世界著名足球場的頂篷結構盤點,讓你眼界大開!

2019年,我國相繼獲得2021年世俱杯和2023年亞洲盃的舉辦權。2021年世俱杯賽制由過去每年一屆改為四年一屆,參賽球隊由原來的7支增至24支,共進行32場比賽。分別在上海等8座城市進行。根據國際足聯實地考察評估,我國各地現有的綜合體育場,大都是為舉辦綜合運動會或大型群體活動而建,並非專業足球場,無法達到國際足聯的辦賽標準。那麼何為專業足球場呢?

專業足球場是專為足球比賽而建,其與綜合體育場的最大區別是去掉了田徑比賽所需要的跑道和田賽場地。在足球發展水平較高的歐洲,絕大多數體育場都是專業足球場。近幾屆世界盃足球賽的比賽場也大都是專業足球場。比較遺憾的是,我國僅有5座專業足球場。

世界著名足球場的頂篷結構盤點,讓你眼界大開!

虹口足球場(專業足球場)

在球場內創造足球氛圍,保證觀眾可以舒適的觀賽是專業足球場至關重要的因素。專業足球場由於沒有田徑跑道,看臺與球場的距離更近,觀眾可以與球員更接近,觀看比賽時的氣氛就會更為緊張激烈。此外,國際足聯規定的足球場地標準大小是105mx68m,而綜合性體育場的標準內場大小為156mx76m,再加上2側各10m寬的田徑跑道,綜合體育場的場地寬度至少達到176mx96m。而足球比賽的最大水平視距大約在150m。這使得在遠離球場中心的看臺上觀眾無法舒適地觀看比賽。

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國家體育場"鳥巢"(綜合體育場)

球場的頂篷也是為觀眾提供良好舒適的觀賽環境的重要保證。而相較於千篇一律的比賽場地,體育場頂篷的形象,不論是從場內還是場外觀察,都影響著觀眾對球場的第一直觀印象。專業足球場佔地面積較小,頂篷結構形式的選擇可以更加靈活,因此建築造型更加豐富多樣。下面就讓我們一起來盤點一些世界著名足球場的頂篷結構。

專業足球場頂篷結構的發展

從現代足球誕生至今,已有一百多年的歷史。隨著足球運動的普及,專門為足球運動而建的球場也開始出現。早期的球場設施還不完善,絕大部分的球場只有站席,沒有頂篷。位於阿根廷首都布宜諾斯艾利斯的糖果盒球場是阿根廷豪門博卡青年隊主場。球場1940年啟用至今,都沒有加裝頂篷。雖然這座球場球場硬件簡陋,卻培養了馬拉多納、巴蒂斯圖塔、裡克爾梅等足球巨星。

世界著名足球場的頂篷結構盤點,讓你眼界大開!

名稱:糖果盒球場 La Bombonera(Estadio Alberto J. Armando)

位置:阿根廷布宜諾斯艾利斯

容量:49000

主隊:博卡青年

建成時間:1940年5月25日

翻新時間:1941, 1951-1953, 1996

建築師:José Luis Delpini, Viktor Sulčič, Raúl Bes

隨著技術的進步,特別是上世紀50年代開始電視轉播的普及,全室外的球場已無法滿足觀眾的需求,新建的球場為觀眾配備了更多的設施,老球場則開始了翻新改造,加裝座位和頂篷。之後的幾十年中,這種採用頂篷覆蓋看臺的半開敞球場成為主流的形式。

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老特拉福德球場在各時期的改建

上世紀後半葉,可開閉式屋蓋在球場中開始應用,這使得球場的使用可以不受惡劣天氣的影響。但足球本身仍是一項室外運動,陽光和草地更是這項運動的傳統要素。天氣條件良好時,比賽仍在屋蓋開啟的狀態下進行。費爾廷斯競技場是德國球隊沙爾克04隊主場。其最大特點是一個可徹底關閉的頂篷和可以整塊移動出球場的草坪。對於全封閉的球場,球場噪音是個不小的問題。球迷發出的吶喊聲曾高達129分貝,相當於火箭發射處1米之外的音量。故封閉球場頂篷多采用透聲材料。

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名稱:費爾廷斯競技場(傲赴沙爾克球場) Veltins Arena (Arena aufSchalke)

