1 前言
深圳灣體育中心位于南山后海中心區東北角、整個(gè)項目占地約30.74公頃，總建筑面積達25.6萬(wàn)平方米，建成后將成為深圳市的又一座標志性建筑，是2011年第26屆世界大學(xué)生夏季運動(dòng)會(huì )的主要分會(huì )場(chǎng), 也是深圳未來(lái)的重點(diǎn)城市景觀(guān)和公共活動(dòng)空間，見(jiàn)圖1。
深圳灣體育中心在設計上也是體育建筑的一大創(chuàng )新，名為“春繭”的獨特設計通過(guò)用白色巨型網(wǎng)殼結構做成的大屋面將“一場(chǎng)兩館”和商業(yè)設施進(jìn)行建筑空間一體化的整合，另外該項目一體化、復合化、活性化的設計對賽前賽后的綜合利用十分有利。
2 工廠(chǎng)深化設計方案的確定
構成巨型網(wǎng)殼結構的基本單元是箱型截面的彎扭構件，彎扭構件在空間相互交叉構成單層殼體結構，構件制作、預裝的主要問(wèn)題是構件在空間定位。因無(wú)特定的基準可參照，如何使彎扭構件在制作時(shí)準確定位成為制作順利進(jìn)行的關(guān)鍵。通過(guò)對原設計意圖的理解，結合工廠(chǎng)制作特點(diǎn)，我們確立了詳圖的深化設計的兩大要求：
其一，確定有利于生產(chǎn)的基準坐標系；
其二，在確定的坐標系中按生產(chǎn)、檢驗要求生成功能各異的施工詳圖。
2.1 基準坐標系的確定
彎扭構件的制作、預裝、現場(chǎng)安裝是在不同的工況下進(jìn)行，各自需有獨立的三維坐標系來(lái)支持。因制作過(guò)程中要求提供的數據和制約條件多，所以制作用的坐標系的位置選定更為首要。制作用的坐標系的位置選定要考慮到構件的施工和測量方便，為此提出以下的要求：
彎扭構件在圖面上表達時(shí)，要使構件的兩端截面中心點(diǎn)處于同一高度，兩中心點(diǎn)的連線(xiàn)即為X軸的方向（圖2），而后以連線(xiàn)為軸轉動(dòng)構件使構件處于下垂狀態(tài)，最終使外凸的翼板兩端口對角線(xiàn)處于水平線(xiàn)的兩側且角度相等（圖2~3）。
2.2 詳圖種類(lèi)及用途
2.2.1 構件吊裝單元布置圖
依據運輸條件和現場(chǎng)預裝區塊的吊裝能力，將屋頂殼體分成近百片吊裝單元?，F場(chǎng)安裝時(shí)在地面將吊裝區塊預裝成一體，而區塊間的部分連桿待區塊安裝后嵌入。每一區塊的大小應適合現場(chǎng)起吊的能力，區塊中的每一構件的尺寸要符合運輸的條件，見(jiàn)圖4。
2.2.2 單根彎扭構件的軸測圖和三維坐標值
單根彎扭構件的三維坐標是依據上面描述的要求進(jìn)行定位的，單根彎扭構件采用三維軸測圖表達，其優(yōu)點(diǎn)如下：
（1） 構件的軸測圖中各端口、勁板的位置采用三維坐標定位，且有各端口間的測量尺寸，此圖可用于構件的制作和檢測。
（2） 當構件制作完成后，可用全站儀測量實(shí)體各點(diǎn)的三維坐標，然后將數據輸入此圖進(jìn)行外形比較，判斷制作構件的誤差，用于構件的修正。
（3） 由于采用了此種坐標表達方式，使構件的兩端幾乎一般高，便于構件胎架的設置、構件的制造和測量，同時(shí)構件施工高度最小，占地面積合理，施工輔材利用率高。
下圖5是詳圖的實(shí)樣，圖中將構件所有端口、勁板的位置均以三維坐標來(lái)表達，見(jiàn)表1。對制作者略作技術(shù)交代，就能使其了然于心，融會(huì )貫通。
2.2.3 構件的翼、腹板展開(kāi)圖
在設計方案的指導下進(jìn)行應用軟件開(kāi)發(fā)并生成構件的翼、腹板實(shí)長(cháng)展開(kāi)圖見(jiàn)圖6。使下料工作有數據支持，同時(shí)也規定當展開(kāi)圖的拱度大于≥300mm時(shí)，為了提高鋼材的利用率，可選擇分段下料后焊接成整塊，分段位置可選擇在設計分段位置（節點(diǎn)處），翼腹板對接縫錯位200mm以上?？紤]對接焊縫及火焰矯正的收縮，在牛腿凸緣的長(cháng)度上加放100mm余量，對接完成后，要測量、矯正板的拱度（平面）。
2.2.4 構件的翼、腹板成形圖
由于有的構件彎扭度大或板厚，必須將箱體的翼、腹板先成形。成形面的坐標設定在翼、腹板的外凸面（凹面往上）。這樣既可利用鋼板的自重產(chǎn)生下垂，烘烤時(shí)利于板件成形；又降低了人工火焰矯正的勞動(dòng)強度（烘烤上平面圖7）。
3. 彎扭構件的制作過(guò)程
3.1 彎扭構件的基本結構形式見(jiàn)圖8~14。
3.2 按詳圖中的各點(diǎn)坐標放地樣，設置的彎扭箱體胎架圖
3.3 構件翼、腹板成形圖
3.4 箱體U型組裝圖
3.5 箱體成形圖
3.6 附件安裝，
從圖中看到牛腿對應的翼板位置兩側各放了50mm的余量，牛腿按基準坐標裝配、焊接后切割成圓弧過(guò)渡。
3.7 構件測量，確定實(shí)體的三維坐標用于比較。
4. 結論
在構件的制作過(guò)程中，靈活應用了各類(lèi)坐標數據，使構件的生產(chǎn)順利進(jìn)行，最終達到設計及規范的要求。同時(shí)我們深深感到，任何制作工作的開(kāi)展要立足于生產(chǎn)一線(xiàn)，充分的技術(shù)準備是成功的關(guān)鍵，本項目的成功得益于應用軟件輸出的翼腹板展開(kāi)平面坐標、翼腹板單塊矯正三維坐標、組裝及測量的構件三維坐標，充分體現了數字鋼構技術(shù)在特殊構件加工、檢測中的重要性。
參考文獻
[1]《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規范》 GB50205——2001
[2]《薄壁結構力學(xué)》 陳伯真 編著(zhù) 上海交通大學(xué)出版社
作者簡(jiǎn)介：
李文杰，男，1964年12月，寶鋼鋼構有限公司主任工藝師，從事
鋼結構設計和制造工藝方案的制定。
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