杭州奥林匹克体育网球中心
【摘要】杭州奥林匹克体育网球中心开合屋盖结构关键技术采用了国内首创的旋转开合屋盖，支撑千余个大型悬挑结构。活动屋顶由一个8瓣的屋顶组成。施工中介绍了拼装地面、断面吊装、高处端接、拆除平整、地表模拟纠错等施工技术。这些技术的应用保证了安装精度、施工进度、质量和安全要求，确保了杭州奥体网球中心项目的顺利实施，可以为类似旋转屋顶项目的建设提供良好的借鉴。
【关键词】杭州奥林匹克网球中心；打开和关闭屋顶；大十字路口；施工技术
1项目概况
杭州奥林匹克网球中心是2022年杭州亚运会主场馆之一，总建筑面积约3万平方米。
网球中心的总体形状是莲花形。可移动的屋顶有8个花瓣，可以打开和关闭。
图1概述
一旦建成，它将能够举办最好的国际网球赛事。整个屋面由花瓣形固定屋面钢结构、花瓣形活动屋面钢结构和固定屋面与活动屋面之间的8套机械传动系统组成。
固定钢屋盖结构外缘直径约133m，地块中部开洞直径约60m。每个花瓣结构由两个倒立的三维格子组成，悬臂长达16.9米。
固定车顶上方有8个大型悬臂式水平旋转活动车顶，可水平45°旋转开合，最大悬垂30m。8个活动屋顶中有一个有帽子，另外7个没有帽子。固定屋盖和活动屋盖通过8个机械传动系统连接，每个活动屋盖由3个固定屋架单元支撑。
每个活动顶上装有一个转轴和3根同心旋转导轨，其中2根导轨固定在活动顶上，1根导轨固定在固定顶上。固定顶板设备包括转轴总成、驱动轮轨道梁、反作用轮总成、驱动轮总成和驱动装置。活动顶篷上的设备包括驱动轮压路机、反作用轮压路机、驱动轮托架总成、轴接头衬套、端螺栓缓冲装置和中控锁装置（在活动顶篷上带帽），见图2。
图2机械传动系统配置
2施工难点分析
活动顶棚支撑在一个大的悬挑结构上，悬挑部分变形大，底座本身的刚度比较弱。
活动顶板在转动和开启过程中，固定顶板的受力形式和结构变形都会发生变化，必然对整个开启和关闭系统的适配和安装精度提出更高的要求。钢结构安装过程中的难点如下：(1)钢结构起重量大，连接复杂，受施工现场环境和施工机械的影响，施工难度大。固定顶板花瓣分两部分吊装，最大吊重260t，吊放难度大，多端口对接；活动顶板及设备最大总起重量约220t，安装、放置难度大。
(2)固定屋面设备水平精度难以控制。采用机械传动装置作为固定顶盖和活动顶盖的连接机构。装置的安装精度、结构变形的差异和装置水平高度的一致性，直接影响活动顶篷能否顺畅启闭。
(3)活动顶板调试安装定位精度高。固定顶板、机械设备和活动顶板的安装精度影响活动顶板能否正常开启。
因此，活动顶棚及相应的机械传动系统必须在吊装前进行地面调试，吊装后进行高空调试，纠错的边界条件较高。
3、伸缩吊顶安装关键技术
屋顶安装技术包括三个步骤：固定屋顶安装、机械传动系统安装和活动屋顶安装。整体来说，安装时先完成下部固定顶板的安装，然后拆除支架，再安装机械传动系统，最后安装上部活动顶板，如图3所示。根据物体的升力。
根据要求，采用1250吨CC6800履带起重机作为主要起重机械，在固定屋面边缘区域进行起重作业。
图3伸缩屋顶安装过程
3.1固定吊顶安装技术
安装固定屋面钢结构时，为了减少现场施工的累积误差、安装时的现场焊接变形、温度应力和现场安装误差，将钢结构分为两个施工区域。,并设置了两个括号。如图4所示的周期性顺时针对称结构。
图4带屋顶结构的固定隔墙
固定屋面共有24片花瓣式桁架，每3片花瓣式桁架的上部支撑活动屋面。
因此，为保证屋顶固定设备水平精度的一致性，采用三瓣格作为升降组，升降组由上部组成。水平网格单元由单元下部的三个花瓣网格组成，如图5所示。
图5固定屋顶部分示意图
为消除悬臂挠度对设备水平精度的影响，在实体顶板安装前应进行详细设计和预抓。固定顶板吊装如图6所示。
图6固定式车顶升降机
安装固定顶板时，在下部放置三圈临时支撑架，分别为外圈、中圈和内圈，如图7所示。
图7支撑架布置
固定顶盖关闭后，临时支撑架的拆除分两个阶段进行。第一步，外圈和中圈的支撑架拆装。第二步，同步拆卸内圈支撑架，如图8所示。