位置:德國蓋爾森基興

容量:62271

主隊:沙爾克04

建成時間:2001年08月13日

建築師:Hentrich-Petschnigg & Partner

專業足球場頂篷結構的形式

頂篷按其形態與受力特點,大體上可歸納為四類結構形式:懸臂式結構、桁架與拱式結構、吊掛式結構和張拉整體式結構。

一、懸臂式結構

懸臂式結構常採用懸挑桁架的結構體系,通過根部抗彎來解決承載和剛度的問題。懸臂結構通常設置前後兩個支點,使抗傾覆力臂增加。支點多設置於下部看臺或地面。

  • 老特拉福德球場
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名稱:老特拉福德球場 Old Trafford

位置:英格蘭曼徹斯特

容量:74994

主隊:曼徹斯特聯

建成時間:1910年2月19日

翻新時間:1941, 1946-1949, 1951, 1957, 1973,1995-2000, 2006

建築師:Archibald Leitch (1909)

老特拉福德球場因其迷人的魅力和球場魔幻的氣氛而被稱為“夢劇場”,其特點除了紅色的座椅和外牆,整個球場還被一個氣勢宏大的鋼結構所包圍,看臺上方懸挑的頂棚朝向場地中央傾斜,成為該體育場的標誌性的特徵。

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為了不影響觀賽,懸臂頂篷的前支點大多設置於看臺柱頂,後支點落於看臺外側。其北看臺的懸臂桁架跨度58m,是全歐最長的懸挑頂篷。挑篷的內邊緣甚至低於三層看臺,這種高度的降低更有利於球場觀賽氛圍的呈現。

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  • 安聯球場

當建築在造型上將屋面與外立面連成一體時,後支點可延伸至場外平臺或地面。例如拜仁慕尼黑的主場安聯球場。

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名稱:安聯球場 Allianz Arena

位置:德國慕尼黑

容量:75024

主隊:拜仁慕尼黑

建成時間:2005年5月19日

翻新時間:2015,2017

建築師:Herzog & de Meuron Arup Sport

球場的外牆和頂篷由2874個氣囊膜結構包裹,形成一個整體。頂篷結構由最大50m的懸臂鋼桁架組成,桁架的下弦落於看臺頂層的混凝土柱,上弦杆則連同外牆結構連接至球場各層平臺。

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這座舉辦2006年德國世界盃揭幕戰的球場有著世界最大的充氣膜結構表皮,每個膜結構在夜間可將多種色彩投影在其上,賦予整個球場一種幾近魔幻般的意境。

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  • 伯納烏球場

對於在翻新時增加頂篷的球場,當挑篷的支點無法後置時,前置於看臺的支點必然會佔用部分觀眾席,且懸挑的長度會受到限制。歐洲很多的老式球場直接將立柱置於觀眾席前方,這時,在看臺上方增設桁架作支點成為了一種不錯的選擇。

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名稱:聖地亞哥伯納烏球場 Santiago Bernabéu Stadium

位置:西班牙馬德里

容量:85454

主隊:皇家馬德里

建成時間:1947年12月14日

翻新時間:1953, 1957, 1982, 1992, 1998, 2004,2011

建築師:Manuel Muñoz Monasterio, Luis AlemanySoler (1947),Antonio Lamela (1998, 2004, 2011)

位於馬德里的伯納烏球場落成於1947年,半個多世紀來經歷了大大小小多次改建。其三側看臺的頂篷採用從看臺頂部懸臂的結構。

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主看臺則採用桁架作為懸臂結構的前支點,從而在不影響觀賽視線的情況下極大的增加了頂篷的覆蓋範圍。

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二、桁架與拱式結構

用杆件構成的桁架或桁架拱是實現大跨度的另一種結構類型。通過避免單根杆件的彎矩,可以最大限度的發揮材料的性能。其高效的結構形式可以實現更大的跨度。同時,落地的桁架和拱,也讓頂篷不再依附於看臺。不論改建還是新建,結構的佈置都更加靈活。

  • 聖西羅/梅阿查球場
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名稱:聖西羅/梅阿查球場 San Siro(Stadio Giuseppe Meazza)

位置:意大利米蘭

容量:81277

主隊:AC米蘭/國際米蘭

建成時間:1926年9月19日

翻新時間:1955, 1990, 2011-2015

建築師:Alberto Cugini, Ulisse Stacchini(1925),Perlasca, Bertera (1935),Ronca, Calzolari (1955),Ragazzi, Hoffer, Finzi (1990)

位於米蘭的聖西羅(梅阿查)球場是國際米蘭與AC米蘭共用的主場,其最大特點是條紋狀的外牆、環繞球場的巨柱以及飛懸在外的紅色屋架。

世界著名足球場的頂篷結構盤點,讓你眼界大開!

