北京工人体育场改造复建项目

原创 编译：刘玉姝 建筑钢结构进展

IStructE 2025入围中国项目

结构设计：

北京市建筑设计研究院有限公司（BIAD）

申报大类：Process

项目信息：

业主：中赫工体（北京）商业运营管理有限公司

建设地点：北京，中国

建筑设计：北京市建筑设计研究院有限公司（BIAD）

总承包商：北京建工集团有限责任公司

其他重要承包商：

主要分包商

结构设计咨询：Thornton Tomasetti公司

岩土工程勘察：北京市地质工程勘察院有限责任公司

风洞试验：CABR技术有限公司

钢结构施工：江苏沪宁钢机股份有限公司

摩擦摆隔震支座供应商：震安科技股份有限公司

黏滞阻尼器及调谐质量阻尼器供应商：智性科技南通有限公司

评审委员会评语：

这项复杂的重建项目结合了传统与现代技术，为高烈度地震区的体育场设计提供了典范。这座跨度达205m的顶棚采用了三维隔震系统及启发式优化设计，同时通过精细的构造细节与创新的连接方式来增强其抗震能力。在拆除过程中，95%以上的材料被重新利用；此外，还采用了水泥土桩基技术以将对周边社区的影响降至最低。最终建成的这座体育场在技术上堪称典范，获得了业界与学术界的广泛认可。

项目介绍：

重建这座体育场的目的在于为2023年亚足联亚洲杯赛事提供容纳68,000名观众的场地。该项目在屋顶结构中采用了三维隔震技术，并使用了弯曲钢筋制成的连接件来增强混凝土的抗裂性能。各项工程措施还有助于实现减排目标，其中包括评估各类建筑构件的结构失效可能性，从而加快拆除工作进度。

作为新中国10周年献礼工程，北京工人体育场（简称“工体”）建成于1959年，项目占地面积35公顷，建筑面积8万多㎡，有24个看台，几乎相当于当时全市各体育场（馆）的看台容纳观众人数总和，成为当时全国最大的一座综合性体育场，并入选20世纪50年代新中国十大建筑之一。在那个百废待兴的年代，首都建设者克服材料技术困难，用人拉肩扛的方式，仅用了不到12个月时间，就在一片苇塘旁建成了这座中国体育的标志性建筑。*开通会员可解锁*，工程验收全部合格，此后工体先后举办了全运会、亚运会、大运会、奥运会等国内外大型体育赛事。建成初期，国外政要访华的盛大欢迎活动几乎都在工体举办。后来，一些重要的文艺演出、音乐会、演唱会也青睐工体。1996年，工体成为北京国安足球队主场。2004年，中国男足在工体拿到亚洲杯亚军。60余载光阴倏然而过，工体不仅见证了新中国体育事业的蓬勃发展，也见证了首都北京的翻天巨变。

从建设之初，工体的设计使用年限为50年，自20世纪90年代以来，先后进行了3次结构加固和一次设施改造。工体被定为2023年亚洲杯开、闭幕式和决赛的场地，因此北京工人体育场改造复建项目被列为北京市重点项目。*开通会员可解锁*，“超期服役”的工体拉开了保护性改造复建的序幕，项目一期总规划建设面积为38.5万㎡，其中，地上约10.7万㎡、地下约27.8万㎡。工人体育场承载着北京市民的足球情怀，此番对工体进行设施改造，是出于安全性和功能性的双重考虑。改造后的工体既保留了经典外观，又新增了现代设施。新工体延续椭圆形造型，增设可伸缩顶棚，南北广场雕塑依旧。内部看台分层设计，北看台42排座席带来震撼视角，草坪选用高品质冷季草，更衣室功能齐全。项目改造共有四大亮点。

亮点1：传统外观，现代场馆

外立面、楼梯、墙面、看台……如今，步入新工体，光洁的青灰色工艺随处可见，这是清水混凝土工艺呈现的素雅效果。“传统外观，现代场馆——在工体保护性改造复建项目的政府批复中，有这样非常明确的8个字，这也是此次改造复建的设计定位。”为了再现老工体庄重典雅的建筑风格，项目团队决定选用“没有雕梁画栋、没有华丽装饰”的清水混凝土极简风格。“清水混凝土一次浇筑成型，省去了二次外檐装修的工序，还保留了混凝土本身的色调和质感，自然又环保。”可难题又来了，10万㎡的清水混凝土结构施工怎么在4个月内完成？新工体是一个异面结构，如何保证浇筑的精确度？

