世界杯 | 中国首次承建世界杯主赛场，基建狂魔用BIM征服世界杯
hi，家人们，我是建模助手。
呐，一如既往地，这次世界杯中国除了球队，其他基本都去了卡塔尔，我可不是在搞幽默，本次世界杯可真是中国元素满满——
包括但不限于Made in China的纯电大巴、无人驾驶地铁的屏蔽门、还有为了缓就住压力的集装箱宿舍，以及为了解决饮水问题，卡塔尔与咱们中国能建葛州坝集团承建的蓄水池！
除了以上，最值得咱们嘚瑟的当然是本次由中国铁建国际集团承建的首个世界杯主体育场——卢塞尔球场。
这个球场到底有多牛？事不宜迟，随着本期推文来这座中国“智”造的体育馆到底有多有料~
这个沙漠中的大金碗有点意思
由中国铁建总承包建设的卢塞尔体育场
这中东土豪办大事，内涵和排面都必须得讲究哇！
多内涵？咱就说这金灿灿的碗也是有理有据的，设计灵感是来自于当地传统珐琅灯笼纹饰和椰枣碗，整个“大金碗”完全融入卡塔尔的民族风情。
多排面？这卢塞尔球场的图像已被印在2020年发行的10卡塔尔里亚尔面值纸币上，这是卡塔尔货币上首次出现由中国铁建国际承建的地标性建筑图像。
而这个卢赛尔体育场，正是本次卡塔尔世界杯的主场之一。
*卢赛尔体育场，是中国企业第一次以设计施工总承包的身份，参与建设国际足联最高标准的专业足球场，也是中国企业首次执行世界杯主体育场设计建造任务，更是目前中国企业在海外建造的规模最大、容纳人数最多的专业场馆，建筑面积高达19万平方米，可容纳9多名观众。
基建狂魔有多狂
为什么强调出自基建狂魔之手呢？这个主赛场可以说让全世界再次见识到中国为何被称为“建筑狂魔”——在有限的时间内，造出世界级别难度的运动场馆。
因为这不仅是拥有全球首个世界杯场馆使用全生命周期建筑信息模型（BIM）的建筑，且屋顶的索膜结构几何尺度巨大、造型非常复杂，更被中国工程院院士称为“世界上最复杂的索膜结构体系”。
那么卢赛尔体育场的难度到底有多高，中企又是如何攻克这些困难的呢？接着往下看~
01
地方小？那又怎样！
卡塔尔国土面积1万多平方公里，相当于中国北京那么大。但尽管在地方受限，人口不多（大约200w左右）的情况下，卡塔尔还是非常希望提升整个国家的形象。
于是在这些年卡塔尔一直尝试举办大型的国际体育活动，比如2006年的亚运会，2011年亚洲杯足球赛等，其中足球是卡塔尔最受欢迎的体育赛事。
2010年时，他们成功申请到了“2022年世界杯”的举办权，成为中东国家举办过的最大型的体育盛事。
不论从受欢迎程度，还是从国家整体形象角度来看，足球世界杯在卡塔尔的地位就相当于北京奥运会在中国的地位，因此他们对于世界杯非常重视，而卢塞尔体育场作为开闭幕式的主体育场馆自然也是万众瞩目，甚至被很多人称为“零号工程”。
02
好复杂的外观构造？问题不大！
外部结构可以分为球馆屋顶和球馆墙体两部分。
屋顶有膜系统、屋面的索网、墙壁V柱、桁架以及墙布，而屋顶和立面结构则由一圈压环连接在一起，屋面的重物通过压环，传递到V柱和桁架，再传导到地面，环环相扣缺一不可。
看着是不是就像套娃？当然没这么简单~为了方便理解，我们将卢赛尔球馆也分成两部分来科普。
其中球馆墙壁里，V柱是最主要也是难度非常高的部分。
这V柱子相当于一座大楼的承重墙，支撑起整个卢塞尔体育场。
整个球馆有48个这样的V柱。重量超过6000吨，最重的V柱可以达到147吨，相当于70多辆小汽车的重量，长度约48米，相当于15层楼的高度。至于顶部的宽度也达到15.5米，所以V柱的体型非常大。
