晋级为广州的又一张城市名片 海心桥简洁但不简单

  • 西北网
  • 2021-07-06 13:22:37
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站在海心桥上感受着夏日的缕缕微风,珠江的粼粼微波静静在桥下闪耀。7月5日早上8时,太阳还没完全展露“笑颜”,来海心桥打卡的广州市民就已经开心地站在了照相机前。

6月26日,海心桥正式向公众开放,十天过去了,这个“网红”地标依然热度不减,仿佛自带主角光环。每日3万余名游客到此打卡,每个时段海心桥均要接待2000余人。

“琴鸣绢舞,岭南花舟”,海心桥作为珠江第一座人行桥,采取斜拱曲梁的流线型设计,成为广州新中轴线上的纽带、城市客厅的活力场所。不仅外形优雅独特,海心桥跨度198米,长488米,宽15米,也是世界上跨度最大、宽度最宽的曲梁斜拱人行桥。

造型与受力,柔美与钢劲,简洁与精致,一个个看似矛盾的命题在海心桥上变得和谐统一,背后凝结了由中国工程院院士何镜堂领衔,华南理工大学、广州市市政工程设计研究总院等多个团队的心血。从设计到竣工,历经500多个日夜的精心打造,这件“艺术品”引领十大结构技术创新,成为广州的又一张城市名片。

海心桥,简洁但不简单。

亮眼不抢眼的“小凤眼”

“水袖飘绢”舞动两岸,经典的粤曲元素,造就了海心桥隽秀飘逸的优雅风姿,桥中央,“岭南古琴”式的桥拱营造出琴瑟和弦的意境。每当夜幕降临之时,海心桥宛若珠江上一只灵动的眼睛,“小凤眼”的昵称由此得名。

在海心桥上看广州,在广州塔下望大桥,这座看与被看皆宜的花城地标,每一个视角无不透露着这座城市的精神与活力。琴韵、花舟、飘绢意象与延绵珠水、海心沙音乐岛等城市形象完美融合,在华南理工大学建筑设计研究院副总建筑师、海心桥主创设计师丘建发的眼中,海心桥是“珠江最佳女配角”。

“广州塔是珠江上的女主角,海心桥是女配角,这是从项目开展之初我们团队就坚持的设计理念。”丘建发介绍,从造型上看,海心桥桥拱形成了一个观察广州新中轴线的“画框”,将广州塔和珠江新城的东西双塔都放入了“画框”中。“在广州塔落成前,珠江上只有远的视野;广州塔落成后,垂直的塔身给了珠江两岸相对高远的视野;现在,在海心桥上感受江水流过,又多了一个深远的视角。”丘建发说。

对于桥梁造型设计团队来说,海心桥的设计理念似乎有些矛盾:既要亮眼又不能抢眼。“当初设计海心桥时,我们就不希望她太高调,而是轻柔的、纤细的,成为新中轴线上的点缀。”海心桥设计团队工作人员说,从“小凤眼”看珠江,桥梁与桥拱就像一副金丝眼镜框。

“小凤眼”的灵巧设计看似简洁纤细,事实上,简约的外表却经历了成百上千遍的建模考验。广州市市政工程设计研究总院有限公司设计一院总工程师乐小刚介绍,斜拱曲梁的流线型设计对桥梁结构的要求较高,是钢材的强度成就了桥梁的柔美度。“在施工过程中,每一次造型建模都需要结构团队重新建模,两个团队反反复复共建立了千个模型,这样的工作量是普通大桥的10倍,才能让斜拱曲梁达到预期的设计效果。”乐小刚说。

“人行桥以开放的姿态环抱城市中轴,将成为延续广州城市客厅的空间活力,体现广州市民的生活品质,描绘新时代语境下的‘珠江上河图’。”中国工程院院士、华南理工大学建筑设计研究院首席总建筑师何镜堂曾表示,基础设施的创新可以助力城市更新,使老城市焕发新活力。对于海心桥来说,仅结构技术创新就达10项。

结构稳定是建桥的最大挑战

行人站在海心桥上,在“小凤眼”的眼眶中感受步移景异的江岸景色,流线交织的构图带来层次丰富的体验感。在海心桥上散步给人一种“稳稳的幸福”感,这是大跨度曲线人行桥抑振技术——电涡流TMD阻尼器的功劳,该项技术也是海心桥十大创新技术之一。

