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中國第一座【懸?guī)颉?/h2>

時間:2020-05-06 01:24:05 瀏覽數(shù)：

該綠道由國際知名景觀設(shè)計公司SWA上海公司設(shè)計，它既是穿梭在城市中的一條綠色、健康的慢行交通系統(tǒng)，也是創(chuàng)新與可持續(xù)性相結(jié)合的一個案例。景觀設(shè)計師在綠道上設(shè)計了三座節(jié)點橋梁（懸橋、浮橋、探橋）。所實施的三座橋梁之一的懸橋，是sbp上海公司提出懸橋方案中的一個備選方案。由于它完美地匹配了橋梁的場地位置，與周圍的山林環(huán)境融為一體，成為了最終的實施方案。

1、整體構(gòu)成

懸橋的一端連接光明綠道的主步道，跨越30米深的山谷后連接另一端的二級步道。總長約100m的懸橋連接著主步道和綠意盈然的山頭。設(shè)計團(tuán)隊整體的設(shè)計意圖是建造一座對整體自然環(huán)境影響最小、與大自然和諧共融的景觀步行橋。

 

橋梁采用兩跨體系，主跨跨度65m，邊跨跨度25m。兩跨之間靠近主步道的一側(cè)設(shè)置斜柱。斜柱的設(shè)置目的是：一方面有效地減小了整體橋梁的跨度；另一方面有助于更好地控制橋面的最大縱坡。同時還可以構(gòu)造出一個類似觀景臺的高點，站在此處可以將秀麗的山谷風(fēng)景盡收眼底。

兩條懸?guī)菓覙虻淖钪饕Y(jié)構(gòu)受力構(gòu)件，這里我們采用了Q690高強度鋼材以減小構(gòu)件尺寸。鋼板帶將各種荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力，以縱橋向軸向拉力的方式傳遞至兩側(cè)的橋臺。鋼板帶與斜柱之間設(shè)有一個特殊的抗剪連接點，以傳遞荷載。鋼板帶之上為厚度為120mm的預(yù)制混凝土板作為行人行走的橋面。欄桿采用通透的不銹鋼索網(wǎng)制成，與預(yù)制混凝土板中的預(yù)埋件相連接。

 

橋梁立面

2、結(jié)構(gòu)體系

橋梁體系中的兩條懸?guī)⑤S向拉力傳導(dǎo)至兩側(cè)橋臺。由于斜柱受壓，所以主跨中懸?guī)У睦偸切∮谶吙缰袘規(guī)У睦Α蓚?cè)橋臺設(shè)置在樁基礎(chǔ)承臺上并加設(shè)抗拔錨桿，樁基和錨桿將鋼板帶的拉力傳導(dǎo)至地基持力層。隱藏在地下的聯(lián)系梁可以抵消掉斜柱中所產(chǎn)生的水平推力，所以斜柱的柱腳處只將豎向力傳遞到基礎(chǔ)。

懸?guī)е欣Φ拇笮⊥耆Q于選取的懸?guī)Щ【€下垂的矢高，矢高越大則拉力越小。同時，橋面的最大縱坡也由此矢高來決定。所以設(shè)計師需要對橋形垂線的幾何形式進(jìn)行仔細(xì)研究，從而找到受力與行走舒適性之間的最佳平衡。

除了主拉力之外，懸?guī)е行枰惺芤欢ǖ膹澗?。懸?guī)е械膹澗卮笮∪Q于懸?guī)У那拾霃郊捌錂M截面的厚度。轉(zhuǎn)折半徑越小則彎矩越大，厚度越厚則彎矩越大。在主跨和邊跨中部，曲率半徑幾乎是無限大的，所以所產(chǎn)生的彎矩是可以忽略的。然而在懸?guī)Щ【€反彎點處（兩側(cè)橋臺處和斜柱高點處）的曲率半徑則需要進(jìn)行仔細(xì)研究，通過精細(xì)的設(shè)計使懸板帶中所產(chǎn)生的應(yīng)力水平和整體幾何形狀都處于一個平衡的水平。

項目開始的初期，主要是基于經(jīng)驗公式通過手算的方式確定幾何參數(shù)。在項目深入的設(shè)計過程中，通過建立三維有限元模型，從而可以更好地了解橋梁的結(jié)構(gòu)變形及其動力特性。結(jié)構(gòu)的變形對這樣橋梁的節(jié)點設(shè)計而言具有重要意義，因為由于整體變形所導(dǎo)致的懸?guī)мD(zhuǎn)角會定義轉(zhuǎn)向處支座的結(jié)構(gòu)尺寸。

