10月21日,隨著最后一榀百噸鋼桁架精準入位,由濟南城市建設集團受委托建設的黃河體育中心專業(yè)足球場項目屋蓋鋼結構合攏,標志著屋蓋鋼結構主桁架完成,正式進入屋蓋鋼結構網架施工階段。
黃河體育中心專業(yè)足球場項目位于濟南新舊動能轉換起步區(qū),總建筑面積19.73萬平方米,總用鋼量約3.5萬噸,采用世界杯FIFA最新標準,是山東省首個6萬座專業(yè)足球場,也是黃河流域生態(tài)保護與高質量發(fā)展戰(zhàn)略重大工程。
足球場屋蓋結構由鋼結構索膜結構和金屬屋面組成,外輪廓平面近似直徑280m的正圓,中心開口平面為長軸176.5m、短軸156.5m的橢圓,屋頂參考黃河水流設計,沿環(huán)向呈波浪狀起伏,是世界首個平面單層膜輪輻式索膜結構體系,也是國內首例大規(guī)模應用高透光率PTFE網格膜材料的專業(yè)足球場。
屋蓋鋼結構采用桁架和單層網格組成剛性結構體系,由星形拱桁架、內環(huán)桁架、外環(huán)桁架、單層網格及挑檐組成,僅靠36根排架柱支撐,下部與混凝土結構相連,上部支撐輪輻式索膜結構,形成大跨度、大懸挑空間結構,起到承上啟下的支撐作用。
屋蓋鋼結構上方的索、膜結構由CFRP-鋼索組合索桁架和大面積單層PTFE覆膜構成,創(chuàng)新融合了大懸挑屋蓋剛性體系、異性索膜柔性體系等諸多大跨空間結構元素,是目前國內施工最為復雜的專業(yè)足球場之一,在兼顧功能、美觀與采光性能的同時具有“剛柔并濟”結構受力特征。
屋蓋鋼結構共包含88榀桁架,單榀鋼桁架重約200噸,起吊高度超60米,相當于將一頭成年藍鯨提升20層樓。且精度要求在5毫米以內,對于構件強度與吊裝精度都提出了較大挑戰(zhàn)。
項目鋼結構施工擁有多項國內之最,屋蓋鋼結構最大懸挑長45米,是國內體育場館懸挑長度之最;施工跨越夏秋冬三季,溫度變化會形成巨大誤差,累積合龍段施工難度為目前國內之最;鋼結構拼裝完成后,需要將支撐胎架進行分級卸載,卸載過程中產生的變形量是國內同類場館之最。