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【锦观新闻】4万个钢板建筑的奇迹 “莫比乌斯环”桥亮相成都

来源:锦观新闻    日期:2020/7/12 20:13:52    点击数:2563

“桥是土地与土地的连系,桥是河流与道路的爱情。”诗人艾青《桥》的这首诗,尽展桥梁的非凡意义和价值。从英国伦敦著名风景地标的塔桥到美国旧金山城市象征的金门大桥,从我国900多年前“石桥之祖”赵州桥到最新的港珠澳大桥……桥梁不仅是城市发展的见证者,更是城市精神的价值象征。而现代城市中的立交桥,在承担着通南往北的交通作用的同时,更以其形态各异的特色造型,成为众多市民心中的“打卡圣地”。最近,在成都新进落成的一座类似数学“莫比乌斯环”造型的“网红桥”——五岔子大桥,就成功吸引了广大市民的目光。

作为极具独特造型的五岔子大桥自诞生之日起,就受到不少市民的喜爱,更成为国内桥梁界专家口中“异形人行景观桥梁中设计难度最大的城市桥梁”。

这座桥的诞生背后有什么玄机奥秘?

设计师们在设计此桥时又历经了怎样的波折?

“难度最大”是如何一一被攻克破解的?

7月12日,记者通过独家采访该桥设计方——西南交通大学土木工程设计有限公司团队,逐层拨开五岔子大桥设计过程种种谜团,解密大桥设计背后的故事。

通过全球征集

“成都制造”的大桥结构设计面临挑战

盛夏时节的府河沿岸,偶尔引来三两只白鹭齐飞共舞,水天相接、主体结构银灰色的五岔子大桥,在夏日骄阳的照射下显得格外耀眼。中午时分,记者在成都高新南区跨越锦江的五岔子大桥时,只见巨大的桥墩没入水中,两侧交叉延展的桥面,与生俱来的宛如无穷大的“无限”符号,魔性魅力十足。这座看似寻常的桥梁的建成,是西南交大设计团队员工们经历了200多个昼夜奋战的结果,它见证了他们9个多月来在设计工作中的汗水和艰辛。而在历经了27个月的艰苦奋斗,设计者们的蓝图终于在该桥梁建设者们的手中变成通途。

当记者带着好奇来到五岔子大桥的诞生地——位于九里堤的西南交通大学土木工程设计有限公司时,虽然正值周末,但五岔子大桥项目的设计核心人员之一的西南交通大学土木工程设计有限公司一院院长郑爱华正召集团队成员加班商讨如何推进“成都市环城生态修复综合项目南片区2期”的进展。“五岔子大桥造型创意来自莫比乌斯环的无限之环概念设计,以此彰显高新区的无限可能性和开放发展的广阔胸怀。”当记者提及该团队如何在五岔子大桥设计上将莫比乌斯环的概念变为现实时,郑爱华深有感触地介绍到,“通过全球方案征集,五岔子大桥最终采用了四川省建筑设计研究院的设计概念,该公司主要负责五岔子大桥的概念方案深化、工程设计和施工期间的技术服务。而我方则最终成为了该桥设计工作的第一执行单位。”

“五岔子大桥是空间的多曲度的异形钢结构桥梁,桥梁从始至终其宽度、高度、角度都在变化,结构非常的复杂,与常规桥梁不同的是这座桥是以结构服从于建筑的理念进行设计。”郑爱华说,因此,为了高度还原概念设计,整座桥的形态造型均以结构本身去呈现,这就使得这座大桥的结构设计面临着巨大的挑战。

10倍于常规桥图纸量

20人的团队平均年龄不到28岁

“设计时用去10倍于人行天桥的图纸量、施工时用上4万多块形状尺寸均不相同钢板……五岔子大桥,自始至终注定与众不同。”郑爱华告诉记者,为了能准确的指导施工便于施工团队理解,该公司设计团队采用了三维建模技术,将设计成果以综合平面图、立面图、多点位剖面图和对角度投影图的方式对结构进行表达,尽可能的描述每一个细节,大大增加了设计人员的工作量,最终五岔子大桥施工图设计以超10倍于常规人行桥的图纸量完成。

