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新作速览|云锦织机:秦淮新河梅西路大桥入围方案 / 介景建筑

新作速览|云锦织机:秦淮新河梅西路大桥入围方案 / 介景建筑

公众号新闻





效果图(局部)  ©介景建筑

2022年10月,南京“梅西路跨秦淮新河大桥方案设计及周边建筑规划研究”的招标竞赛正式启动。本项目是续秦淮新河入江口步行桥(Christian Kerez中标)之后,南京雨花举办的第二次重要的桥梁竞赛。

由ATAH介景建筑牵头的设计团所提交的方案,入选为最终的四个优选方案之一。iStructure结构事务所参与了此桥梁竞赛的结构方案设计与计算分析。本文尝试结构方案的推演过程,简要介绍桥梁结构设计的一些细节考量。在此与大家分享,抛砖引玉、欢迎指正。

效果图  ©介景建筑

项目选址于南京市雨花台区中部,是打通“两桥”地区南北的重要廊道;同时也是秦淮新河百里风光带的重要节点。因此,桥梁在通行、景观、文化三个方面都有重要意义。

考虑到秦淮新河通航的要求,河道中间不可以设置桥墩。对于主跨130米、宽24米的四车道市政桥,我们判断拱桥比梁桥、桁架桥、斜拉/单塔斜拉桥、悬索桥,在外观轻盈、经济性、适用性方面更具优势;主拱高起的中承式或上承式拱桥,更适合打造为被远看的景观。


初步选定了合理的拱结构形式,以便建筑设计方案可以在功能、景观、文化方面做更多的尝试。想象一座新桥以长虹卧波之势,联系秦淮新河两岸的车水马龙,将沿河风光带散步的行人引至桥上,便实现了最基本的功能。

设计草图  ©介景建筑

但是如何在桥梁上呈现南京特有的文化?是方案设计过程中遇到的一个瓶颈。


最终方案以”云锦织机“为形态意向,架于拱桥之上的一根根吊索仿佛一簇簇纺线,从“六朝古都”金陵跨越到现代的南京。与常规拱桥平行布置的吊索不同,设计上特意将中间的一列吊索异化,三列吊索交错交织,更加契合云锦织机的意向。

模型图  ©介景建筑
效果图  ©介景建筑

此外,为了提升夜景而引入了智能控制的灯光系统,将桥梁、装饰与水面景观元素的结合,并在主拱两翼增加清透的光媒序列。

效果图-顶部光媒序列构造  ©介景建筑

效果图-人行桥夜景光影  ©介景建筑

效果图-夜景远景  ©介景建筑

至此,桥梁方案的主要构成元素齐备,包括交叉主拱、桥面箱梁、人行桥坦拱、3组交错方向的吊索、拱顶T形连接件、光媒飞翼序列。

效果图-长虹卧波,水岸灵动  ©介景建筑

桥梁主体采用钢结构,结构体系为中承式、组合系杆拱桥,跨径布置为 40m+130m+40m 的连续体系。其中,主跨130米,矢高比约1:5。

结构整体分析模型  ©iStructure


分析图-桥梁传力逻辑  ©iStructure

因为受到两岸条件限制,主拱两侧的副拱/斜腿非常短促,没能构成更加有利的“飞燕式”,不能完全平衡主跨拱桥的推力。主跨的推力主要由抗推基础承担。

此外,主拱两侧的斜腿分别撑在箱梁横向的两边,通过一拉一压形成抗扭力矩,进一步加强了桥面箱梁的抵抗侧翻的能力。


主拱一分为二,分叉点位于桥面标高,使得主拱能够借助桥面梁的平面刚度整体协调,提高水平抗侧稳定性。同时,也减小拱肋对桥面有效宽度的占用。两个分拱通过顶部序列排布的T形件连接。形成横桥方向稳定的抗侧力体系。

效果图  ©介景建筑

由主拱吊挂三幅索面,提升桥面主梁的同时,创造了富有变化的视觉体验。中间一幅吊索拉起横梁的跨中,将横梁跨度减半,有效地改善了次级结构受力。

分析图-模型放大  ©介景建筑

在主梁断面设计上,拱肋采用梯形断面轮廓,塑造棱角分明的光影效果。桥面梁采用分离式双箱六室钢箱梁,提供强劲的抗扭刚度,并具有轻薄、简洁的轮廓外观。

另外,吊索与箱梁的连接处设计为反肋形式,起到提高吊杆锚点、防止行车撞击吊杆造成损伤的作用。同时,将结构有效高度巧妙藏于护栏高度之内,削弱视觉体量。

分析图-桥梁组件说明  ©iStructure

人行桥独立布置在桥体两侧,为矢高较小的拱形。平坦的人行桥结构与主桥箱梁之间有4处连接支撑,实现在稀疏支撑下的跨越能力。人行桥为预制槽形钢箱梁,也设计为简洁的折面轮廓造型。

效果图  ©介景建筑

为了验证结构方案设想,我们建立了全桥整体模型和精细化节点模型,并进行了全面的分析,包括荷载取值、主拱肋交叉点等关键节点分析、斜交分叉拱最关键的横向稳定性问题,以及抗风抗震分析、重力荷载变形分析、承载力分析、温度梯度、基础沉降敏感性分析等。

基本组合下结构轴力包络图  ©iStructure


局部有限元模型  ©iStructure


主拱分叉点、人行桥与箱梁节点有限元分析  ©iStructure

线性屈曲稳定性分析  ©iStructure


计算结果显示,桥梁结构方案的位移、振动、强度均满足设计要求。综而言之,这是一座坚固、合理的桥梁,它的结构设计平衡了创新和安全,具备充分的可实施性。

效果图-远眺  ©介景建筑

这是一次酣畅的设计方案竞赛,过程中建筑师、结构工程师、市政工程师持续的头脑风暴、讨论以至争论,最终使得桥梁方案逐渐成型、细节具体。结构工程师对桥梁设计有一种固有的热情,我们将这种热情投入到方案设计之中。但是不得不承认,桥梁结构创新相比于建筑结构创新的难度更大。本次方案努力在结构合理性、可施实性和建筑表现之间寻找一个平衡点,在结构体系和细部设计上尝试一些变化。

视频  ©Ruler Studio 介景建筑


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项目信息


项目名称:梅西路跨秦淮新河大桥方案设计及周边建筑规划研究
项目地点:江苏省南京市
桥梁规模:跨度40+130+40米

业主单位: 南京雨花新城发展有限公司

建筑事务所:ATAH介景建筑

结构顾问:iStructure结构事务所

市政顾问:上海市政工程设计研究总院

灯光顾问:昇霖照明设计事务所

动画编导:Ruler Studio



发文/专栏/审核|Houxuan

审核编辑 | Miranda

版权©建道筑格ArchiDogs,转载请联系[email protected]


     
     
     
     
     
     





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