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9月23日，第十九届亚洲运动会开幕式在杭州隆重举行。开幕式表演将中国几千年传统文化与极致视觉体验相结合，处处显露奇思妙构。秋日观潮正当时，在数字科技的助力下，汹涌壮阔的钱塘江大潮在“大莲花”场馆恢弘再现；为了践行绿色亚运的理念，数字烟花在“大莲花”场馆上空璀璨绽放……观众在赞叹开幕式表演的奇伟瑰丽时，也同样被这座盛放在钱塘江畔“莲花”造型的体育场所惊艳折服。

精妙绝伦的莲花造型背后是谁在巧工绘测？复杂力学的缜密计算背后又是谁在运筹帷幄？本期内容就让我们走进悉地国际设计集团结构总工程师、杭州亚运会场馆结构设计负责人设计师杨想兵的精彩人生。

高空花瓣开合“四难”

杭州奥体中心体育场和杭州奥体中心网球中心，两座体育场馆设计灵感来源于钱塘江水的波动和杭州丝绸的妩媚飘逸。因两座体育场馆外观酷似莲花，因此也被被称为“大小莲花”，独特的造型设计让它们成为“人间天堂”的城市新地标，在杭州亚运会举办期间赚足了世界的瞩目。

“小莲花”为亚运会软式网球、网球项目比赛及训练场馆，属特级体育建筑。“花瓣”造型的墙面和屋面连成整体，由固定悬臂罩棚及支撑于其上的移动屋盖组成。固定罩棚外边缘直径约133米，由24片“花瓣”造型的固定屋盖沿圆周阵列而成，悬臂长度约26米；移动屋盖由支承于固定屋盖、绕定轴旋转的8片“花瓣”造型的结构组成，完成闭合时悬臂长度为30米。每片移动“花瓣”重达160吨，8片花瓣相当于总重1000辆的小汽车停放在40米的高空。作为世界首创的支承于固定悬臂屋盖上的旋转开合屋盖，让1000多吨的重量在高空实现旋转开合，工程难度极具挑战性。

屋盖结构构成示意图

场馆结构设计负责人杨想兵回忆起设计“大小莲花”的最初情景时，归纳了以下四大难题：

第一是承载力设计。固定屋盖和移动屋盖在重力、地震、风、温度等作用效应下的承载力设计，特别是移动屋盖在闭合态、开启态以及从闭合到开启过程中任何一个瞬态的整体结构稳定设计是工程的难点之一。

第二是结构与机械的结合。移动屋盖在绕定轴旋转开启的同时，需要有动力的输入，如同汽车引擎给车辆提供动力；同时还需要一整套动力的机械传动系统及控制系统；这些系统和装置与移动屋盖旋转开启过程中的稳定、与固定屋盖的结构布置之间有密切的关系，如何合理统筹也是本工程的难点。

第三是机械系统运行的平稳度及安全度。从力学的角度讲，悬臂固定屋盖在重力荷载作用下其竖向变形端部大、根部小的特点会给移动屋盖在旋转开启过程中带来不利影响，在经济合理的条件下保证机械运行过程的平稳性、静音性和安全性也是本工程的难点之一。

第四是移动屋盖闭合时的密封防水性能。为确保移动屋盖旋转开启过程不发生碰撞，闭合状态下各花瓣之间是有间隙的，如何保证在使用过程中这些间隙不漏水并有好的气密性也是工程的难点。

这四大难点，即使是平地建筑都不易攻克，更不用说要在40米的高空来整合呈现。

随着设计工作的全面展开，整个设计团队也开始忙碌起来。亚运会场馆的初步设计阶段，恰逢国庆和中秋长假，整整7天，他和同事们在公司闷头加班、攻克设计难关。当被问及当时辛苦与否时，他淡然一笑，“体力上肯定会辛苦，但如果说你喜欢这一行，或者工作特别投入的时候，那一刻反而并不会感觉很累”。如杨想兵神色间难掩对结构设计的热情，以及团队的不懈努力，整个项目按照业主要求的时间高质量交付，确保了亚运会的顺利召开。

只为洒进阳光

80年代中后期，杨想兵考入西安冶金建筑学院机械工程系，成了湖北孝感农村老家生产大队里的第一个本科生，毕业后分配到武汉钢铁公司工作。两年后他选择考研，回到母校西安建筑科技大学建筑工程系结构力学专业。

90年代开启了中国基建事业发展如火如荼的三十年，这份时代的机遇是杨想兵始料未及的，但他还是从1999年开始全身心的投入到建筑结构的设计工作中。至今为止，他参加过国家游泳中心“水立方”的结构设计工作，主持包括杭州奥体中心（2023年亚运会）、济南奥体中心（2009年全运会）、湛江体育中心（2015年广东省运会）、衢州奥体中心体育场（2026年浙江省运会）、山西奥体中心（2019年青运会）、福州海峡奥体中心体育馆（2015年青运会）、青岛海天中心（青岛已建成第一高楼）等多个大型体育中心及城市标志性建筑的结构设计工作。

而杨想兵印象最深的，还是杭州奥体中心。从荒地到“莲花”绽放，前后整整十年的项目投入时间。这期间除了漫长的时间跨度，“大小莲花”新颖的建筑造型及复杂的结构设计工作，也让杨想兵记忆犹新。

“亚运场馆现在已经是代表杭州的标志性建筑，同时也是世界建筑结构水平的最高表现，‘大小莲花’的建造、构型、美学，非常统一。” 中国工程院院士、空间结构工程学家董石麟评价“大小莲花”时，如是说道。

但是“小莲花”在构型上，为什么一定要建造一个对技术与设计要求极高的开合式屋盖呢？因为目前中国的体育场馆建筑，属单一的封闭式构造居多，这便造成了赛后运营状况很不理想、使用率并不高的现状。如果一个运动场馆可以同时兼具开放和闭合的功能，将露天赛事和馆内赛事的需求结合起来，满足热爱运动的人可以随时随地、不分天气与季节运动的需求，无疑会大大提升体育场馆的运营效率。

正是这样质朴的目标引领，才使得拥有开合式屋盖的“小莲花“如一颗闪光的种子完美绽放在钱塘湖畔。问及如此设计的初衷，杨想兵用非常轻快的语气说道：“运动本身是一件非常阳光的事，特别是网球，我非常希望我们设计的体育场馆可以为热爱运动的人们遮风挡雨，也能为他们洒满阳光。”

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