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项目概况
2015年西宁环境综合治理利用世界银行贷款项目正式启动,该项目是集景观改造、污水收集、生态防护、脱贫攻坚、人与自然协调可持续发展为一体的环境综合治理民生工程。作为项目重要的配套工程之一,滨河西路桥的建设对于完善区域路网、串联慢行绿道,打造城市标志性景观,展现现代城市风貌具有重要意义。
方案设计采用“群山、飞鸟”为意象,以雄伟壮丽的昆仑山脉为背景,通过鲜活的造型之美,营造具有活力、时尚、大气文化气息的结构形态。方案高低起伏、跃跃欲飞的艺术动感造型,彰显出西宁大气、活泼的城市气质。建成后是北川河片区跨径最大、投资规模最大的城市景观桥梁,桥梁总建筑面积约五千平米,建设总投资约1.2亿。
桥梁方案创作手绘图
桥梁方案效果图
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总体方案
桥梁采用两跨空间钢拱桥,分别斜跨北川河内河和外河,中墩落于河道堤坝。跨径布置为(95+110)=205m,桥面含索区总宽21m,双向两车道,两侧人行道宽3.5m。桥梁范围平面位于R=220m的小半径圆曲线上,路线与内外河及人工堤坝斜交75~80°。
基于复杂的道路线形与地形条件,设计采用非对称、不等跨的空间下承式拱桥方案与之相协调。桥梁在远景上突出高低起伏的山形轮廓,在近景上勾勒跃跃欲飞的湿地飞鸟形态,其形态与桥梁所处城市的山水环境空间格局完美契合。
桥梁建成远景
桥梁建成近景
桥梁在中墩拱脚处设置下沉式观景阶梯,将桥上慢行系统与河堤堤顶既有游步道相连,为城市提供安全、舒适、高品质的共享公共空间。借助城市生活情境的植入,设计建立了桥与人的密切关联,拓展丰富了桥梁功能,营造出舒适、立体、多层次的景观感知体验。
下沉式观景阶梯
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建筑塑形设计
桥梁位于复杂的平曲线上,拱轴线为空间曲线,因而拱肋断面的高度、宽度及角度均处于不断变化之中。另外拱肋在横向和纵向上还存在多处分肢结构,因此结构的外形异常复杂。如何合理确定结构外形是摆在设计面前的首要难题。
针对桥梁“空间、多肢、弯斜”的结构特点,利用BIM及虚拟现实技术,通过对拱结构模型的不断迭代实现拱肋的塑形优化。合理调整和控制拱肋截面的形式与尺度,使拱肋形态在平面、立面以及行车视角上均满足视觉上的美观要求。
塑形优化流程
行车视角模拟对拱肋角度的优化
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结构设计与施工
桥梁结构为两跨有推力无铰连拱体系,钢主梁与钢拱通过放射状的吊杆相连。设计采用大矢跨比、充分利用钢主梁自身承载力等设计措施以减少拱脚水平推力,相邻两跨的水平力在中墩拱脚处大部分相互平衡。
结合建筑外形和结构受力需求,钢拱肋多处设置纵向、横向分肢结构。采用有限元计算软件对分肢节点的局部构造进行分析优化,保证了板件的均匀传力。通过设置钢连杆加强分肢之间的联系,同时增强了结构外形的韵律感。
拱肋纵横向分肢结构
结合场地条件,桥梁采用先梁后拱的施工方案。跨景观内河主梁采用少支架拼装施工,跨排洪外河梁体采用整体顶推施工。拱顶大节段安装则利用主梁桥面进行整体拼装和提升,减少了高空作业,保证了施工质量。
钢拱肋拱顶大节段整体提升
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参数化、智能化BIM设计应用
通过在BIM模型中将构件尺寸、布置原则等进行参数化,结合Grasshopper参数化编程功能,解决拱肋及吊杆空间定位、碰撞检查、相关板件单元自适应批量建立、数据导出等设计需求,并通过智能化手段自动生成二维设计图纸,大大提高了设计和出图效率。
由BIM模型生成的部分图纸
空间拉索BIM模型应用
本项目荣获2021年第八届江苏省勘察设计行业信息模型(BIM)应用大赛一等奖,相关成果在后续类似设计项目里得到了进一步的推广和应用。
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结语
西宁滨河西路桥于2019年11月开工建设,于2021年5月交工。项目建成后成为西宁北川片区的焦点景观桥梁,产生了良好的社会效益。2021年9月作为组成项目之一通过世行项目完工检查评估,并于2022年获评世行贷款项目最高评级——“高度满意”项目。本项目荣获2022年度江苏省城乡建设系统优秀勘察设计一等奖;2022年度江苏省第二十届优秀工程设计评选一等奖。
桥梁建成夜景
项目名称:
青海西宁环境综合治理利用世行贷款项目城市排水收集管网工程配套滨河西路桥梁工程
项目地点:西宁市北川河湿地公园片区
设计时间:2019年6月
建成时间:2021年5月
建设单位:西宁市湟水投资管理有限公司
设计单位:东南大学建筑设计研究院有限公司
施工单位:中海外交通建设有限公司
方案主创:曹菲
项目负责:曹菲、李甲丁
设计团队:
方案设计:濮岳川、杨倩
桥梁专业:李升玉、李秉南、李甲丁、于智光、丁如珍、景国庆、兰峰、张海平、季杰
道路专业:陈素华、王冲、王新辉、李浩、王新辉、王雨
交通专业:范婧婧、唐佳、付杰、陈帅、周桂祥、叶飞
经济专业:马濉溪、周焕云
摄影版权:东南大学建筑设计研究院有限公司、西宁市湟水投资管理有限公司
资料来源、版权所有:东南大学建筑设计研究院有限公司