2023中國力量年度人物楊想兵：用結(jié)構(gòu)設計鍛造杭州亞運會“東方之美”

2023中國力量年度人物楊想兵：讓“大小蓮花“在錢塘江畔凌空綻放

由鳳凰網(wǎng)和金種子馥合香聯(lián)合發(fā)起的“2023中國力量十大年度人物”活動正在進行，第十期中國力量十大年度人物系列專題片正式上線。

9月23日，第十九屆亞洲運動會開幕式在杭州隆重舉行。開幕式表演將中國幾千年傳統(tǒng)文化與極致視覺體驗相結(jié)合，處處顯露奇思妙構(gòu)。秋日觀潮正當時，在數(shù)字科技的助力下，洶涌壯闊的錢塘江大潮在“大蓮花”場館恢弘再現(xiàn)；為了踐行綠色亞運的理念，數(shù)字煙花在“大蓮花”場館上空璀璨綻放……觀眾在贊嘆開幕式表演的奇?zhèn)ス妍悤r，也同樣被這座盛放在錢塘江畔“蓮花”造型的體育場所驚艷折服。

精妙絕倫的蓮花造型背后是誰在巧工繪測？復雜力學的縝密計算背后又是誰在運籌帷幄？本期內(nèi)容就讓我們走進悉地國際設計集團結(jié)構(gòu)總工程師、杭州亞運會場館結(jié)構(gòu)設計負責人設計師楊想兵的精彩人生。

高空花瓣開合“四難“

杭州奧體中心體育場和杭州奧體中心網(wǎng)球中心，兩座體育場館設計靈感來源于錢塘江水的波動和杭州絲綢的嫵媚飄逸。因兩座體育場館外觀酷似蓮花，因此也被被稱為“大小蓮花”，獨特的造型設計讓它們成為“人間天堂”的城市新地標，在杭州亞運會舉辦期間賺足了世界的矚目。

“小蓮花”為亞運會軟式網(wǎng)球、網(wǎng)球項目比賽及訓練場館，屬特級體育建筑?！盎ò辍痹煨偷膲γ婧臀菝孢B成整體，由固定懸臂罩棚及支撐于其上的移動屋蓋組成。固定罩棚外邊緣直徑約133米，由24片“花瓣”造型的固定屋蓋沿圓周陣列而成，懸臂長度約26米；移動屋蓋由支承于固定屋蓋、繞定軸旋轉(zhuǎn)的8片“花瓣”造型的結(jié)構(gòu)組成，完成閉合時懸臂長度為30米。每片移動“花瓣”重達160噸，8片花瓣相當于總重1000輛的小汽車停放在40米的高空。作為世界首創(chuàng)的支承于固定懸臂屋蓋上的旋轉(zhuǎn)開合屋蓋，讓1000多噸的重量在高空實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)開合，工程難度極具挑戰(zhàn)性。。

屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)成示意圖

場館結(jié)構(gòu)設計負責人楊想兵回憶起設計“大小蓮花”的最初情景時，歸納了以下四大難題：

第一是承載力設計。固定屋蓋和移動屋蓋在重力、地震、風、溫度等作用效應下的承載力設計，特別是移動屋蓋在閉合態(tài)、開啟態(tài)以及從閉合到開啟過程中任何一個瞬態(tài)的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設計是工程的難點之一。

第二是結(jié)構(gòu)與機械的結(jié)合。移動屋蓋在繞定軸旋轉(zhuǎn)開啟的同時，需要有動力的輸入，如同汽車引擎給車輛提供動力；同時還需要一整套動力的機械傳動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)；這些系統(tǒng)和裝置與移動屋蓋旋轉(zhuǎn)開啟過程中的穩(wěn)定、與固定屋蓋的結(jié)構(gòu)布置之間有密切的關系，如何合理統(tǒng)籌也是本工程的難點。

第三是機械系統(tǒng)運行的平穩(wěn)度及安全度。從力學的角度講，懸臂固定屋蓋在重力荷載作用下其豎向變形端部大、根部小的特點會給移動屋蓋在旋轉(zhuǎn)開啟過程中帶來不利影響，在經(jīng)濟合理的條件下保證機械運行過程的平穩(wěn)性、靜音性和安全性也是本工程的難點之一。