懸?guī)蚴且环N剛度較弱且容易被動力激活的橋梁體系，這也是此類橋主要被建造在自然景觀之中的原因。因為在自然景觀之中，踏入橋梁的游客已做好了迎接這種不一樣體驗的準(zhǔn)備。懸?guī)虻妮^低自振頻率所產(chǎn)生的動力響應(yīng)，可以通過在懸?guī)显黾痈郊淤|(zhì)量來進(jìn)行控制。

在橋面設(shè)置較重的預(yù)制混凝土板有助于優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性。雖然采取了這個措施后，自振頻率仍舊非常低（甚至更低），加重后的整體質(zhì)量會大于行人的重量，這樣行人就很難通過其自身的行走激發(fā)橋梁劇烈的動力響應(yīng)。

3、風(fēng)洞實驗

浙江大學(xué)風(fēng)洞實驗室對橋梁做了風(fēng)洞實驗，以便更好地了解不同風(fēng)荷載工況下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)。對于自振頻率如此低的橋梁，排除風(fēng)荷載造成風(fēng)動失穩(wěn)風(fēng)險非常關(guān)鍵。風(fēng)洞階段模型實驗的結(jié)果顯示，當(dāng)風(fēng)速低于50.8m/s時橋梁結(jié)構(gòu)不會發(fā)生風(fēng)動失穩(wěn)，這一定程度上也歸功于較薄的橋面。

4、施工

由于綠道場地上進(jìn)出通道非常有限，沒有可能采用合適的重型機械來安裝懸橋。因此，包括懸?guī)г趦?nèi)的橋梁結(jié)構(gòu)是由許多部件及鋼板現(xiàn)場拼接而成，以便于使用小型車輛來運輸。施工現(xiàn)場架設(shè)了臨時支架用于安裝鋼板帶，并使其滿足設(shè)定的弧度，然后通過拆除臨時支架來對鋼板帶預(yù)張拉，然后再安裝預(yù)制混凝土板，最后安裝橋梁附屬設(shè)施，如欄桿、燈具等。

5、懸?guī)Р牧?/span>

橋梁兩條懸?guī)У闹匾圆谎远?，為了使它們保持輕薄、簡潔，選用了Q690D高強度鋼板作為懸?guī)У匿摬?。每道懸?guī)У慕孛娉叽缡?50mm*40mm，板帶被分作小段運送到施工現(xiàn)場，并在現(xiàn)場焊接到一起。這是中國首次在現(xiàn)場較大規(guī)模地焊接Q690D高強度鋼板。

6、總結(jié)

光明小鎮(zhèn)綠道的懸橋是中國第一座使用鋼板帶來受力的懸?guī)颉１M管項目所處運輸條件惡劣，但鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量達(dá)到了較為滿意的水準(zhǔn)。最終所建成的橋梁輕盈地漂浮在山林地貌之上，體現(xiàn)了設(shè)計團(tuán)隊對大自然環(huán)境和資源的高度尊重。

橋梁的品質(zhì)和創(chuàng)新得利于景觀建筑師對于在自然環(huán)境中建設(shè)的良好感知和認(rèn)知；以及經(jīng)過仔細(xì)推敲和研究而最終選定目前橋位和連接方式。此外，也得利于業(yè)主對這樣高科技橋梁建設(shè)的強烈意愿，以及總包單位和當(dāng)?shù)卦O(shè)計顧問等各方的努力。
橋梁相關(guān)信息：
橋?qū)挘?.6米
橋長：102.8米
跨度；25米（邊跨）+ 65米（主跨）
結(jié)構(gòu)形式：懸?guī)?/span>
景觀設(shè)計：SWA Group
橋梁設(shè)計：sbp施萊希工程設(shè)計咨詢有限公司
建設(shè)單位：深圳市光明區(qū)建筑工務(wù)署
EPC項目總承包：中建三局集團(tuán)有限公司以下所有照片版權(quán)
© schlaich bergermann partner / David Sommer

本文轉(zhuǎn)載自：sbp施萊希工程設(shè)計咨詢

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