看着这V柱是不是觉得也就那么回事儿？轻率了朋友，这玩意难在安装！
难点一、必须做成形状不规则的弯曲构件，像弯凸起的腰部；
难点二、正因为V柱的不规则，对重心的把控、精度的控制，都有一定的难度；
难点三、安装的过程中是在70m的高空，除了要考虑风力影响，还得通过人为控制完成。
区区小问题，肯定难不倒咱们！
现场施工人员会对这几个吊点进行多次的尝试，同时还需要技术员实时地对4套千斤顶和吊索的受力情况进行调控，保证几个吊点的索力值偏差在15%以内，只有这样多重保证才能确保整个构件稳稳地安装到位。
最终项目组花费了整整18个小时才完成单个V柱的搭建，所有V柱结构吊装整整花费了4个月时间才完成。
V柱之后，就是建造主体的桁架，它相当于大楼的普通墙，难度并不高，只要填充好就行，这边不展开讲了，倒是桁架的外面幕墙难度非常大。
幕墙就是卢赛尔体育场墙壁的最外层，相当于一栋房子外墙装饰，这里的幕墙被设计成卡塔尔的灯笼纹饰，它是由金色三角形铝板拼装在主体钢结构上，鉴于钢结构是弧形的，三角形铝板被设计成有弧度的双曲面。
体育场幕墙大概有6万平方米，需要4000多个三角形单元铝板才能铺满。
数量这么多，怎么精准地结合？
这个三角形铝板只有薄薄的一片，是没办法直接与主体结构焊接的，而是需要特殊的连接件作为底板，大概长这样。
根据统计，整个幕墙同样需要4672个连接件，这些连接件不能有丝毫偏差。
这还不是幕墙的最大难点，由于主体是钢结构，它受到温度和重量等因素的影响会发生形变，而连接件和铝板也是有重量的，也就是说在安装外幕墙的过程中，主体钢结构会因为幕墙本身的重量，随时随地的发生动态形变。
这样就会很容易造成：当你前面的连接件和铝板安装完了，后面因为形变就可能会导致前面排版好的形状发生变形。
所以4672个连接件和4000多个铝板需要在动态中进行精准定位。
这个问题，施工团队利用了模拟技术，在不同的施工阶段，对钢结构的形变等进行精准分析，设定控制坐标、以及预留一定余量，解决了难题。
用BIM应用攻克世界杯
以上铺垫了这么多，就想引出下一个王炸，这次赛场创下的记录——本全生命周期使用“BIM”技术。
请问，BIM是很牛吗？大家可以回想一下，咱们以前搞建筑，难免要接收很多数据，看到就闹心！
如果应用了BIM，就可以用魔法打败魔法，把杂乱的数据变成归类的数据甚至是图案，提前模拟好建筑的模型，该做多大，弄成啥样，一目了然，可视性杠杠的！
这次的卢赛尔球馆也是，它由中国、英国等设计团队共同负责设计，整个设计过程充分采用BIM的技术。
不仅如此，中国团队为了协助铁建顺利完成任务，全程利用BIM进行跟踪和指导，不仅可以检测各类碰撞、提前发现问题、解决问题，还能实现协同作业，可以说参与了整个建设过程。
其中屋顶索网、幕墙等超高难度的项目都有它的参与，卢赛尔也成为世界上首个全BIM生命周期的体育场，并且连续4次获得国内BIM大赛的奖项。
卢赛尔体育场的承建不仅再一次刷新了世界对中国建造以及对先进的数字孪生技术应用的认知，也将成为卡塔尔这块土地上另外一座标志性建筑物，让世界看到更多卡塔尔的精彩，看到中国建造的速度和奇迹。
最后，让我们祝福卡塔尔世界杯圆满结束，也祝基建狂魔走向更多的国家，更大更强！
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