為了迎接1990年意大利之夏世界盃,在80年代末,該球場進行了現代化改造,增加了第三層看臺以及頂篷。新建的第三層看臺支承於11個大型的混凝土圓筒,圓筒內側佈置了螺旋樓梯。屋蓋則採用桁架結構,主桁架位於外側,支承在四角高51米的筒體上,並向外挑出。次桁架佈置在內側,桁架高度9.5米。

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這種結構形式的採用使得頂篷與看臺完全分離。在球場東側,由於未設置三層看臺,高區的觀眾在欣賞比賽的同時(如果比賽沉悶),還可以一覽米蘭城的景色。

  • 酋長球場

類似的結構形式還見於位於北倫敦的酋長球場。這座建成於2006年的現代化球場是“兵工廠”阿森納的主場。

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名稱:酋長球場 Emirates Stadium

位置:英格蘭倫敦

容量:59867

主隊:阿森納

建成時間:2006年7月22日

建築師:HOK Sport (now Populous)

球場的頂篷採用交叉桁架的結構形式,四個主桁架採用三角形鋼管桁架,南北方向兩榀桁架的跨度達204m,桁架高度15.5m。

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桁架由球場四周的混凝土芯筒支承,在混凝土結構上設置三腳鋼架與頂篷連接。這使得重達3000噸鋼屋蓋在視覺上更加輕盈。

桁架需要下部結構作為支點,而拱結構卻不必。

  • 新溫布利球場
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名稱:新溫布利球場 Wembley Stadium

位置:英格蘭倫敦

容量:90652

主隊:英格蘭國家隊

建成時間:2007年5月19日

建築師:HOK Sport (now Populous), Foster and Partners

位於倫敦的新溫布利大球場是英格蘭代表隊的主場,也是和英格蘭國內各種盃賽的決賽場地,是歐洲面積最大的專業足球場,球場容量僅次於諾坎普球場位列歐洲第二。被公認為是全世界上最偉大的球場。其標誌特徵為高達133米的拱門。

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屋蓋系統採用拱支索拉結構,拱跨度315m,矢高133m,拱截面最大高度7.4m,為世界上最長的單跨屋頂結構。拱重量1750噸,吊掛起5萬平米屋面重量的約60%,從而極大的降低內部立柱的數量。採用細長的拉索可以在球場上投射出最小的陰影。兩組拉索採用斜對角線方式佈置,不僅可以降低拱面內的彎矩,同時為拱平面外的穩定提供幫助。

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三、吊掛式結構

由於落地結構多設置於建築空間外部,無需侵球場內空間,以拉索和屋面結構組成的吊掛式結構體系成為了球場建築常用的結構形式。吊掛結構一方面可以減輕屋面重量,另一方面落地部分往往以巨大的尺度暴露於建築之外,具有極強的結構表現力。前文所述的新溫布利球場就是拱吊掛結構。

  • 伊蒂哈德球場
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名稱:伊蒂哈德球場 Etihad Stadium (City ofManchester Stadium)

位置:英格蘭曼徹斯特

容量:55017

主隊:曼徹斯特城

建成時間:2002年7月25日

翻新時間:2002-2003, 2014-2015

建築師:ArupSport (stadium design)、Populous (stadium expansion)

伊蒂哈德球場是曼徹斯特城隊的主場,我國首位取得英超進球的球員孫繼海曾效力於該俱樂部。隨著中東石油資產的介入,藍月軍團開始崛起,目前已取得6次頂級聯賽的冠軍。

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伊蒂哈德球場的頂篷採用獨立桅杆吊掛的結構形式。12根鋼管桅杆設置於球場外周,高度65米,用76根斜拉索拉住屋面結構,每根桅杆佈置五到七根不等。桅杆的頂端通過背索錨固至地面。

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桅杆拉索的設置使得頂篷的受力點相對均勻,儘管支點之外尚有14m的懸挑,屋面鋼樑的高度也在1m以內。

  • 尤文圖斯競技場
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名稱:尤文圖斯競技場 Juventus Stadium (Allianz Stadium of Turin)

