建筑技术开发 建筑结构 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ＳｔＩ ｕｃｔｌｌｒｅ 第４４卷第１７５１ ２Ｏｌ７年９月 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 深圳前海合作区２号景观桥设计 冉嵬，陈家勇，孟杰 ４０１１２１） （林同棱国际工程咨询（中国）有限公司，重庆［摘要］深圳前海合作区２号景观桥设计采用梁拱组合体系，造型美观，但结构复杂，在设计时采用了参数化设计手段， 使设计师对设计过程的控制更为高效精确，提高了设计质量和设计效率。 ［关键词］景观桥；参数化设计；建模 ［中图分类号］Ｕ４４２．５ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１００１—５２３Ｘ（２０１７）１７￣）００５ ０２ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｑｉａｎｈａｉ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｚｏｎｅ Ｎｏ．２ Ｌａｎｄｓｃａｐｅ Ｂｒｉｄｇｅ Ｒａｎ Ｗｅｉ，Ｃｈｅｎ Ｊｉａ—ｙｏｎｇ，Ｍｅｎｇ Ｊｉｅ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｑｉａｎｈａｉ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｚｏｎｅ Ｎｏ．２ Ｌａｎｄｓｃａｐｅ Ｂｒｉｄｇｅ，ｕｓｉｎｇ ｂｅａｍ ａｒｃｈ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈａｔ ｓｈｏｗｓ ｇｏｏｄ ｌａｎｄｓｃａｐｅ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｘ，ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｒｍｅ￣ｏｄ，ｗｈｉｃｈ ｍａｄｅ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｅｒｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｄｅｓｉｎ ｇｐｒｏｃｅｓｓ ｍｏｒｅ ｅｆｉｃｉｆｅｎｔｌｙ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ，ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ． ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｂｒｉｄｇｅ；ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｄｅｓｉｎ；ｍｏｄｅｌｇｉｎｇ １工程概况 前海深港现代服务业合作区位于深圳西部蛇口半岛西侧， 珠江口东岸，地处珠三角区域经济发展主轴和沿海功能拓展 带的十字交汇处，毗邻香港、澳门，占地面积１４．９２ｋｍ ，定 位为设施完备、国际一流的现代服务业合作区，将聚集一批 具有世界影响力的现代服务业企业，成为亚太地区重要的生 产性服务业中心。 前海合作区规划道路网中临海大道、听海大道、梦海大 道和怡海大道４条主（次）干道分别横跨３条水廊道，为完善 前海合作区的交通路网，一共规划有ｌ１座景观桥【１】。前海规 划桥梁的建设一方面可完善城市的交通路网，另一方面可打 造成前海合作区一道亮丽的人文景观，成为集实用性、生态性、 美观性、艺术性于一体的城市标志性绿色空间。２号景观桥位 于听海大道上，跨越铲湾水廊道。 ２桥梁设计 ２．