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[深度分析] 看着比面条还薄的桥,拿下英国桥梁设计大奖

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西子 发表于 2021-9-13 18:00:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
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老婆问我,这是哪个景点的娱乐项目,薄的跟面条似的。
这座桥有多薄?桥长68.5米,跨中厚度仅17厘米。长度÷直径=403。
我去查了一下挂面的国家行业标准,挂面最长240mm,最薄0.6mm,那挂面的长度÷直径=400。
这座桥的视觉效果确实比最薄的面条还要薄。
设计这座桥的Ney事务所的朋友告诉我们,其实他们中标方案的跨中更薄——12厘米。
结构如此轻薄,承载力是否能满足?2000年,英国一座耗资接近2000万英镑的步行桥开通三天就被关闭,就是因为人行舒适度不行。这座桥的人行舒适度能否满足?
我老婆问我,这桥能走人吗?我说咱去那旅游吧,顺便上桥试试。这个兼顾生活与工作的提议被我老婆否决:“你算了吧,骗我感情可以,要我命不行”。
我想去的这座桥,查尔斯王子也去了,这位英国人的老朋友在中国知名度很低,远不如他的前妻戴安娜王妃。王子身体不错,但他上桥不是去寻求刺激,毕竟已经73岁了,还得努力活过女王才能继位。王子去是因为这个桥是建在一处扑朔迷离的重要遗址里面。
公元前2717年,黄帝诞生并最终统一华夏民族。3000多年后的5世纪,中国已经进入南北朝时期,大洋彼岸的英伦三岛属于英国人的"黄帝"亚瑟王才出现,在传说中亚瑟王和圆桌骑士带领本土土著凯尔特人击败了入侵者罗马人。
这座桥的所在的城堡,就是传说中亚瑟王的出生地。
传说当时国王迷上了大臣的老婆,准备动手抢。大臣把老婆藏到一个城堡。国王带兵去攻打城堡,城堡易守难攻打不下来。这时候魔法师梅林给国王施法,把国王变成了大臣的样子,大摇大摆进了城堡,当晚变身的国王和美人就发生了不可描述,孕育了英国人心中的“永恒之王”亚瑟王。
      
我老婆说,英国人是挺浪——漫的。
  
城堡建在一座孤岛上,孤岛和大陆的连接部分十分狭窄。地名廷塔杰尔的字面意思就是“入口很狭窄的要塞”,三个士兵就能守住。然而五百年前连接部分风化崩塌,城堡与大陆隔空相望,去参观要爬很多台阶。
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虽然在中国的知名度很低,但廷塔杰尔城堡在英国本土是排名前五的热门景点。夏季高峰期每天游客多达3000人。为了方便游客,更为了重现当年两岸通道,英国文化遗产机构打算修一座桥。
在如此重要的古迹遗址修一座桥,一不小心就成为永久的耻辱柱被游客唾骂,所以他们发起了设计竞赛,由公众投票选择方案,甩锅嘛你懂得。
总部位于比利时的Ney联合了英国当地的Wma做的投标方案非常精致,堪称景观桥表现典范,投标文件中详细的介绍了设计理念、结构设计、施工方案等。【注:可在原文公众号“现代钢桥”后台回复关键词获取】
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而且建成后的效果跟效果图基本一模一样,这点还是非常重要的,毕竟之前有家国外的设计院在北京拿效果图瞎忽悠被封杀。
那为什么它能够这么轻薄?
谜底就是跨中的那条4cm窄缝。
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跨中的缝把桥变成了两座——两个悬臂结构,悬臂结构端部的弯矩为0。这使得悬臂端的截面可以做到最薄。
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我们以连续梁和2个悬臂梁对比为例:
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虽然跨中的弯矩降低了,但跨中的位移明显加大。
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让群众看起来有点吓人,像是桥梁在中心断掉。
怎么办?
要不跟群众说:为了做薄,所以桥看起来像是要断了、请大家体谅一下。
那英国群众可能彬彬有礼的告诉你,我保证不带脏字,骂不哭你算我输。
动手解决不了的事情,不妨动嘴。
建筑师威廉用他沉稳的伦敦腔这样介绍:我们专门设置了一个缝隙,这个狭小缝隙代表了大陆和岛屿之间、现在与过去、现实与传说之间的过渡。
绝口不提为了结构更轻薄。
同为设计师的拙荆直呼内行。
对亚瑟王骑士精神万分崇拜的访客,显然不能说自己怕高,甚至希望挑战一下并来一张自拍证明自己的勇敢。
                                       
