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长江上首座步行桥“南京眼”设计理念揭秘  

2014-08-04 09:01:03|  分类: 桥梁工程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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摘要:“南京眼”位于青奥轴线中轴跨越南京夹江,起点位于河西青年文化体育公园内,终点在江心洲青年森林公园内,作为两岸旅游观光的纽带,以旅游电瓶车和行人为主,它不考虑机动车的通行要求。

长江上首座步行桥“南京眼”设计理念揭秘 - 路桥建设 - 天津市市政工程研究院

长江上首座步行桥“南京眼”设计理念揭秘

      “羽翼般斜拉的钢索振翅向上就像竖琴的琴弦,行人穿行其间犹如琴弦上跳跃的音符。”这是“南京眼”青奥公园步行桥总设计师来自江苏省交通规划设计院的韩大章在设计时的一番描述。
      被市民亲切称为“南京眼”的这座新桥已然成为南京的新地标,这座长江上首座步行桥虽未正式开放,但每天的人流量已经过万。

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长江上首座步行桥“南京眼”设计理念揭秘

      双环下面巨大桥墩基座藏在水下
  全长827.5米的“南京眼”是一座主跨270米的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,然而市民发现这座跨江而建的步行桥和别的桥不一样,根本找不到桥墩基座,整座桥就像一条白玉腰带般地系在夹江之上,连接着河西新城和江心洲,难道这座桥真的没有桥墩基座吗?
  “这么大跨度的桥梁肯定得有桥墩基座,不过确实被我们藏起来了。”韩大章说,“南京眼”被定位为青奥轴线的标志性建筑,其桥梁本身的设计理念就是要突出轻盈美观。因此隐藏基座后的步行桥看起来更加飘逸动感十足,这也与青奥的运动追求相互呼应。
  基座在双环下方的江面下

  在施工建设图中,记者看到,落入江面内的每个环实际上落在水下650平米的基座上,基座与近百个直径1.7米的钢管桩相连,整个桥的重量靠这些钢管桩支撑,这些大家伙直插50多米深的江底。
  而为了隐藏好这两个基座,设计者们专门还研究了长江的水位。由于长江洪水位和枯水位水位差达10米左右,因此在设置椭圆形造型最低点的时候,他们有意将双环的下部埋置到了长江的最低水位以下,以确保各个水位下大桥的基座始终让人看不见。

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“南京眼”施工期间

  “金属双环落水”水下的部分实为混凝土结构
  “南京眼”青奥公园步行桥的显著标志就是从空中延伸至江底的“双环”设计,它也成为了市民争相留影不可错过的景致,不过在与之亲密接触后,有细心市民发现,桥体上的“双环”好像是金属结构,那么如果长期泡在水下,漂亮的“双环”会不会生锈呢?
  “这一点我们也考虑到了,这个整体的圆环实际质地并不一样。”韩大章介绍说,整个双环的四分之三结构是钢材质,而与江面接触的部分采用的则是混凝土材质,这样做的目的就是防止双环生锈。
  “看似简单的拼接,却并不容易实现。”韩大章告诉记者,在定下钢结构与混凝土拼接的方案后,摆在他们面前的难题就是,如何让这两种完全不同的材质实现浑然一体的完美结合。韩大章说,首先考虑到耐久性,防止钢材锈蚀,拼接位置定在江面最高洪水位以上。同时,还要考虑到钢混连接的牢固性,钢环部分与混凝土环之间通过焊钉、开孔板、承压板及预应力筋实现无缝对接,最后统一涂漆,肉眼看不出双环有拼接痕迹,达到了浑然一体的效果。
  12个阻尼器防共振 不会像伦敦千禧桥那样晃
  在2000年6月10日为了迎接千禧年,英国伦敦正式落成启用千禧桥。同样是一座观光步行桥,开放当日,千禧桥由于难以负载过多的观光人潮导致桥面剧烈晃动,开通仅两天后就被迫封桥整修了近两年。而在装了90个避震器之后,于2002年2月21日重新开桥。后来伦敦人称呼这桥是“Wobbly Bridge”,意思是摇摆的桥。
  步行桥会不会摇摆呢?“南京的青奥桥不会摇摆,大家走上去能达到舒适级别。”韩大章说,相比于供汽车通行的公路桥而言,步行桥更容易出现“人致振动”导致桥面摇晃的感觉,其诱因是在人数众多的情况下,如果桥上人群在同一时间共同踱步,向桥面集中施力,那么这力量瞬间压上桥面,桥面就可能会出现“竖向振动”或“横摆振动”,严重的共振还会引发桥梁坍塌。而通行汽车的公路桥则受力相对不规律,因此不容易出现这种现象。

