五岔子大橋:4萬(wàn)個(gè)鋼板建筑的奇跡“莫比烏斯環(huán)”橋亮相成都
2020-07-13 來(lái)源:成都日?qǐng)?bào) 

  “橋是土地與土地的連系,橋是河流與道路的愛(ài)情。”詩(shī)人艾青《橋》的這首詩(shī),盡展橋梁的非凡意義和價(jià)值。從英國(guó)倫敦著名風(fēng)景地標(biāo)的塔橋到美國(guó)舊金山城市象征的金門大橋,從我國(guó)900多年前“石橋之祖”趙州橋到最新的港珠澳大橋……橋梁不僅是城市發(fā)展的見(jiàn)證者,更是城市精神的價(jià)值象征。而現(xiàn)代城市中的立交橋,在承擔(dān)著通南往北的交通作用的同時(shí),更以其形態(tài)各異的特色造型,成為眾多市民心中的“打卡圣地”。最近,在成都新進(jìn)落成的一座類似數(shù)學(xué)“莫比烏斯環(huán)”造型的“網(wǎng)紅橋”——五岔子大橋,就成功吸引了廣大市民的目光。

  作為極具獨(dú)特造型的五岔子大橋自誕生之日起,就受到不少市民的喜愛(ài),更成為國(guó)內(nèi)橋梁界專家口中“異形人行景觀橋梁中設(shè)計(jì)難度最大的城市橋梁”。

  這座橋的誕生背后有什么玄機(jī)奧秘?

  設(shè)計(jì)師們?cè)谠O(shè)計(jì)此橋時(shí)又歷經(jīng)了怎樣的波折?

  “難度最大”是如何一一被攻克破解的?

  7月12日,記者通過(guò)獨(dú)家采訪該橋設(shè)計(jì)方——西南交通大學(xué)土木工程設(shè)計(jì)有限公司團(tuán)隊(duì),逐層撥開(kāi)五岔子大橋設(shè)計(jì)過(guò)程種種謎團(tuán),解密大橋設(shè)計(jì)背后的故事。

  通過(guò)全球征集

  “成都制造”的大橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨挑戰(zhàn)

  盛夏時(shí)節(jié)的府河沿岸,偶爾引來(lái)三兩只白鷺齊飛共舞,水天相接、主體結(jié)構(gòu)銀灰色的五岔子大橋,在夏日驕陽(yáng)的照射下顯得格外耀眼。中午時(shí)分,記者在成都高新南區(qū)跨越錦江的五岔子大橋時(shí),只見(jiàn)巨大的橋墩沒(méi)入水中,兩側(cè)交叉延展的橋面,與生俱來(lái)的宛如無(wú)窮大的“無(wú)限”符號(hào),魔性魅力十足。這座看似尋常的橋梁的建成,是西南交大設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)員工們經(jīng)歷了200多個(gè)晝夜奮戰(zhàn)的結(jié)果,它見(jiàn)證了他們9個(gè)多月來(lái)在設(shè)計(jì)工作中的汗水和艱辛。而在歷經(jīng)了27個(gè)月的艱苦奮斗,設(shè)計(jì)者們的藍(lán)圖終于在該橋梁建設(shè)者們的手中變成通途。

  當(dāng)記者帶著好奇來(lái)到五岔子大橋的誕生地——位于九里堤的西南交通大學(xué)土木工程設(shè)計(jì)有限公司時(shí),雖然正值周末,但五岔子大橋項(xiàng)目的設(shè)計(jì)核心人員之一的西南交通大學(xué)土木工程設(shè)計(jì)有限公司一院院長(zhǎng)鄭愛(ài)華正召集團(tuán)隊(duì)成員加班商討如何推進(jìn)“成都市環(huán)城生態(tài)修復(fù)綜合項(xiàng)目南片區(qū)2期”的進(jìn)展。“五岔子大橋造型創(chuàng)意來(lái)自莫比烏斯環(huán)的無(wú)限之環(huán)概念設(shè)計(jì),以此彰顯高新區(qū)的無(wú)限可能性和開(kāi)放發(fā)展的廣闊胸懷。”當(dāng)記者提及該團(tuán)隊(duì)如何在五岔子大橋設(shè)計(jì)上將莫比烏斯環(huán)的概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)時(shí),鄭愛(ài)華深有感觸地介紹到,“通過(guò)全球方案征集,五岔子大橋最終采用了四川省建筑設(shè)計(jì)研究院的設(shè)計(jì)概念,該公司主要負(fù)責(zé)五岔子大橋的概念方案深化、工程設(shè)計(jì)和施工期間的技術(shù)服務(wù)。而我方則最終成為了該橋設(shè)計(jì)工作的第一執(zhí)行單位。”