图8支撑架调平同步拆除
实时现场监测结构变形和局部应力如图9所示。
图9现场摄影测量3.2机械传动装置定位技术
机械系统安装难度大，精度要求高。
为杜绝安装过程中的施工误差，机械传动系统采用“地面活动屋面单元分段试车、工位局部安装、单机试车、总连接”的安装方式进行安装。分为设备平台微调和设备安装定位工具设计两部分。
(1)设备底座的微调
机械传动系统安装前，各平台拆除固定顶板后的实际测量值必须与计算机模拟数据进行对比分析，设备调平站必须按设计要求测量确定，并采用专用专用钢垫对高空部位进行找平加工和修复，如图10所示。
图10轨道及装备水平调整
(2)设备安装及定位工具设计
根据车顶的开合特点，转轴的位置以及履带链相对于转轴的同心度的调整是装置安装的重点。特殊的定位机构设计用于旋转轴的一般定位。定位机构装有精密定位套，作为定位基准。在装配过程中，将定位片装配到定位套中，起到引导对位的作用。,确保转轴位置误差不超过2mm,如图11所示。
固定屋面端的其他设备必须用全站仪固定,抬平后安装到位,如图11所示12.
图11现场调整定位机构及转轴
图12站台设备安装到位
3.3活动顶板土地调试及安置技术
使用CC6800履带式起重机将活动顶棚整体吊装到位。正式安装前，每个活动顶棚必须在地面进行旋转纠错，进行旋转纠错，模拟结构成型后的开合情况，确定转轴和驱动轮托架。
,曲轨梁连接节点位置。
(1)故障排除技术
a)土地调试现场布置。调试现场模拟高处真实运行情况，放置设备平台预埋件如图13所示。
图13现场硬件平台嵌入式调试
施工时，现场履带起重机将活动顶板从组装好的环架吊到旋转的环架上。起吊前，将所有机械传动部件安装在调试位置，并将可调支架置于轨道梁底部，如图14所示。
图14轨道梁调节环本体示意图
在确认所有机械部件安装正确且安装质量满足设计要求后，将活动顶棚吊装到部署地点，按设计要求进行连接，全部连接好后进行回转模拟调试。
调试完成后吊运到就近的存放地点，之后进行下一个活动顶板的调试。
b)技术措施的引入。机械传动系统安装前，必须用机械设备在地面对活动顶板进行调试。土壤调试过程如下：
①在调试地面上安装预埋件，浇筑混凝土地面；
②在部署现场绘制样线；
③安装机械传动部件，轨道梁下部需临时加装可调式轮胎架；④安装活动吊顶，调整与轨道梁的连接。
⑤解除轮胎架的临时调整，进行调试；
⑥用履带吊将活动顶板吊到堆放处；
⑦断开机械传动装置，进行下一步活动顶板调试。
现场调试如图15所示。
图15活动屋顶接地故障修正
(2)活动屋面技术到位
活动屋面对称安装，保证结构变形的一致性。
安装活动顶棚时，基础标高和基准点必须统一，即卸下固定吊顶并微调装置标高后的标高作为基础标高。活动顶升起时，活动顶最后升起，戴上帽子，对称搭建8个活动顶。施工顺序为③→⑦→④→⑧→②→⑥→⑤→①如图16所示。
图16活动顶棚起升顺序
活动顶板处于开启状态时，整个结构受力最合理，结构变形最小。同时，由于启动前不能设置电机正转或反转，必然导致开闭顶一般调试失败。
如果电机反转超出极限，会损坏硬件，所以必须预留一定的角度供设备调试，安装在42°的开阔空间内。
动顶经过土体纠偏后，通过滚筒、转轴等设备，将动顶、驱动轮轨道梁、反作用轮轨道梁、驱动轮小车和转轴总成一起吊装为整体到位。现场吊装见图17。
图17活动顶板升降示意图
4.总结
杭州奥林匹克网球中心项目是第一个悬臂结构支撑的旋转开合屋顶。
施工采用了土方拼装分段、异地分段吊装、高架对接、拆平、地表模拟等施工工艺。.通过应用这些技术，保证了安装精度、施工进度和安全质量要求，杭州奥林匹克网球中心项目得以顺利进行，为同类旋转屋顶项目的建设提供了良好的借鉴。
本文转载自《空间结构》——杭州奥林匹克网球中心屋顶开合关键技术，作者周广恩、尤桂墨等；仅供学习分享，如有冒犯请联系我删除！
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