近日，中建八一承建的黃河體育中心專業(yè)足球場項目全面完成屋蓋鋼結(jié)構(gòu)施工，“黃河明珠”成功戴上1.6萬噸“鋼鐵巨冠”，標志著項目攻克國內(nèi)體育場館懸挑長度之最，正式進入索、膜結(jié)構(gòu)及金屬屋面施工階段。

黃河體育中心專業(yè)足球場項目位于濟南新舊動能轉(zhuǎn)換起步區(qū)，總建筑面積19.73萬平方米，采用國際足聯(lián)FIFA最新標準，是山東省首個6萬座專業(yè)足球場、黃河流域生態(tài)保護與高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略重大工程，項目屋蓋由鋼結(jié)構(gòu)索、膜結(jié)構(gòu)和金屬屋面組成，是世界首個平面單層膜輪輻式索膜結(jié)構(gòu)體系。

明珠“戴冠”，必承其重。項目屋蓋鋼結(jié)構(gòu)總鋼量約1.6萬噸，共包含88榀桁架，最大懸挑長度達45米，形成巨型無柱懸挑空間結(jié)構(gòu)，為國內(nèi)體育場館懸挑長度之最。懸挑結(jié)構(gòu)在成型前，無法依靠自身承重，需要124組格構(gòu)柱胎架進行輔助支撐，結(jié)構(gòu)成型后輔助支撐體系隨即拆除，屋蓋鋼結(jié)構(gòu)應力將重新分布卸載，過程一旦出現(xiàn)失準情況，將導致局部應力超限，造成結(jié)構(gòu)破壞，對于卸載過程精度要求較高。

項目組建技術(shù)攻關(guān)團隊，確定“內(nèi)外環(huán)正反序”同步卸載方案，屋蓋鋼結(jié)構(gòu)外環(huán)桁架卸載變形量小，采取同步割除支撐胎架方式進行卸載，內(nèi)環(huán)及星型桁架整體變形量大，采用“超大型構(gòu)件液壓同步卸載技術(shù)”，保證整體卸載過程平穩(wěn)、高效進行。

項目通過294個傳感器組成"神經(jīng)網(wǎng)"，每5秒采集一次數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測各控制點應力應變狀態(tài)，根據(jù)工況及時調(diào)整卸載參數(shù)。期間，濟南遭遇3月份歷史最大暴雪，項目組織100余名建設者輪班清雪，采用電伴熱技術(shù)維持液壓泵油溫，歷時9天，實現(xiàn)萬噸鋼桁架“自行承重”。

項目屋蓋鋼結(jié)構(gòu)通過滑動支座與下部36根排架柱焊接固定，卸載過程支座會產(chǎn)生水平滑動，對卸載精度將產(chǎn)生影響。項目聯(lián)合重慶大學科研團隊研發(fā)“正向施工過程分析和反向迭代計算”，為鋼結(jié)構(gòu)施工預變形分析提供算法支撐，成功將滑動支座安裝精度控制在±30mm內(nèi)。

為消除日照非均勻輻射產(chǎn)生的鋼結(jié)構(gòu)定位節(jié)點偏差，項目開發(fā)“基于分步建模的施工過程溫度效應分析系統(tǒng)”，分析精度較傳統(tǒng)技術(shù)提高了2.7倍，有效應對早晚溫差導致的定位節(jié)點偏差，為屋蓋鋼結(jié)構(gòu)精準卸載奠定堅實基礎。

項目屋蓋鋼結(jié)構(gòu)施工完成后，將正式進入CFRP-鋼索組合索桁架與大面積單層PTFE覆膜施工，是國內(nèi)首例在專業(yè)足球場大規(guī)模應用高透光率PTFE網(wǎng)格膜材料、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(jié)構(gòu)元素，是目前國內(nèi)施工最為復雜的專業(yè)足球場之一，兼顧功能、美觀與采光性能的同時，具有“剛?cè)岵苯Y(jié)構(gòu)受力特征。

項目博士工作站聯(lián)合天津大學，設計國內(nèi)首個縮尺比例為1/15的CFRP索桁架整體模型，開展靜力加載、張拉成型與斷索測試，3大力學試驗解決索桁架張拉成型過程中的強非線性、大變形技術(shù)難題，確保最終張拉型態(tài)符合設計要求，為下步施工奠定理論基礎。