  “五岔子大橋是空間的多曲度的異形鋼結(jié)構(gòu)橋梁,橋梁從始至終其寬度、高度、角度都在變化,結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜,與常規(guī)橋梁不同的是這座橋是以結(jié)構(gòu)服從于建筑的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)。”鄭愛(ài)華說(shuō),因此,為了高度還原概念設(shè)計(jì),整座橋的形態(tài)造型均以結(jié)構(gòu)本身去呈現(xiàn),這就使得這座大橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

  10倍于常規(guī)橋圖紙量

  20人的團(tuán)隊(duì)平均年齡不到28歲

  “設(shè)計(jì)時(shí)用去10倍于人行天橋的圖紙量、施工時(shí)用上4萬(wàn)多塊形狀尺寸均不相同鋼板……五岔子大橋,自始至終注定與眾不同。”鄭愛(ài)華告訴記者,為了能準(zhǔn)確的指導(dǎo)施工便于施工團(tuán)隊(duì)理解,該公司設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)采用了三維建模技術(shù),將設(shè)計(jì)成果以綜合平面圖、立面圖、多點(diǎn)位剖面圖和對(duì)角度投影圖的方式對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表達(dá),盡可能的描述每一個(gè)細(xì)節(jié),大大增加了設(shè)計(jì)人員的工作量,最終五岔子大橋施工圖設(shè)計(jì)以超10倍于常規(guī)人行橋的圖紙量完成。

  能夠?qū)訉庸タ嗽O(shè)計(jì)上的關(guān)卡,背后少不了該設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的攜手推動(dòng)。五岔子大橋項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)共20人,當(dāng)時(shí)接手項(xiàng)目時(shí)平均年齡不到28歲,是一支非常年輕非常朝氣的團(tuán)隊(duì)。在該公司四川省勘察設(shè)計(jì)大師謝尚英博士和總工程師李興林教授級(jí)高工的指導(dǎo)下,完成了這座不尋常的復(fù)雜結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)。

  “五岔子大橋設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)關(guān)鍵點(diǎn)太多了,常規(guī)的橋梁結(jié)構(gòu)是根據(jù)橋梁形式的受力特征去進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),力學(xué)傳遞的途徑較為單純直接。而五岔子大橋不是遵從于這個(gè)規(guī)則,需要依從于它的形態(tài)特征去進(jìn)行力學(xué)分析,力的傳遞是較為迂回的,需要根據(jù)它獨(dú)有的受力特征去設(shè)計(jì)它的結(jié)構(gòu)構(gòu)造,這是一種新的橋梁設(shè)計(jì)模式,沒(méi)有參考。”談及設(shè)計(jì)該橋過(guò)程中遇到的困難,及攻克的過(guò)程時(shí),該項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員李科對(duì)此印象深刻,“五岔子大橋主副橋交織位置和親水平臺(tái)為人群集中位置,是結(jié)構(gòu)上受力比較重要的位置,我們?cè)谠O(shè)計(jì)中為在維持橋梁建筑形態(tài)的前提下保證結(jié)構(gòu)安全,用三維建模軟件結(jié)合結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件不斷嘗試和不斷修改結(jié)構(gòu)的內(nèi)部尺寸、板件位置、鋼板厚度,以求達(dá)到滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求的受力狀態(tài)。設(shè)計(jì)中最難的是要在外觀基本確定的狀態(tài)下,去調(diào)整內(nèi)部的空間來(lái)滿足結(jié)構(gòu)安全的要求。”