项目团队提前两个月介入设计端进行优化，对设计图纸进行BIM三维建模，并在现场配备了6台数控机床对模板精细化加工，实现了模板尺寸误差在1mm以内。机械加工的模板数量更多，最大限度保证施工进度。同时，创新采用木模板替代钢模板，大幅提高了工人安装时的效率，也节约了成本。项目还采用了机械臂配合数控机床加工，实现了最大效率，一台数控机床和一台机械臂加工效率相当于17名熟练工人。最终，新工体整体外立面以及地上部分竖向结构全部使用清水混凝土，模板用量约22万㎡，这使得新工体成为国内清水混凝土工艺应用规模最大的单体建筑。

工体周边的9组雕塑，也是“传统外观”的重要一部分，所有雕塑重回南北广场，这背后，凝聚着建设团队的努力。男女工人雕像重达60多t，项目团队对雕塑底部进行切割，制作了一个钢制“笼子”将它固定住，再用大吨位吊车连底座一起吊装，连带着箱子送往工人体育馆保存，建设完成后，雕塑正式“回家”。足球场屋檐下最具标志性的190个正方形窗花也是老工体的重要特色元素。凭借完整的原始图纸和最新的3D打印技术，“新工体”的窗花实现了完美重现。

亮点2：“钢铁碗”有了罩棚遮风挡雨

“在风雨中呼喊，为国安而战斗！”曾是老工体一道亮丽风景线，令人感动之余，也因为是露天场地，令观众体验大打折扣。未来，球迷们走进新工体会惊喜地发现，这里跟以前大不一样了——原来的两层“盘形”看台变成了4层“碗形”看台，除了常规看台，还增加了包厢层、俱乐部层等；往上看，头顶增加了钢罩棚，不仅能为观众遮风挡雨，还集成照明、排水、融雪、光伏发电等多种功能。

钢罩棚总重量约1.64万t，采用了大开口单层网壳结构，看起来就像一个倒扣的“钢铁大碗”。为了把这个“碗”扣上去，北京建工集团工体改造复建项目的工程师们颇费了一番心思。首先，钢结构安装的技术方案商榷了近半年，当时有几个方案列入对比。一个是高空滑移，“类似国家速滑馆屋顶的合拢，但这种更适合造型简单点儿的建筑，而工体是一个椭圆形异面结构。”另一种是顶升，通过液压方式将钢结构撑起来。而相比之下，高空散拼的可行性更好，性价比更高，这个方案最终被采用。

*开通会员可解锁*，钢结构施工正式开始。钢罩棚由架设在看台上方的内环梁和场馆主体混凝土结构顶端的外环梁组成，中间由起到支撑作用的径向梁相连接。施工团队将其分为23个单元，每个单元先在地面进行散拼，再进行分段吊装，就好比空中“拼积木”。

为了破解高空吊装难题，建设团队启用1,250t履带式起重机。以往，这个堪称吊装设备“群龙之首”的“大力士”主要运用在桥梁施工，而这次却罕见地在建筑工程中投用。此外，技术团队还引进了电磁感应加热器，通过传递磁场势能使工件自身发热，保证焊件温度均衡稳定，解决了寒冷天气下的焊接难题。

经过54个昼夜的吊装施工，由23榀内环桁架拼接而成的钢罩棚首现闭环。本来6个月的上万t钢结构工作量，在3个月就得以完成。“钢铁大碗”呈现坚固而精巧的形态，与工体庄重典雅的风格完全匹配。

除了施工安装外，还值得一提的是屋盖的隔震体系。北京地区32座场馆中，除了新建的13座，还有很多改扩建场馆。其中有些场馆建造年代比较久远，因为受当时建设水平所限，建筑的抗震设防水平并不过关，1959年建成的北京工人体育馆当时并没有进行抗震设计，所以相对新建场馆而言，人们更担心这些改扩建场馆的抗震安全。北京市建筑设计研究院有限公司（简称“北京建院”）的减隔震团队在多个领域都有着深厚的减震项目经验。针对工人体育场改造复建项目，研发了重型屋盖组合减隔震体系。做过抗震加固的专业人员都知道，在现有体育场改造过程中主要采用“强化”与“软化”相结合的方式。一方面“强化”结构，采用粘钢、炭纤维片和扩大截面的方法对钢筋混凝土构件进行加固，采用粘钢板和角钢对梁、柱节点加固，在工体这个项目中就是对工体3层看台斜梁采用了高强钢绞线-聚合物砂浆面层加固。另一方面“软化”结构，大量采用消能减震技术。由于使用需要，工人体育馆屋面要增加20t悬吊荷载，北京建院在原有轮辐式悬索屋面结构与新增悬吊承载体系之间设置了黏滞阻尼器，从而满足大震下屋盖的抗倒塌要求。