  如何解决步行桥容易出现的摇晃问题?韩大章解释说,根据测算,他们在“南京眼”的中跨区域安装了12个阻尼器,这些设备就像平衡器一样,缓冲桥体受到的瞬间压力。如果桥面受到向下的压力,阻尼器就会自动往上使劲,如果受到来自侧方向的力量,阻尼器又会向相反方向施力,这样一来桥体始终就处于平衡稳定的状态,因此人走在步行桥上几乎不会感到桥体在晃动。

  韩大章说,如果参照德国人行桥的设计指南EN03(2007)所提供的舒适度等级标准,“南京眼”在设置了阻尼器之后,可提达到该标准的“最好”等级。

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长江上首座步行桥“南京眼”设计理念揭秘

  一组很牛的数字
  五环可抗12级大风
  青奥步行桥中央还有个引人注目的大型奥运五环标志,长约13米,高7米,宽0.8米。看起来好像摆在桥上的这个大家伙,实际上其内部钢板与桥梁紧紧咬合,重量达七吨,可抗12级大风。
  桥上最多能站4万人
  根据测算,青奥步行桥桥面每平米的荷载重量是0.35吨,如果按照每个成年人120斤的重量来计算,每平米可以站5个人。按照8000平米的桥面推出,步行桥可以承受近40000人的重量。
  “琴弦”承重超7000吨
  除了步行桥的桥墩本身受力之外,被称为琴弦的斜拉索也堪称十足的“大力水手”。记者计算了一下,整个步行桥共有斜拉索36根,这些斜拉索拽起了整个重达4800余吨的桥面,而如果加上行人,这个“大力水手”的臂力已超过7000吨。
  超赞细节
  1、让你惬意观景桥面设计成了变宽造型
  据悉,这座桥的桥面采用了变宽构造,在最佳观景和留影处,桥面自然变宽,在这里可以惬意地停下脚步拍照留念,不必担心会影响到其他人的通行。在节日时还可给文化艺术活动留下较大空间。
  2、照顾特殊人群桥栏杆有高低双层扶手
  和其他的桥体栏杆不同,步行桥两边的栏杆有两层扶手。第一层高一点的扶手供普通成年人扶靠,而第二层稍微矮一点的扶手则是供儿童或是乘坐轮椅的残障人士扶靠。
  3、照明灯嵌入护栏扶手与桥浑然一体
  整个步行桥上没有设置高高的路灯,取而代之的是被嵌入到了栏杆扶手中的照明灯。这些LED节能小灯让照明系统与桥体浑然一体,还能起到指引作用。
总设计师说

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    能让老百姓点赞感觉很幸福
  能够设计成一座让百姓喜欢的桥梁,韩大章觉得很幸福。他也坦言,自己差点与这座南京的地标建筑擦肩而过,因为当初建设方选择的是英国的一家知名设计公司,但是对方拿出的方案是要打造一座异形索网桥加一个高大标志物,和现状的桥梁比起来,虽然对方的设计也很漂亮,但是由于施工及制造工艺复杂,施工周期上达不到工期目标,因此方案只能放弃,这也让他和省交通规划设计院的设计团队有机会接手这座长江上首座步行桥的设计。
  体量不大的步行桥引来如此高的关注度,让韩大章感到有些意外。这位参加过润扬大桥、泰州大桥等特大型桥梁设计的专家表示,能做一座让百姓点赞的桥梁是每个设计师的梦想。
  在他眼中,青奥步行桥就像一条白玉腰带系在夹江之上,连接河西新城和江心洲,拉大城市框架;从近处看,斜拉桥的刚度与拱塔的飘逸有机结合,羽翼般斜拉的钢索振翅向上,像竖琴的琴弦,行人穿行其间犹如琴弦上跳跃的音符。两塔相对,犹如两位好友互相比出鼓励的大拇指,一个称耀新城建设生机勃勃,一个夸许青少年的活力和朝气。


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