位置:意大利都靈

容量:41507

主隊:尤文圖斯

建成時間:2011年9月8日

翻新時間:1955, 1990, 2011-2015

建築師:Hernando Suárez、Gino Zavanella、Giorgetto Giugiaro

尤文圖斯競技場,又名都靈安聯球場,是意大利尤文圖斯隊主場,在為了1990 年世界盃而興建的都靈阿爾卑斯體育場基礎上重建完成。其頂篷採用巨型獨立桅杆吊掛結構,南北兩側分別佈置A形鋼柱,四組長約93m的斜拉索將頂篷主結構體系懸掛在柱頂端。每個主柱被6根長約 128m斜拉索錨固在地面上。

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頂篷兩方向三角形桁架的跨度分別為125和88m,桁架的跨中高度約7.7m。為了確保在風吸作用下主體結構的穩定性,四個主節點均被兩根拉索分別錨固在地面和主看臺上。

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四.張拉整體式結構

足球場的頂篷四面圍合,也給張拉整體式結構提供了發揮的空間。就像由自行車的車輪結構概念衍生的輪輻式張拉整體結構,當環形封閉時,內側的拉力環與外側的壓力環通過內部拉索形成“自錨”,組成輕質的頂篷結構,適用的跨度可達約300m。

  • 馬拉卡納球場
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名稱:馬拉卡納球場 Maracanã Stadium

位置:巴西里約熱內盧

容量:78838

主隊:CR Flamengo, Botafogo FR, Fluminense FC,CR Vasco da Gama

建成時間:1950年6月16日

翻新時間:1999-2000, 2005-2007, 2010-2013

建築師:Waldir Ramos, Raphael Galvão, MiguelFeldman, Oscar Valdetaro, Pedro Paulo B. Bastos, Orlando Azevedo, Antônio DiasCarneiro (1948), Fernandes Arquitectos Associad

馬拉卡納球場曾舉辦1950年和2014年兩屆世界盃決賽,並作為里約奧運會主場館,在巴西最負盛名。其一度是世界最大的足球場,最多一次曾容納20 萬人觀看比賽。面積巨大卻不設田徑跑道,也可見足球運動在巴西的純粹。

世界著名足球場的頂篷結構盤點,讓你眼界大開!

馬拉卡納球場於2010年開始翻修,翻修後建築尺寸長318米,高度37米。翻修時將原有隻能遮蓋頂層看臺的30米的頂篷進行延伸。新建頂篷採用環索結構,共設置1個外圈壓環和3個外圈拉環,懸挑68米。頂篷下部由60根混凝土“Y”形柱支承。

  • 諾坎普球場
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名稱:諾坎普球場 Camp Nou

位置:西班牙巴塞羅那

容量:99354

主隊:巴塞羅那

建成時間:1957年9月24日

翻新時間:1980,1994

建築師:Francesc Mitjans and Josep Soteras

諾坎普球場,是西班牙豪門巴塞羅那隊主場,曾舉辦過1982年西班牙世界盃開幕式,最多能容納105000名觀眾,是歐洲容量最大的足球場。

世界著名足球場的頂篷結構盤點,讓你眼界大開!

長期以來,諾坎普球場只在一側看臺設有頂篷,懸挑結構由26根鋼樑組成。在最新的改建方案中,新增的頂篷將覆蓋整個看臺區域,面積達50000平方米。其結構形式也將採用張拉整體式的環索結構,共設置1個壓環和3個拉環。雙向跨度達280m和240m。

世界著名足球場的頂篷結構盤點,讓你眼界大開!

結語

由於新冠疫情的影響,2021年中國世俱杯已確定延期,世界各國的足球聯賽幾乎全部暫停。本文中提及的多座球場已被臨時改造成物資分發中心和方艙醫院。願疫情早日過去,願足球帶給我們的精彩與快樂如期而至!

[1] Stadium database. http://stadiumdb.com/

[2] World stadiums. http://www.worldstadiums.com/

[3]輕·遠德國約格·施萊希和魯道夫·貝格曼的輕型結構 (德)安妮特·博格勒編著

[4]大跨度建築鋼屋蓋結構選型與設計丁潔民等

[5]專業足球場建築設計研究 李曉欣

[6]Designing The City of Manchester Stadium, Martin Austin,etc.

[7]Wembley National Stadium, Foster + Partners.

[8]新尤文圖斯體育場結構設計,Massimo Majowiecki.

[9]Widespan Roof Structures, Michael Barnes, etc.

[10]Structural Engineering Art andApproximation 2nd edition,Hugh Morrison.

[11]Stadia Arenas and Grandstands:Design, Construction and Operation, P. Thompson,etc.

[12]Multilayered: Engineered Variety, Schlaich Bergermann Partner


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