况下钢结构的应力分布和竖向位移分布如图6㊁图7所示,结构设计状态下应力和竖向变形如图8所示,从图中可知:钢结构在施工过程中,游泳馆杆件最大应力为187.9MPa,出现在门拱桁架支座附近的杆件;体育馆杆件最大应力为181.7MPa,出现在门拱桁架支座附近的杆件;中央大厅杆件最大应力为105.7MPa,出现在斗形柱与单层网壳连接处;钢结构在最终成型阶段杆件最大应力为187.9MPa,出现在游泳馆门拱桁架支座附近,略大于设计状态下的175.6MPa,强度验算满足要求,在安装过程中杆件均处于弹性阶段,满足施工a 工况1;b 工况2;c 工况3;d 工况4;e 工况5;f 工况6;g 工况7;h 工况8;i 工况9㊂图6㊀各施工工况结构应力分布㊀MPaFig.6㊀Structural stress distribution under constructionconditionsa 工况1;b 工况2;c 工况3;d 工况4;e 工况5;f 工况6;g 工况7;h 工况8;i 工况9㊂图7㊀各施工工况结构位移分布㊀mmFig.7㊀Structural displacement distribution under construction conditions11游桂模,等/钢结构(中英文),35(10),9-14,2020要求㊂而钢结构在安装最终成型阶段游泳馆的跨中最大变形为165.3mm,体育馆跨中最大变形为117.7mm,中央大厅最大变形为119.3mm,略大于设计状态下的150.2mm,满足JGJ 7 2010‘空间网格结构技术规程“要求㊂整个施工流程的全过程施工仿真分析,能够保证施工过程的安全性,为施工现场提供了合理的计算依据[8]㊂a 应力,MPa;b 位移,mm㊂图8㊀结构设计状态下应力和位移Fig.8㊀Stress and displacement diagram under structural design state4.1㊀安装过程应力和应变分析从游泳馆㊁中央大厅以及体育馆中选取跨中上弦和下弦杆件A-1-S㊁A-1-X㊁B-1㊁C-1-S㊁C-1-X 作为控制单元,跨中以及1/4跨的A1㊁A2㊁C1㊁C2㊁B 点作为竖向位移的控制点,如图9所示,控制点和控制单元的位移和应力随施工阶段变化的曲线如图10㊁11所示㊂图9㊀控制单元和控制点Fig.9㊀Control unit and controlpoints图10㊀施工过程应力曲线Fig.10㊀Stress curve duringconstruction图11㊀施工过程位移曲线Fig.11㊀Displacement curve during construction从图中可知,游泳馆㊁体育馆以及中央大厅跨中的上下弦杆件应力以及跨中的变形在游泳馆㊁体育馆以及中央大厅的拆撑卸载过程中变化较大,其余施工阶段对它们的影响较小,说明体育馆㊁游泳馆以及中央大厅的边界条件的刚度较大,三个单体的安装以及卸载对相邻的结构影响较小㊂4.2㊀提升工况分析A-1提升区域设置了10个提升点,C-1区域设置了8个提升点,如图12所示,钢结构提升与吊装区域安装示意如图13所示㊂a A-1区;b C-1区㊂图12㊀提升结构模型Fig.12㊀Lifting structuremodel图13㊀提升立面Fig.13㊀Elevation drawing结构被提升时结构响应如图14和图15所示㊂从图中可知:A-1结构被提升时,结构跨中最大竖向21杭州奥体中心亚运三馆体育游泳馆施工过程分析a 应力比分布;b 竖向位移,mm㊂图14㊀A-1区提升应力比和位移Fig.14㊀Lifting stress and displacement in zoneA-1a 应力比分布;b 竖向位移,mm㊂图15㊀C-1区提升应力比和位移Fig.15㊀Lifting stress and displacement in zone C-1变形为26mm,与提升点距离约为12700mm,为悬㊀㊀㊀㊀㊀挑长度的1/488,满足JGJ 7 2010规定的小于1/200要求;C-1区结构被提升时,结构跨中最大竖向变形为27mm,与提升点距离约为28600mm,为跨度的1/1059,满足JGJ 7 2010规定的小于1/400的要求㊂杆件应力比较大的区域出现在提升点附近,当结构拆撑卸载后其应力比降低,满足设计要求㊂5㊀结束语结合杭州奥体中心亚运三馆体育游泳馆钢屋盖工程,详细阐述了施工总体思路和施工工艺步骤,进行了全过程施工模拟以及提升模拟分析,验证了施工方法的可行性,整个施工过程的应力和位移响应均满足设计要求㊂模拟分析表明,游泳馆㊁中央大厅以及体育馆三个单体的结构边界刚度较大,施工过程相互影响较小,验证了分区安装和分区卸载的施工方法的可行性㊂参考文献[1]㊀董石麟,邢栋,赵阳,等.现代大跨空间结构在中国的应用与发展[J].空间结构,2012,18(1):3-16.[2]㊀梁建军,刘祥,胡文涛,等.舟山观音圣坛大跨度钢结构施工技术与模拟分析[J].钢结构,2017,32(10):105-109.[3]㊀冯国军,马晓菲,吴旦翔,等.蚌埠体育中心主体育场大跨度钢罩棚施工过程模拟分析[J ].钢结构,2018,33(5):107-111,131.[4]㊀叶智武,罗永峰,陈晓明,等.施工模拟中分步建模法的改进实现方法及应用[J].同济大学学报(自然科学版),2016,44(1):73-80.[5]㊀李肖,崔博娟,张元植,等.大跨度钢桁架连廊分片整体吊装技术与施工模拟[J].四川建筑科学研究,2018,44(6):118-123.[6]㊀刘树堂.弦支穹顶结构预应力施工模拟方法研究[J].建筑钢结构进展,2016,18(5):66-72.[7]㊀伍小平,高振锋,李子旭,等.国家大剧院钢壳体施工全过程模拟分析[J].建筑结构学报,2005,26(5):40-45.[8]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部.空间网格结构技术规程:JGJ 7 2010[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.Analysis of Construction Process for Gymnasium and Natatorium of Hangzhou Olympic Sports CenterGuimo You ㊀Dongen Xie ㊀Guangen Zhou ㊀Dingxin Guo(Zhejiang Southeast Space Frame Co.,Ltd.,Hangzhou 311209,China )Abstract :㊀The steel roof project of the three Asian games stadiums of Hangzhou Olympic Sports Center was divided into three parts:natatoriumroof,central hall roof and gymnasium roof.It was composed of single layer and double layer reticulated shell.Among them natatoriumand gymnasium roof was also divided into double-layer reticulated shell,single-layer reticulated shell,junction truss and gate archstructure and so on.And the roof of the central hall was divided into a single-layer reticular shell and two bucket structure.The roof31游桂模,等/钢结构(中英文),35(10),9-14,2020has large span and complex shape that its members were mainly box-type bending and torsion members.The construction plan that was large walking tower crane block lifting and local hydraulic integral lifting was adopted.This paper first introduced the general idea of steel structure installation that steel structure divided into three areas and five construction areas,lifting area and lifting area for cross construction and finally for sectional unloading.Secondly,the whole process of steel structure installation including installation and unloading was simulated with MIDAS software.The stress and deformation analysis of the control conditions in each construction zone was emphatically analyzed,and compared with the stress and deformation in the designed state.The control points of vertical deformation were selected by selecting the chord of the middle span of the natatorium, gymnasium and central hall as the stress control unit,and1/2span and1/4span as the control points of vertical deformation.The changing of stress and deformation during construction was analyzed,its result showed that unloading step was key working condition of control.Finally,the paper introduced the analysis of lifting construction of the lifting area,the result showed that a member with high stress was near the lifting point in the large area,and the stress ratio decreased after and unloading,so as to meet the safety requirements of construction.The simulation results of the whole construction process verified the feasibility of the construction method, due to the large structural boundary stiffness of the natatorium,the central hall and the gymnasium,the construction process had little influence on each other that also verified the feasibility of the construction method of partition installation and partition unloading. Key words:double layer reticulated shell;single layer reticulated shell;lifting;ascension;unloading41。

