□记者 徐 敏
连绵起伏的山丘下,隐藏着体育馆、游泳馆和综合馆;一汪镜湖中,倒映着如轻盈云朵的体育场屋面膜结构。临水而栖,拥林入怀,正在建设中的浙江衢州体育公园项目摒弃了传统“竞技场”的力量与线条,而将建筑彻底融入自然景观中,“消失”的体育场馆也成为了景观本身。
体育公园坐落在衢州市高铁新城快乐运动小镇中,总规划面积900亩,建设中的一期为482亩,主要包括“一场三馆”,分别是3万座体育场、1万座体育馆、2000座游泳馆和综合训练馆。如何将这些体育场馆真正“融”于自然?上海宝冶集团作为该PPP项目的施工总承包,正在实现着景观艺术与建筑技术的无缝交融,将“天马行空”的设计变成现实。
“隐身”山水间的建筑
衢州地处浙江西部,山川秀美,森林覆盖率高达71.5%。建筑大师马岩松根据项目地块原本自然起伏的坡度、绿意盎然的植被,产生了“山水建筑+运动主题+生态低碳”三者融合的设计理念,通过建筑形态与自然景观的完美结合,将不同功能的体育场馆分别置于起伏的山丘下,仿佛“隐身”于城市山水间。同时,山丘间小路交错相通,人们可以在步道上慢走、跑步,或在缓缓坡度的草坪上欣赏风光;山丘的峰顶及山腰处还设计了平台或天窗使自然光直达室内,也可实现建筑的自然通风。
上海宝冶项目建设方负责人董标介绍,整个“一场三馆”区域的覆土绿化面积达到14万平方米,建成后将成为世界上最大的覆土建筑群。除了面积大,坡度陡、覆土厚,也是该项目的一大特点。随着山丘起伏变化,最大坡度将达到1:3,覆土最厚可达3米深。“如何防止这么大体量的覆土滑移,这是一个世界性的难题。”董标表示,若种植草的根系不发达,则抓不住土壤,容易造成水土流失;但根系发达,就可能“穿”入覆土下的混凝土中,成为建筑结构的安全隐患。对此,作为践行宝冶“投、融、建、管、运”五位一体管理理念的典型项目,项目团队在项目策划、初步设计阶段,就将日后施工和运营中的所有诉求逐一进行落地性、可行性和经济性的充分考量和分析。“既中看又中用,才是这个PPP项目的根本落脚点。”董标说。
用混凝土编织“鸟巢”
覆土之下,建筑的美却不会被“掩盖”。例如由混凝土壳体结构组成的万人体育馆,其穹顶为跨度130米、重量达13000吨的预制清水混凝土密肋梁结构,这也是世界上跨度最大的密肋梁薄壳结构。同时,这些密密交织的肋梁不进行包裹而是直接暴露在室内,并落在国内最大的缓粘结预应力环形梁上,人们抬起头就能看见编织式的“鸟巢”结构,光影还能从梁与梁之间的“缝隙”预留孔射进场馆,配合室内灯光效果如同置身浩瀚星海。
承建了国家体育场“鸟巢”的宝冶建设者,正在挑战这个混凝土版“鸟巢”。“混凝土结构的施工难度要远超钢结构‘鸟巢’,”董标解释说,由于不同的材料属性,混凝土要比钢结构脆弱得多,同时考虑到结构外部还要浇筑混凝土壳体,以及上部的大量覆土,这就对梁结构的自身承重力提出了更高要求。
为了实现这一世界最大跨度的密肋梁薄壳结构,项目团队与外部专家进行了数论探讨,方案经过了数次的成立和推翻,期间还曾将预制密肋梁的安装研究方向由单一满堂胎架增加“外部吊装+内圈提升”和“外部滑移+内圈顶升”两种方案,将钢结构安装施工工艺运用至大跨度混凝土结构,这在世界范围内都是首次的设想。最终,在今年5月敲定采用“雷达扫描”式满堂胎架安装与内部吊装的模式进行密肋梁施工。上海宝冶项目施工方负责人武克辰告诉记者,整个穹顶由468个密肋梁构件组成,最重的达105吨,为此需要设置大量支撑胎架,同时利用大吨位的履带吊进行吊装。为了避免大量的支撑塔架与吊车碰撞,项目团队将整个穹顶按经线弧度分为36个单元,一个单元中由上至下的6个构件作为一个整体进行验算复核胎架稳定性,然后进行支撑塔架安装和构件吊装,完成后将支撑拆除,再转个角度进行下一单元的吊装,直至旋转一周完成所有36个单元的吊装施工,如同雷达扫描一般编织完所有“鸟巢”结构。
在敲定采用“雷达扫描”式内部吊装方案后,体育馆目前已正式进入试验阶段。
全方位塑造完美“素颜”
三万人体育场的巨大看台结构也被绿色覆盖着,引人注目的还有上方的风雨罩如云朵飘动在看台之上。为了让人在观看比赛时仍能感受身处自然环境之中,风雨罩至看台顶部的结构落点减至最少、最小,实现了最大跨度。项目团队为此选择了国内首个罩棚双层膜体系,不仅满足了实用功能,还试图达到一种新的美学目的。项目总工程师蔡鲜平介绍,整个双层膜结构将达5万平方米,不同于传统的单层膜结构,双层结构中的下层吊顶膜如何反向拉出精确的造型,上下两层膜与其中的钢结构如何更好地结合,在风的作用下如何实现更稳定的结构,“我们正在就这些难题与专业团队进行深化设计。”
除了拥有绿地与“白云”的自然景致,体育公园中的“一场三馆”主体建筑结构还大量运用了清水混凝土工艺形成了“天然去雕饰”的自然饰面效果。其中,体育场的清水混凝土面积达6万平方米,三馆为14万平方米,总计20万平方米,成为了国内清水混凝土接触面积最大的体育场馆。
董标介绍,体育场中的60个片墙、8个大跨度出入口和一些分布很广的栏板、小构件都将采用清水混凝土工艺。其中包括大量异型承重结构,因此一次性成形难度高。此外,清水混凝土的配合比、地材供应和外观质量也都是该项目的难点。
为了全方位塑造完美“素颜”,上海宝冶历时半年寻求混凝土的最优配合比,测试搅拌效果,运用BIM技术模拟现场实际工况浇筑片墙,最终在体育场施工现场前方的空地上建成了两个高达7.5米的清水混凝土试验段异型片墙,并经受住了施工工艺和成形效果的各种检验。目前,体育场的异形清水片墙正在施工中,本月底钢结构罩棚也将开始吊装,即将呈现它的“素颜”之美。
衢州体育公园效果图