[01749323]体育场馆曲面空间运行超大型开闭式屋盖综合技术研发与应用

该项目以建筑工程中设有开闭式屋盖的大跨度场馆建筑为载体，以结构工程学科和建筑学科为主，综合控制学科、机械学科和钢结构加工制造工艺，在学科交叉-集成的基础上，完成了曲面开闭顶建筑的结构-设备-控制一体化技术。该项目主要依托南通市体育会展中心体育场开闭式屋盖的设计和建造展开，主要特点为：(1)采用开闭式屋盖，不仅可全天候使用场馆，更有充分利用自然能源(日照、通风等)的节能优势。其屋盖开口规模为迄今国内最大，也超过世界上相同样式开闭顶建筑中的最大开口面积。解决大开口开闭顶结构的设计是无规范可循的创新性工作。(2)为提高内部空间利用效率，建筑体型采用球冠，因此活动屋盖沿空间球状曲面运行，既与平面移动方式不同，也与沿单曲率表面例如沿柱面移动的活动屋盖不同。由此产生了活动屋盖运行时必须解决不等线速度、不等侧向位移等条件下结构与设备间的变形适应性的重要课题。(3)对由结构、机械、控制系统等的综合系统，从设计、制作到安装的全过程始终面临土建精度水准与设备及控制系统精度水准的适应性问题。根据这些特点，该项目围绕综合系统最终能够平稳运行、安全承载的目标，在结构、制作、设备、控制、施工等方面进行了协同攻关。在结构理论方面提出了刚度适配的概念，建立了能反映各子系统互动关系的基础-固定屋盖-台车-活动屋盖多系统力学分析模型；设备研制方面研发了全过程多维可调控液压台台车和紧凑型的驱动系统；控制系统方面建立了主动与被动综合的策略模式；结构施工方面制定了以自重静变形分步分解、分类吸收为原则、以提高活动屋盖运行过程台车运动变形适应性为目标的施工技术方案；此外通过分析或试验，采用了多项新的节点技术。经过精心研究和技术攻关，该项目开闭顶系统2006年3月一次试运行成功，至今平稳运行两年。该项目形成了自主知识产权，相关技术运用到2008奥运网球比赛主场馆开闭顶工程，同济大学开闭式游泳馆，以及中国援建的地中海地区某体育场设施。