１总体设计 图１ ２号景观桥效果图 ２．２．１下部结构 下部结构包括桥台、桥台桩基、肋板式挡墙、拱肋基座、 拱座桩基、混凝土段拱肋基础、扩大基础各部分，如图２所示。 体量虽然不大，但结构复杂，且规划的轨道交通５号线平面位 置与基础重叠，需为其预留空间，对于设计和施工的难度都 很高。桩基础直径１．５ｍ，桩长４８～５６ｍ，均采用嵌岩桩设计。 作为景观桥便不能只关注桥梁本身的景观造型，而需结 合桥梁与周边环境的相互关系来综合考虑。２号景观桥位于整 个合作区南部，城市规划以综合服务功能为主，周边高楼林立， 因此桥型造型旨在强调其水平方向的延伸，弱化竖向的视觉， 形态单纯、简洁，尽可能采用不引人注目的桥体形态，将其 淹没在郁郁葱葱的绿化植被中，保持原有的自然风光。 综合以上分析，再考虑到铲湾水廊道河道净宽约为４０ｍ， 出于经济性考虑不适宜采用斜拉桥和悬索桥，因此拱桥或梁 拱组合体系是最为适宜的桥型，效果图如图ｌ所示。选择象征 山水的飘带拱作为主体造型，同时进一步综合考虑到人的因 素，将桥、河道通过４个观景平台衔接起来，打造了标识性 强，环境适宜，人文关怀的桥梁方案；景观设计的细节处理上， 考虑车行、河岸透视等视角，拱的形态上做曲面扭转，同时 赋予建筑肌理凸显结构的飘逸与精致，观景平台阶梯同人行 道衔接处做曲面平滑处理，保证了人行及观景的舒适性，网 状细拉索也在形式上充分了利用了建筑肌理和随机美学，整 桥在结构和景观上刚柔并济、一气呵成，配合夜景照明打造， 具备成为前海新区标志性景观桥梁的特征。 图２下部结构局部示意 ２．２．２主梁 主梁采用钢箱梁，采用Ｑ３４５ｑＣ口 钢材，梁宽４５．５ｍ，设 置４个箱室，跨中梁高２．５ ｍ，根部梁高３．５ ｍ，按二次抛物线过渡， 人行道及非机动车范围内采用钢悬臂隔板构造。 顶板采用正交异性钢桥面板，由桥面板纵肋、横隔板及 桥面板组成，厚度均为１６ｔｏｎｉ。顶板设置ｕ肋及板肋，ｕ肋 厚８ｌｎｎｌ，高３００ｒａｍ，标准间距６００ｒａｍ；板肋厚１６ｍｍ，高 ２．２结构设计 ２００ｍｍ，标准间距４５０ｍｍ。底板在箱室部分厚度为２０ｍｍ， ａｍ处开始由２０ｍｍ变厚为２６ｍｍ。 ２号景观桥采用梁拱组合体系，主跨７０ｍ，桥宽４５．５ｍ， 在横向靠近边腹板位置６９０ｒ底板设置板肋，板肋宽度１６ｍｍ，高度２００ｒａｍ，标准间距 主梁为单跨变高度简支钢箱梁，主拱为变高度钢箱拱。 ６００ｍｍ。腹板厚度均为１６ｍｍ，高度由２．５ｍ变高至３．５ｍ。腹 板设置板肋，纵向板肋间距为６００ｍｍ，每隔１．５ｍ设置一道竖 收稿日期：２０ｌ７＿０５—ｏ４ ０ｍ，标准板厚１４ｍｍ，支承处 作者简介：冉嵬（１９８Ｏ一），男，重庆人，高级工程师，主要研究方 向板肋。横隔板布置间距为３．根据受力需要板厚设为３６ｍｍ。 向为桥梁设计。 ・５‘ 第４４卷第１７期 ２０１７年９月 ２．２－３主拱 建筑结构 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 建筑技术开发 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 主拱采用矩形截面拱，分为钢拱段和钢混结合段。钢拱 段采用Ｑ３４５ｑＣ钢材，顶宽３．０ ｍ，底宽３．０ｍ，高１．ｏ￣２．４ｍ。 矢高ｌ３．３ ｍ，跨度７０ｍ，矢跨比为１／５．２６，拱肋往道路中心线 侧倾斜。根据各段受力情况分别采用２０ｍｍ，３２ｍｍ，５０ｍｍ厚 钢板。钢混结合段内设置了偏心的预应力荷载以平衡横向弯 矩作用，将拱肋内力传递到拱座中，预应力钢束采用高强度 低松弛（ＩＩ级松弛）七股型钢绞线，锚管采用无缝钢管【３】。钢 混结合段顶板厚５０ｍｍ，高２４００ｍｍ，宽３０００ｍｍ。 ２．２．４吊索及锚固结构 吊索直接承受来自主梁的永久荷载及公路、人群等可变 荷载，是拱桥传力链中的重要一环。本桥共设置１５对吊索， 采用ＰＥＳ５．