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解密成都五岔子大桥设计背后的故事:4万块钢板

时间:2020-08-08 14:54

  最近,在成都新近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,吸引了广大市民的目光。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中的种种谜团,解密大桥设计背后的故事。

  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。这座看似寻常桥梁的建成,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个月的艰苦奋斗后,蓝图终于在该桥梁建设者们的手中变成通途。

  “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。”西南交通大学土木工程设计有限公司一院院长郑爱华深有感触地向记者介绍道,“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。而我方则最终成为该桥设计工作的第一执行单位。”

  “五岔子大桥是空间多曲度的异形钢结构桥梁,桥梁自始至终其宽度、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,就使得这座大桥的结构设计面临着巨大的挑战。

  “设计时用去10倍于常规人行桥的图纸量、施工时用上4万多块形状尺寸均不相同的钢板……”郑爱华告诉记者,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,尽可能地描述每一个细节,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有朝气的团队。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。

  “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,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,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。”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,“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将成为咱们蓉城新的地标之一。”

  “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个成年人每平方米来考虑的。”李科向记者介绍道,“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。

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  7月12日,记者采访该桥设计方——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中的种种谜团,解密大桥设计背后的故事。“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。