亚运会建设例子
亚运会建设例子包括杭州奥体中心体育场、富阳水上运动中心、绍兴攀岩中心等。

1. 杭州奥体中心体育场：作为杭州本土的建筑龙头企业，中南集团先后参建了杭州奥体中心体育场（即“大莲花”）、富阳水上运动中心等十多个亚运重点配套工程。

2. 富阳水上运动中心：在亚运场馆56个场馆中，新建的仅仅是12个，其
余均为改建或临建，31个训练场馆全部都是改建。

富阳的水上运动中心就
是其中之一，体现了建筑与场馆的和谐共生。

3. 绍兴攀岩中心：原来是废弃的矿山，此次蝶变为亚运攀岩的场馆，带动了城市环境的整治和开发的建设，充分把现代建筑跟自然环境有机融合，实现了废弃荒山变废为宝、华丽转型。

在场馆设计方面，还制定了绿色规范，如宁波亚帆中心把爆破产生的近76
万方的土方、石子，都用于就地的海域防洪堤建设。

黄龙体育中心所有的垃圾都做了粉碎处理，作为建筑的原料，就地取材。

特别值得一提的是场馆应用了BIM（建筑信息模型）技术。

如需更多关于亚运会建设的例子，建议查阅相关新闻报道或访问亚运会官网。