图片 | 用轻质钢材建造皇家马德里新屋顶

预组装好的部件由一台600吨履带式起重机吊装至体育场上方。图片：皇家马德里

新体育场的设计是由德国建筑公司 Gerkan, Marg und Partner、西班牙项目合作伙伴 L35 Arquitectos、Ribas & Ribas Arquitectos 以及 schlaich bergermann 合作工程办公室和 INES 咨询工程师共同开发的。

除了雕塑般的立面（由不同透明度的斜向不锈钢肋条构成）、可伸缩的草坪和沿着屋顶边缘延伸的 360 度 LED 屏幕外，新的伯纳乌球场还包括看似“漂浮”的屋顶结构，其内部屋顶可完全伸缩。

西班牙钢结构制造商奥尔塔·科斯拉达公司受委托负责其中三个设计元素的施工工作。该公司专长于大型复杂项目，例如桥梁、体育场馆、基础设施和高层建筑。

为了建造圣地亚哥·伯纳乌球场的屋顶，奥尔塔·科斯拉达公司共加工了13000吨钢材，其中3100吨是迪林格公司生产的S690QL1高强度钢，板材厚度为10至120毫米。这种更高的强度意味着可以生产出更轻、更纤细的设计，而这些设计在结构上是不可能实现的。

主横梁每根宽6米，被吊装到体育场内，然后用螺栓连接起来，形成总跨度176米的结构。图片：皇家马德里

据迪林格称，构件重量的减轻不仅允许使用更大的结构元件，还开辟了新的建筑设计可能性。圣地亚哥·伯纳乌球场的屋顶使用了名为S690的钢材，这种钢材通常用于起重机制造领域。然而，它在钢结构应用中并不常见，即使使用，吨位也通常很小。根据Horta Coslada公司首席执行官亚历杭德罗·奥特罗·古铁雷斯的估计，此前没有任何欧洲项目像本项目一样使用如此大量的S690钢材。

屋顶施工策略

皇家马德里委托的总承包商Fomento de Construcciones y Contratas (FCC)与Horta Coslada合作，制定了一项施工方案，其中包括在体育场外组装屋顶结构所需的大型横梁。该方案的核心是一个位于体育场西入口前的六米高的临时平台，屋顶的所有部件都预先组装在这个平台上。

工程师最初设计的主屋顶方案基于轻型辐条轮原理。该方案包括一个内部张紧环，通过44根放射状钢索连接到外部压力环，并由现有周边结构的钢制外伸支架支撑。

连接体育场上方十字梁的各个部件。图片：皇家马德里

然而，FCC决定放弃这种轻型索道结构，转而采用更为传统的钢结构系统，该系统使用四根钢制桁架主梁支撑整个体育场屋顶。主要支撑结构是南北两侧的横梁，每根横梁宽6米，跨度约176米。

屋顶的这些关键构件在整个组装过程中也发挥了至关重要的作用。在施工过程中，它们使得在体育场外的平台上预先组装其他屋顶部件成为可能。两个主桁架完全由S690高强度钢制成，采用格构结构，每个桁架重达近1500吨。它们仅由四个支撑点（或者更确切地说是四个立柱）支撑，其中两个立柱是新建的。

“这种结构之所以能够实现，全赖于 S690 钢材的使用，这是一种轻质钢材，具有极高的屈服点，”Horta Coslada 首席执行官 Alejandro Otero Gutiérrez 说。

圣地亚哥·伯纳乌球场的屋顶结构之所以能够建造，全赖于高强度S60QL1优质钢材的使用。图片：皇家马德里

“只有通过这种方式才能实现的减重是整个结构成功的关键。与其他方案相比，得益于这种特殊钢材的性能，我们能够减少约 40% 的钢材用量。”

圣地亚哥·伯纳乌球场整个屋顶结构约有三分之一是由迪林格公司提供的S690钢材制成的。由于使用了S690材料，该屋顶使用的钢材重量仅为12000吨，而不是20000吨。