能够层层攻克设计上的关卡,背后少不了该设计团队的携手推动。五岔子大桥项目设计团队共20人,当时接手项目时平均年龄不到28岁,是一支非常年轻非常朝气的团队。在该公司四川省勘察设计大师谢尚英博士和总工程师李兴林教授级高工的指导下,完成了这座不寻常的复杂结构桥梁设计。

“五岔子大桥设计中的难点关键点太多了,常规的桥梁结构是根据桥梁形式的受力特征去进行结构设计,力学传递的途径较为单纯直接。而五岔子大桥不是遵从于这个规则,需要依从于它的形态特征去进行力学分析,力的传递是较为迂回的,需要根据它独有的受力特征去设计它的结构构造,这是一种新的桥梁设计模式,没有参考。”谈及设计该桥过程中遇到的困难,及攻克的过程时,该项目设计团队成员李科对此印象深刻,“五岔子大桥主副桥交织位置和亲水平台为人群集中位置,是结构上受力比较重要的位置,我们在设计中为在维持桥梁建筑形态的前提下保证结构安全,用三维建模软件结合结构计算软件不断尝试和不断修改结构的内部尺寸、板件位置、钢板厚度,以求达到满足设计规范要求的受力状态。设计中最难的是要在外观基本确定的状态下,去调整内部的空间来满足结构安全的要求。”

“在整个设计过程我现在回忆起来就是每天都在提问、思考、讨论、验算这样的不断循环中度过的。我们团队里面的每一个人都是设计师而不是画图匠,不断思考验证和修正的过程,使项目完善的同时也建立了我们自己的自信。”设计团队成员王美馨告诉记者,“这座桥是成都的建筑师原创的概念,是成都的设计团队完成的工程设计,是成都的施工团队建设而成,相信这一座土生土长的大桥必将成为咱们蓉城新的地标之一,这对于这个我们这个年轻的而团队而言是很有成就感的,也是自豪的。”

荷载7个成年人/㎡

夜景设计理念源于“莫比乌斯环”

“桥梁肯定是安全的,五岔子大桥的副桥像一个小剧场,以停驻休憩为主,所以我们在设计时就考虑了桥梁未来在满负荷作用下的承载,荷载按照7个成年人每平米来考虑的,所以大家可以放心,这个桥是安全的。”李科向记者介绍到,五岔子大桥十分复杂,内部板件纵横交错,许多内部空间不便于进入检查,这给桥梁的管理维护工作形成了难度。“为了便于大桥的管理,我们选择了在设计方面少见的、在人行桥上使用了健康检测技术,这项技术是在桥内部设置多个应变片,使桥梁的受力和变形数据能实时收集并通过互联网远程上传至云端数据中心,当结构内力和变形超过安全的设定值时,系统会发出警示,提醒管理人员进行检查,使得桥梁管维工作更加智能高效。”

同时,考虑副桥作为人们新的休憩娱乐所在,可能会发生一些同节奏的多人运动(如跳坝坝舞),可能引起桥梁的共振,使人们在使用时感到不舒适,该团队设计时在主副桥均设置了质量调谐阻尼器,“它的作用是当可能发生共振时,阻尼器进行反向作用,打乱频率,使得桥梁始终保持在一种较为舒适的使用状态。”李科告诉记者。

许多市民都知道夜晚才是五岔子大桥最美的时候,却没留意除了独特的造型之外,其实功劳就在五岔子大桥的灯光设计了。为了让这座桥呈现出最好的灯光效果,该团队在设计时主要从夜景的设计理念、功能性、艺术性和科技性几方面进行了重点考虑,注重夜景、功能和白天景观的结合统一。据王美馨介绍,“夜景设计理念把握了桥梁本身‘莫比乌斯环’的设计灵感,桥侧和与装饰架用冷暖色调的动态灯光洗亮,主、副桥光彩形成贯通,光色冷暖变化,夜景构成了一个醒目的无穷大符号,无限循环,充分诠释了桥梁的设计理念。”

来源:锦观新闻2020年7月12日

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信息员:刘子敬     作者:王李科     责任编辑:阮琦

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