亮点3：高科技助力草皮“呼吸”加热

草坪是专业足球场的核心设施，相当于球场的“眼睛”。北京建工集团工体改造复建项目工程师介绍，新工体取消了跑道，草坪达到7,700㎡，草坪系统对标世界杯、欧洲五大联赛专业足球场，采用了全世界最先进的草坪构造技术和强大的草坪养护系统。

“草坪整个厚度约2m，通过前期的技术方案论证和试验段检测，草坪的铺设经历了素土回填、大小砾石层填充、喷淋系统安装、通风排水管道铺设、地暖管道安装、两层砂土铺陈、表面清理、多次浇水、场地找平、接缝拼合、草皮压实、球门安装和施划白线等多道工序。”由于新工体采用了“看台碗”的看台设计，球场草坪位于水平面下超过10m的位置。相较于传统体育场在水平面铺设的草坪，新工体草坪系统需要更多考虑通风、光照以及排水等因素。面对挑战，只有通过技术创新来解决。

为此，施工方专门使用了带切口和孔洞的“花管”植入地下，让草皮通过地下管路进行“呼吸”和排水。在铺设排水流线的时候专门采用了放射状排列以及中间高四周低的设计，利用重力加大排水效率，方便降水更快速、更顺畅排进场地四周排水沟。为应对北方冬季寒冷的天气，新工体的草坪还新增了地热系统，采用市政集中供暖的方式。针对北京冬季日照少、新增罩棚会遮挡天然光照射的情况，特别引进了补光灯组，为新工体草坪补光，以达到四季常青的状态。

亮点4：智慧工体提供一站式服务

新工体，未来还有许多高科技元素的加持。业主方中赫工体（北京）商业运营管理有限公司正在开发运用全新的“数字化工体”，通过线上、线下融合服务，打造全球领先的智慧“文体旅商”综合体，并以大数据、智慧文旅、智慧体育及智慧商业为载体，构建运营模式。“数字化工体”首先体现在管理上，新工体有一套“智慧工体大脑”，“管理人员在后台能进行智能指挥和数据运营，包括对赛事活动的掌握，在指挥大屏上的应急指挥，为文体活动提供保障。”其次是设备设施的智能化，新工体将为碳排放、清洁能源作出贡献。第三是数字服务。“在建设过程中我们就秉持这个理念，而且在相关场地预留预埋设备。”将来观众来到场馆可享受到“入场前——场内——离场后”全流程的一站式服务体验。足球场内将结合5G、蓝牙等技术，实现无线网络全覆盖；地下停车场可实现智能寻车、快速离场；通过引入AI人工智能技术，开发手机APP为每位观众现场座位导引；现场还有智能机器人提供即时服务和互动；足球场内还设置了自由视角观赛摄像机。观众可通过VR设备或自己的手机，对感兴趣的画面进行多角度观看，实现自由切换、旋转和缩放的智慧观赛体验。未来，在线上平台，观众、球迷可查看商家集成的餐饮、票务、停车及导航等多种服务，针对大家的使用需求和习惯，个性化向客户提供体育场服务体验。

新工体将打破线上单一消费场景，探索元宇宙虚拟体验。创立工体元宇宙生态联盟，基于XR、体育和文化等应用场景，赋能工体成为全球首家以“数字和实体融体验消费”为核心竞争力的特大型城市公园综合体。

工人体育场没有门牌号，但在北京几乎无人不知。它既是一个著名地标，又像一个活动的历史阀门，牵动着人们的记忆。如今的新工体融合比赛、休闲、健身和商业等多种功能于一体，不仅拥有独特的建筑形态，也是人们感知历史、感受社会的一种直接建筑空间表达。在探寻其建筑发展的过程中，人们能够真切地感受到时代纷繁的变化和世事的沧桑，感知到工体建筑空间所表达的经历、体验和感受。

除了入围IStructE世界结构大奖外，新工人体育场因其卓越的设计还获得了其他多项国际设计大奖，包括美国国际设计大奖体育场馆类建筑金奖、法国凡尔赛建筑奖体育类建筑奖、IAA国际建筑奖，美国Architizer A+建筑奖的可持续体育和娱乐建筑大众评选奖以及世界建筑新闻奖的休闲类建筑奖项，展现了其在全球建筑界的重要地位和影响力。

注：部分内容来自网页：

https://www.beijing.gov.cn/renwen/jrbj/202301/t20230111_2896073.html。

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