科技创新引领兰州奥体中心建设 ——中国十七冶“大型体育场馆建造关键技术研究与工程示范”技术创新纪实

“大型体育场馆建造关键技术研究与工程示范”项目是由中国十七冶组织实施的钢结构领域重大技术创新，充分研究和实践了弦支穹顶结构、大悬挑空间钢结构安装技术，形成了行业技术标准，推动相关研究和工程应用步入国际领先行列。

奋进一流为导向，把脉关键症结

大跨度空间钢结构具有建筑造型复杂、跨度大、结构体系多样、动力特性复杂等特点，使得钢结构的刚度、承载力、稳定性和安装精度，成为超大复杂钢结构技术攻关的关键所在。

中国十七冶承建西北地区最大场馆集群的兰州奥体中心为例，其综合馆含有世界上首个矢跨比小于1/12的90米级大跨度弦支穹顶结构、世界上首个吊挂大吨位斗屏的90米级弦支穹顶结构。而6万座体育场大量的双曲弯扭管桁架，带来了现场拼装进度和拼装质量、高强异种钢材的焊接、大跨度悬挑管桁架安装变形控制、复杂结构系统支撑及卸载控制等施工难题。

为啃下这些“硬骨头”，技术团队创新施工技术，对关键步骤进行可行性分析、有限元模拟分析，如超小矢跨比弦支穹顶结构缩尺模型振动台试验研究，通过数值调查研究、数值模拟、缩尺模型试验、现场施工过程研究以及安装完成后监测研究，为结构设计和施工提供了精准控制依据。

攻坚一流技术，成就飞天花舞

中国十七冶技术团队在大量试验研究、理论分析与数值模拟相结合的研究基础上，采取了多项首创技术攻克了多项钢结构安装难关。

兰州奥体中心采用“飞天花舞”设计理念，包括60000座玫瑰体育场、8000座郁金香综合馆以及百合游泳馆、荷花网球馆、兰花运动员公寓，尤以综合馆弦支穹顶结构和体育场大跨度空间结构安装的施工过程堪称世界级的挑战。

项目团队在综合馆施工中首次开展弦支穹顶缩尺模型振动台试验，创造了小矢跨比、大吊载大跨肋环-联方组合型单层网壳弦支穹顶结构施工技术，实现了钢结构的滑动支座径向和环向位移最大值为21毫米，远远小于50毫米的设计限值。体育场“巨型落地式组合钢桁架+框架+剪力墙结构”的工艺复杂程度超乎想象，科研团队采用异形劲性结构和空间双曲钢结构技术,并采用三维激光扫描技术对钢构件进行数据采集，与BIM设计模型比对，校准桁架拼装精度，仅用时4个月就完成了全部的钢结构安装，实现了在总用钢量减少8%的情况下，构建了罩棚水平投影超4万平米的超大面积。

促进成果转化，擦亮中冶品牌

中国十七冶通过关键技术研究，形成了一批技术领先的技术成果，《大跨度超小矢跨比弦支穹顶结构施工技术》《大跨空间钢结构抗震减震关键理论与工程技术创新》被评价为国际领先水平，另有8项科技成果获国内领先及以上水平。这些技术对于大型场馆建设带来了显著的经济及社会价值。

中国十七冶以同类工程四分之三的工期完成了兰州奥体中心项目建设，在国内创造了由一家单位独立承担奥体场馆群建设的新纪录，以及国内大型体育场馆群建设速度最快纪录。形成的系列技术在7个项目中推广应用，合同额累计超100亿元，技术成果创效7400万元，其中以兰州奥体中心项目应用最具代表性，节约成本3275.82万元，实现了中冶在大型场馆异形复杂结构快速精益建造上新的技术突破，被央视纪录片《钢铁脊梁》《大国建造》收录，擦亮了“高端场馆”品牌。

科技是强盛之基，创新是进步之魂。中国十七冶将持续践行“五大核心要义”，以“一创两最五强”为目标，将技术研发与成果转化更加紧密地结合起来，推动施工难点转化为工程亮点，形成高质量发展的强大生产力。

(供稿：十七冶建筑分公司 姚志强)

责任编辑：柴晶晶