第四是移動屋蓋閉合時的密封防水性能。為確保移動屋蓋旋轉(zhuǎn)開啟過程不發(fā)生碰撞，閉合狀態(tài)下各花瓣之間是有間隙的，如何保證在使用過程中這些間隙不漏水并有好的氣密性也是工程的難點。

這四大難點，即使是平地建筑都不易攻克，更不用說要在40米的高空來整合呈現(xiàn)。

隨著設計工作的全面展開，整個設計團隊也開始忙碌起來。亞運會場館的初步設計階段，恰逢國慶和中秋長假，整整7天，他和同事們在公司悶頭加班、攻克設計難關。當被問及當時辛苦與否時，他淡然一笑，“體力上肯定會辛苦，但如果說你喜歡這一行，或者工作特別投入的時候，那一刻反而并不會感覺很累“。如楊想兵神色間難掩對結(jié)構(gòu)設計的熱情，以及團隊的不懈努力，整個項目按照業(yè)主要求的時間高質(zhì)量交付，確保了亞運會的順利召開。

只為灑進陽光

80年代中后期，楊想兵考入西安冶金建筑學院機械工程系，成了湖北孝感農(nóng)村老家生產(chǎn)大隊里的第一個本科生，畢業(yè)后分配到武漢鋼鐵公司工作。兩年后他選擇考研，回到母校西安建筑科技大學建筑工程系結(jié)構(gòu)力學專業(yè)，開始三年的碩士學習。

90年代開啟了中國基建事業(yè)發(fā)展如火如荼的三十年，這份時代的機遇是楊想兵始料未及的，但他還是從1999年開始全身心的投入到建筑結(jié)構(gòu)的設計工作中。至今為止，他參加過國家游泳中心“水立方”的結(jié)構(gòu)設計工作，主持包括杭州奧體中心（2023年亞運會）、濟南奧體中心（2009年全運會）、湛江體育中心（2015年廣東省運會）、衢州奧體中心體育場（2026年浙江省運會）、山西奧體中心（2019年青運會）、福州海峽奧體中心體育館（2015年青運會）、青島海天中心（青島已建成第一高樓）等多個大型體育中心及城市標志性建筑的結(jié)構(gòu)設計工作。

而楊想兵印象最深的，還是杭州奧體中心。從荒地到“蓮花”綻放，前后整整十年的項目投入時間。這期間除了漫長的時間跨度，“大小蓮花”的新穎的建筑造型及復雜的結(jié)構(gòu)設計工作，也讓楊想兵記憶猶新。

“亞運場館現(xiàn)在已經(jīng)是代表杭州的標志性建筑，同時也是世界建筑結(jié)構(gòu)水平的最高表現(xiàn)，‘大小蓮花’的建造、構(gòu)型、美學，非常統(tǒng)一?！敝袊こ淘涸菏?、空間結(jié)構(gòu)工程學家董石麟評價“大小蓮花”時，如是說道。

但是“小蓮花”在構(gòu)型上，為什么一定要建造一個對技術(shù)與設計要求極高的開合式屋蓋呢？因為目前中國的體育場館建筑，屬單一的封閉式構(gòu)造居多，這便造成了賽后運營狀況很不理想、使用率并不高的現(xiàn)狀。如果一個運動場館可以同時兼具開放和閉合的功能，將露天賽事和館內(nèi)賽事的需求結(jié)合起來，滿足熱愛運動的人可以隨時隨地、不分天氣與季節(jié)運動的需求，無疑會大大提升體育場館的運營效率。

正是這樣質(zhì)樸的目標引領，才使得擁有開合式屋蓋的“小蓮花“如一顆閃光的種子完美綻放在錢塘湖畔。問及如此設計的初衷，楊想兵用非常輕快的語氣說道：”運動本身是一件非常陽光的事，特別是網(wǎng)球，我非常希望我們設計的體育場館可以為熱愛運動的人們遮風擋雨，也能為他們?yōu)M陽光?！?/font>

想了解更多杭州亞運會場館“大小蓮花”結(jié)構(gòu)負責人設計楊想兵的事跡，敬請關注由鳳凰網(wǎng)和金種子酒業(yè)聯(lián)合推出的《2023中國力量年度人物》。春種一粒粟，秋收萬金芒，在泥土中馥香，在歲月中沉淀，金種子·馥合香邀您一起融眾香之長，聚中國力量。