  “在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程我現(xiàn)在回憶起來(lái)就是每天都在提問(wèn)、思考、討論、驗(yàn)算這樣的不斷循環(huán)中度過(guò)的。我們團(tuán)隊(duì)里面的每一個(gè)人都是設(shè)計(jì)師而不是畫圖匠,不斷思考驗(yàn)證和修正的過(guò)程,使項(xiàng)目完善的同時(shí)也建立了我們自己的自信。”設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員王美馨告訴記者,“這座橋是成都的建筑師原創(chuàng)的概念,是成都的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)完成的工程設(shè)計(jì),是成都的施工團(tuán)隊(duì)建設(shè)而成,相信這一座土生土長(zhǎng)的大橋必將成為咱們?nèi)爻切碌牡貥?biāo)之一,這對(duì)于這個(gè)我們這個(gè)年輕的而團(tuán)隊(duì)而言是很有成就感的,也是自豪的。”

  荷載7個(gè)成年人/㎡

  夜景設(shè)計(jì)理念源于“莫比烏斯環(huán)”

  “橋梁肯定是安全的,五岔子大橋的副橋像一個(gè)小劇場(chǎng),以停駐休憩為主,所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)就考慮了橋梁未來(lái)在滿負(fù)荷作用下的承載,荷載按照7個(gè)成年人每平米來(lái)考慮的,所以大家可以放心,這個(gè)橋是安全的。”李科向記者介紹到,五岔子大橋十分復(fù)雜,內(nèi)部板件縱橫交錯(cuò),許多內(nèi)部空間不便于進(jìn)入檢查,這給橋梁的管理維護(hù)工作形成了難度。“為了便于大橋的管理,我們選擇了在設(shè)計(jì)方面少見(jiàn)的、在人行橋上使用了健康檢測(cè)技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)是在橋內(nèi)部設(shè)置多個(gè)應(yīng)變片,使橋梁的受力和變形數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)收集并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程上傳至云端數(shù)據(jù)中心,當(dāng)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形超過(guò)安全的設(shè)定值時(shí),系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警示,提醒管理人員進(jìn)行檢查,使得橋梁管維工作更加智能高效。”

  同時(shí),考慮副橋作為人們新的休憩娛樂(lè)所在,可能會(huì)發(fā)生一些同節(jié)奏的多人運(yùn)動(dòng)(如跳壩壩舞),可能引起橋梁的共振,使人們?cè)谑褂脮r(shí)感到不舒適,該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)時(shí)在主副橋均設(shè)置了質(zhì)量調(diào)諧阻尼器,“它的作用是當(dāng)可能發(fā)生共振時(shí),阻尼器進(jìn)行反向作用,打亂頻率,使得橋梁始終保持在一種較為舒適的使用狀態(tài)。”李科告訴記者。

  許多市民都知道夜晚才是五岔子大橋最美的時(shí)候,卻沒(méi)留意除了獨(dú)特的造型之外,其實(shí)功勞就在五岔子大橋的燈光設(shè)計(jì)了。為了讓這座橋呈現(xiàn)出最好的燈光效果,該團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)時(shí)主要從夜景的設(shè)計(jì)理念、功能性、藝術(shù)性和科技性幾方面進(jìn)行了重點(diǎn)考慮,注重夜景、功能和白天景觀的結(jié)合統(tǒng)一。據(jù)王美馨介紹,“夜景設(shè)計(jì)理念把握了橋梁本身‘莫比烏斯環(huán)’的設(shè)計(jì)靈感,橋側(cè)和與裝飾架用冷暖色調(diào)的動(dòng)態(tài)燈光洗亮,主、副橋光彩形成貫通,光色冷暖變化,夜景構(gòu)成了一個(gè)醒目的無(wú)窮大符號(hào),無(wú)限循環(huán),充分詮釋了橋梁的設(shè)計(jì)理念。”

  成都日?qǐng)?bào)·錦觀新聞 記者 王李科 文/圖 編輯 王戩 校對(duì) 田莉



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