继承与发展:北京芦城自行车馆设计回顾

北京芦城自行车馆位于大兴区芦城体校院内。建筑面积：16449.09m2，高度：32．20m。馆内设有一条长250m，全木质，达到国际A赛道标准的训练比赛两用道。主体结构为钢筋混凝土结构，罩棚及支撑体系为钢结构和张拉膜结构。平面分成运动员区、裁判新闻区及观众区。立面风格追求简约，逻辑关系清晰，选材绿色，环保。

我国在自行车保有量上虽然堪称是世界第一大国，但自行车运动成绩却是比较落后的。其中原因很多，但是，没有一条达到世界一流的自行车专用赛道也是重要的原因之一。幸运的是北京获得了2008年举办奥运会的机会，这为提高自行车运动项目的技术水平和争取取得优异成绩带来了重大机遇。为此北京体育局决定在大兴芦城体校修建一条250m长的全木质赛道，以满足北京队在2008年奥运会上争取优异成绩所须的硬件条件。

接到任务后，我们在国内外进行了必要的参观和考察。收集整理了大量信息和资料。发现国内在自行车赛道设计理论上存在重大缺陷，木质赛道工程经验很少(目前只有深圳龙岗一条)，且缺失也较多。其他已建的十几条非木质赛道，均达不到国际自盟的现有要求，因此借鉴意义不大。为了设计一条能够满足国际自盟A赛道标准的训练比赛两用道，克服以下几个难题是成败的关键所在了。

1．赛道的技术设计

国内已建成的唯一一条250m木质赛道，在深圳龙岗自行车馆，其技术设计的依据是不成熟的：导致自行车运动员进出弯道时有“超重”和“失重”的感觉(加速度变率过大)，影响运动成绩，甚至会带来危险。国内已建的十几条赛道，其技术设计的依据大都是：直线段(两个)，圆曲线段(两个)，缓和曲线段(四个)组成一个闭和线，并假设闭和线的赛道是关于“x”，“Y”两个方向全对称的，圆曲线段和直线段的倾斜角是一定的。利用缓和曲线段(通常分成七段)将直线段和圆曲线段连接在一起，从而形成一条闭和线赛道。经过分析，上述设计理论存在如下几个误区：

①设计的赛道是关于“x”，“Y”两个方向全对称的；

②直线段直道倾斜角是一个定值的距离过长；

③缓和曲线段通常分成七段偏少；

④设计最高时速偏低(75km／h)。

根据国际自盟的多年实践经验表明，“x”，“Y”两个方向对称的设计，圆曲线段和直道倾斜角是一个定值的距离过长，缓和曲线段通常分成七段(偏少)是不妥当的，它在赛道设计最高时速达到85km／h甚至更高要求时，使运动员从直道高速进入弯道时，由于赛道倾角变化过快，导致运动员的向心加速度产生了过大变化，有“超重”的感觉，为了最大限度地消除这一现象，我们采取了以下几方面措施：第一，要改变直道倾斜角是一个定值的距离过长的概念，而视赛道设计最高时速决定直道倾斜角是一个定值的距离，其余部分改成变量。直道只是水平投影是直线，空间上是曲线。第二，在运动员进入弯道时，也要视赛道设计最高时速适当地减缓弯道倾斜角变化速率，以克服“超重”的感觉。在运动员驶出道时，要适当地加大弯道倾斜角变化速率。第三，减少圆曲线段倾斜角是一定值的距离，以克服“超重”和“失重”的感觉，满足最小速度变率的运动条件：这样就产生了“X”，“Y”两个方向不对称的设计概念和直线赛道并非直线的新的感觉。这两个概念的形成，为提高赛道设计时速奠定了坚实的基础。芦城自行车馆赛道的设计时速高达85km/h。如果按原先国内的设计概念去设计，直线段倾斜角不变(一般角度为10°～12°)，运动员要想保证以85km/h在弯道处保持平衡，弯道的最大倾斜角要达到45°，而250m赛道1/4弯道长度最大也就在40m左右(缓和曲线＋段圆曲线段)。要想达到满足最小加速度变率的运动条件．难度可想而知?

2．全木质赛道的选材和使用环境

国内已建成的唯一一条250m木质赛道，在深圳龙岗自行车馆。其使用环境为半露天环境。选用的木材为热带地区的短纤维硬木，该种木材有耐雨水、耐高温、耐腐蚀等优点，但也有明显的缺点。由于其是短纤维硬木，在风雨作用下，其短纤维比较容易起“刺”。这对高速行驶的运动员来讲，是十分危险的。与北京自行车队教练交换意见时，他们也谈到了这个问题。

芦城馆吸取了这方面的教训，由当初的半露天环境，改成不露天环境，加了个全罩棚顶盖。这就为木质赛道选材提供了较大的余地。根据国外已建成的同类场馆的木质赛道选材使用经验看，俄罗斯、北欧的红松木和落叶松有急强的耐腐蚀、耐高寒、高稳定性、轻质高强的特性。其木材纤维长、组织细、硬度中，没有木“刺”，表面光华柔软，非常适合自行车运动员高速行使。芦城馆选用是落叶松。

3．木质赛道的支撑结构和与下部结构的连接方式

目前，木质赛道的支撑结构有三种方式：第一种是钢筋混凝土梁或钢梁上搭接木龙骨，形成不同材质的混合支撑结构(全部为刚性连接)；第二种是纯木结构形成的支撑结构，但该结构与下部结构是刚性连接；第三种也是纯木结构形成的支撑结构，但该结构与下部结构是既非刚性连接，又非柔性连接，而是平摆在下部结构上。下部结构对它没有水平约束。综上所述，我们不难发现，第一种方式用不同材质的构件形成混合支撑结构，由于钢筋混凝土梁或钢梁与木龙骨的膨胀系数不同，造成他们的变形也不同。这样对上部木质赛道影响较大。深圳龙岗自行车馆就是这种钢筋混凝土梁加木龙骨的混合支撑结构，他们不得不每年都对木质赛道进行整修。第二种方式是纯木结构形成的支撑结构，就大大地缓解了第一种危害，但没有从根本上解决变形不同步的问题。第三种方式支撑结构和与下部结构的连接方式从根本上解决了前两种隐患。从而也就彻底地排除了因钢筋混凝土结构和支撑结构不同步变形而造成的木质赛道的变形。

通过对上述三方面问题的分析、研究和最终提出解决方案，使得芦城馆在赛道的设计、选材、使用环境以及工程构造上均达到国内领先、国际先进的水平。这一点已经得到国际自行车联合会技术部主管巴赫先生的认同。我希望芦城馆的成功设计案例能为今后我国自行车赛道的自主设计打下一个良好的基础。

作者：钟诚，北京市建筑设计研究院高级建筑师

摄影：杨超英《建筑创作》杂志社摄影师

收稿日期：2007年1月