３７型平行钢丝【４】。吊索下锚点与钢箱粱采用钢锚箱 连接，下端采用可张拉式冷铸锚头，纵向锚点间距为３ｍ。钢 锚箱放置于钢箱梁横隔板位置，锚固于主梁的纵向锚固隔板 上。吊索上锚点与拱段采用耳板连接，上端采用叉耳式锚固， 图４参数化建模（计算机截图） 为满足传力要求，拱肋内部设置一段锚固纵向隔板，将吊索 内力传递到横隔板中，进而传至拱肋腹板。 ３．２辅助结构力学建模 ３参数化设计 景观桥梁的力学建模往往存在难以定位的问题，即难以 ２号桥规模虽然不大，但结构造型比较复杂，尤其是两条 飘带拱采用空间曲线，从根部到跨中为变截面，拱高不断变化， 确定关键点的坐标，参数化模型善于处理和导出数据结构， 拱肋的定位、建模及设计均存在着一定的困难。为提高设计 将几何模型中的数据自动交互至Ｅｘｃｅｌ中，在设计优化过程中，效率，减少设计人员重复性绘图的工作量及由于构造优化引 数据可实时进行更新，大幅减少了数据处理及力学模型建立 起的返工，基于Ｒｈｉｎｏ三维制图平台，通过Ｇｒａｓｓｈｏｐｐｅｒ（下 的时间。截面尺寸及关键参数等。在设计初期，由于许多参数难以一 次性确定，设计时可在参数化模型中灵活地增加待定参数，进 行设计优化时仅需通过调整参数，即可实时地更新几何模型， 有效地减少几何建模过程中由于截面尺寸、长度、定位点等 待定参数的调整而增加的附加工作，模型结果最后可由模型 交互板块一键式导入Ｒｈｉｎｏ模型当中（图４）。 ３几何结构的碰撞检查 文简称ＧＨ）对该桥进行三维一体参数化设计【５】 设计流程如 ３．由于桥梁异形结构自身的复杂性，往往会出现由于设计 图３所示。 考虑的不到位而出现的净、空等难以满足或结构自身存在着 成果输出 ＼ 碰撞的问题，将会导致初始设计全部作废，ＧＨ可根据参数化 几何模型自动进行碰撞检查，在设计过程当中排除问题，以 免由于结构碰撞引起返工。 一一…一一一一…一一一…一 … …、， 、 ３．４辅助出图 参数化建模系统尺寸标注采用交互式标注法，即自动生 成，其工作思路为根据参数化三维几何模型，自动提取截面 信息和板件的展开图，借助参数化手段对其进行尺寸的标注， 后期可以顺利将构造图及其标注交互至ＣＡＤ中。当在设计过 程中需对结构进行调整或优化时，只需通过调整预先定义好 的模型参数，三维模型和二维图纸都将自动随之更新，减少 了繁琐的重复性工作时间，提高了效率。 ４结束语 前海合作区２号景观桥为飘带拱造型，采用常规设计方法 在建模及制图方面均有较大难度，而参数化设计可减小上述难 题。参数化设计条理清晰，功能强大，便于修改，在方案优化性、 设计精确性、工作协调性、造型创新性等方面具有显著的优势， 在桥梁设计尤其是造型独特的景观桥设计领域具有广阔的应 用前景。 参考文献 【１】曹菲．城市景观桥梁创新设计研究【Ｄ］．南京：东南大学，２０１５． 【２】ＧＢ／Ｔ ７１４－－２００８，桥梁用钢结构［ｓ】． 【３】ＧＢ／Ｔ ８１６２－－２００８，结构用无缝钢管【Ｓ】． ［４】ＧＢ／Ｔ １７１０１－－２００８，桥梁缆索用热镀锌钢丝【ｓ】． 【５】于智光．参数化设计在景观桥梁工程中的应用研究【Ｄ］．南京：东南 大学，２０１６． ～…… …一一 Ｌ调整参数 图３参数化设计流程图 ・［６吴学毅，刘君收，尹恒．基于参数化设计的三维桥梁模型构建［６］Ｊ】． 图学学报，２０１３（３）：７６－８２． ［７］韩厚正．ＢＩＭ应用于桥梁设计的研究和趋势【Ｊ】．特种结构，２０１６（４）： １ ｌ７一ｌ２Ｏ． ［８】中国土木工程学会桥梁及结构工程分会．第二十届全国桥梁学术会 ３．１参数化几何模型建立 议论文集【Ｃ】．北京：人民交通出版社，２０１２． 参数化几何建模 主要包括原始数据板块、数据处理及 ［９］方海龙，曾亚武．基于Ｒｅｖｉｔ的ＢＩＭ技术在地下结构设计中的应用 模型导出３个板块，原始数据主要包括各组成构件的定位线、 研究【Ｊ】．建筑技术，２０１６，４７（４）：３５３—３５６． ６・