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这下好了,没去的人想去试试,去过的人则对缝印象深刻。缝隙成了一大招牌。
我跟老婆说,男人的破嘴有时候也是生产力。
我说虽然看起来有些取巧。但是不妨换个角度看看。如果苹果公司的图标是个完整的苹果,中规中矩但略显平庸,咬过一口的苹果则令人印象深刻,你看它的第一眼就会好奇于它的意义。
大众对意义的需求也是精神刚需,一个好的设计应该有它的意义。
我老婆说,你可算了吧,不就渣男套路嘛:把自己的缺点包装成个性、优点,还PUA群众——你不喜欢这个缝就是你胆小。
我说我去刷一下碗。
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刷完碗,我们再来详细分析下这个结构。
这样来理解这个悬臂结构更简单:
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实心悬臂梁掏空身体(腹板),就得到了现在的结构。整体来说还是一个悬臂梁,具体则是由一个三角桁架和一个10m的外挑悬臂构成。
10m外挑悬臂的尖没有弯矩,所以可以做的很薄。结构整体最需要的尺寸是桥面与拱脚的竖向距离——4.5m。
三角桁架的上弦杆是两根拉杆,端部锚于岩石内。下弦杆受压,顶在岩面上。
上下弦杆基本是轴心受力构件,也可以做的很薄,这也是桁架的特点。
所以上弦杆厚度14cm、宽度25cm。桥的下弦杆最薄的位置10厘米,越到受力最大的支点,越收成了一个点,万钧压力集中于一点,也是非常大胆。
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风荷载作用下的横向稳定,靠两根拉杆的不平衡力去协调。业主也专门委托RWDI进行了风洞试验验证承载力。
外挑悬臂如此纤细,人行舒适度大概率是不够的,所以桥上在跨中也设置了TMD。改善人行舒适度,加TMD实际上是经济有效的办法。
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但这是一个静定结构。结构体系的冗余度为0,也就是说一处受力构件破坏则全桥玩完。美国AASHTO规范很重视冗余度的要求,但英国人似乎并不重视。这属于整体理念的不同,不好评论。
从功能、景观上看,桥梁完全完成了这个使命。从结构上看,结构新颖,但从受力上并不是很优,这也是鱼与熊掌难兼得。总的来说,我认为这是一座非常出色的桥梁。
这座桥也是拿下了几项大奖:
Bridge Design Award 2021(英国)  
Museum+Heritage Award 2020.
The Steel Design Award 2020.
防腐耐久性也很重视。在竞赛方案中,钢梁采用耐候钢,扶手和斜腹杆都采用了双相不锈钢。
到了施工图阶段,英国文化遗产机构委托SCI 和Arup Materials通过现场腐蚀测试计划评估不同钢材的适用性。在最终确定材料选择之前,对钢样品进行了为期一年的腐蚀测试,以确定腐蚀率和钢对项目的适用性。评估完成后,根据预测模型,耐候钢的寿命大概是70-120 年。尽管满足要求,英国文化遗产机构无法接受意外腐蚀率的风险,因此选择了涂漆碳钢解决方案。
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我倒觉得耐候钢挺适合这个环境的,那种绣红中透着棕黄的外观,很适合这种历史感和野性自然景观。
由此看来,国外的设计地位也就那么回事,还不是业主说啥是啥。我的业主就不一样,我汇报的时候对我就挺客气——业主说,小李你快坐,地上挺凉的,别跪着了。
在这个游客行走都困难的地方,施工方式是必须要考虑的事。
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60m深的峡谷中和两侧都没有施工空间和通道,因而先把钢构件经由蜿蜒的小路运输到260m外高地上的平台,然后用缆索往下运输。起重能力仅5吨,每个悬臂结构分成6段来吊装。
算上栏杆桥梁的平米用钢量231kg,用钢量尚可。
总价85万欧元,平米造价竟然达到了4136欧元(人民币3.2万),也是有点贵。
栏杆、片岩步道做的比较精细,这是建筑师的强项。
三英里外的采石场取出来的石块,经过多次切割和手工加工,成为4万块片岩,然后叠放铺在桥上。片岩步道与两侧的砖砌城堡融合的非常自然。
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栏杆从远处正对的角度看几乎是消隐的;在桥上看,栏杆向外伸展,使桥上的空间感觉不压抑,同时内侧的橡木护栏又能给行人足够的安全感。方形的栏杆与周边的风格也比较搭,而如果是圆形的会很有违和感。
一件作品的匠心,有时候体现在细节上。
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民众对这座桥的反响还是非常正面的,唯独桥梁的颜色引起了很大争论。
我在不少场合看到一些人对红色的不满,他们认为红色过于艳丽,与周边环境和城堡格格不入,质疑为什么不用深色或者灰色。
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对于这种观点,有人回复说,选择红色可能为了和英国文化遗产机构的logo匹配。
真是盒马买竹笋,笋(损)到家了。
不过我也觉得,单从与环境、历史遗迹的协调方面,毋庸置疑,灰色或者深色是更好的。
但是无论怎么不显眼,它还是一座现代建筑,无处躲。
英国文化遗产机构建这座桥,完成了500年来得两岸再次联通,这件事本身就是廷塔杰尔的一个重要事件。那就别躲了,在完成服务功能的同时,保留一些自己的想法,也是对这个时代的自信。
关于亚瑟王最早的记载的出现于12世纪的文学作品。亚瑟王大约生活在在公元5世纪,到了13世纪时当地已经没有城堡(或者从来没有过城堡),当时痴迷于亚瑟王传说伯爵理查德就根据传说在这里建设了一座城堡,也就是现在我们看到的城堡。
用这种方式,这位伯爵把自己也写进了亚瑟王神话中。
甚至某一时刻的涂鸦,也会成为历史的一笔。
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左塞尔阶梯金字塔大约在4700年前建造,金字塔附近一座建筑物里,有一位游客的涂鸦被放在玻璃罩里展览。不是因为涂的好看,而是因为这个游客生活在3000多年前。
在浩瀚的历史长河中,我们就是一粒尘埃。
但如果有幸被命运选中,别辜负了它。

精彩评论3

Arnold齐俊... 发表于 2021-9-14 09:53:27 | 显示全部楼层
作者文笔也挺有意思的

永远的紫金 发表于 2021-9-14 08:42:06 | 显示全部楼层
还有蛮有想法,蛮有意思的一座桥。

monkeyzhi 发表于 2021-9-20 13:01:14 | 显示全部楼层
重点是得会忽悠!
过去与未来,牛逼!

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