结构的稳定是建桥的最大挑战,弯曲的弧线、倾斜的拱面都是大桥在结构上的难题。造型结构既要通过受力来呈现,又要不影响安全和稳固,柔美的背后靠的是更加强力的钢劲。“海心桥一共使用了4300多吨钢材,其中,桥拱使用了2200多吨。与普通桥梁的355兆帕钢材相比,海心桥选用了370兆帕的钢,以承受弯曲引起的拉伸变形,同时保证强度符合要求。”乐小刚解释,海心桥的设计是三维立体的,很难用面语言去表达。

事实上,看似造型简洁的海心桥,深藏了很多“看不见的功夫”。为了控制桥梁和桥拱的变形程度,结构团队对桥拱的受压部分灌注了混凝土,帮助增加受力程度,形成了混凝土的组合拱桥结构。好像一个弯腰做俯卧撑的人,用双手支撑着整个身体的重量,海心桥的桥拱就承担着这样的功能。

广州市市政工程设计研究总院有限公司副总工胡会勇告诉记者,桥拱两侧各打入了9根桩,每根桩直径约3米长,扎入水下50多米深处,桥身全部受力都是通过拱传递下去的。“海心桥桥拱截面高2.6米,拱脚处由超高能混凝土包裹,抗压强度可达150兆帕以上。由于拱脚大多泡在水下,涂漆只能保持20年,使用混凝土则可以达到永久不生锈的目的。”胡会勇说,拱脚的精细化设计为海心桥又赢得一项创新,比起一般桥梁使用的60兆帕混凝土,该桥的拱脚更加稳固。

即便是“看不见的功夫”也有着精细化的监控,华南理工大学土木与交通学院副教授徐郁峰及其团队承担了这项任务。拱是倾斜的,23根拉索也是倾斜的,且两者倾斜的角度不一样,导致了拱肋会出现面外受力的情况。徐郁峰从起初就知道,以往的经验不能完全适用于海心桥项目,该项目对施工监控提出了更高要求。

桥梁施工监控包括了四部分内容:仿真分析、现场测量、参数识别、受力调整,以此来实现对结构状态的过程控制。徐郁峰透露,在施工过程中,监控团队通过监测数据发现,海心桥的内力、变形、索力状态与仿真分析的预期并不完全一致。

“监控团队通过识别的参数制定了该桥梁的调索方案,但一开始并不被结构和设计团队认可,恐怕背离了最初的设计方案。”徐郁峰介绍,经过各自团队的背靠背验算后,调索方案终于获得认可,调索也让海心桥建成后的状态重回到设计预期的状态。

“结构设计团队和监控团队,都是配合景观设计团队完成一个共同的目标。在这个过程中各方均要做出一定程度的‘妥协’。”徐郁峰告诉记者,自己与丘建发和结构团队负责人三人为中学和大学同届校友,相互的理解和信赖程度较高,有助于快速解决意见分歧达成一致。

“但是所谓的‘妥协’并不是因为大家是校友,还是要依靠各自团队的技术攻关,掌握了最客观的数据真相后,再进行沟通。”徐郁峰笑着说,作为技术人员,大家只对客观数据真相“妥协”,而不是为校友的情谊“妥协”。

打造让广州人自豪的江上艺术品

“梦里的珠江缓缓地流,月光洒满了乡愁……”当清脆的童声从海心桥的花间草丛中传来,坐在花池四周的人们更加感受到了脚下江水的绵延流淌。不上桥的人便能感觉这份精致,这是海心桥上另一种“看不见的功夫”。

智慧之桥、人文之桥、艺术之桥,作为广州首座珠江步行桥,海心桥践行人民城市人民建的理念,每一个细节都展现着“以人为本”的设计理念。对于海心桥的定义,丘建发认为她已经超出了一座桥梁本身的角色,应该从城市规划的角度来理解和欣赏海心桥。

“除了是一座步行桥以外,她还是城市客厅的延续,就像一个看得见风景的阳台。”丘建发透露,起初,海心桥的设计采用单向朝东的观景台理念,为市民留出了更多驻足观景的空间。后来,受到“岭南花舟”的地域文化影响,造型团队又在桥上布置了鲜花、萤火虫灯,让夜间也别有一番景致。

为了应对广州炎热多雨的气候,海心桥上设置了遮阳雨棚、清凉喷雾以及立体绿化,来调节桥面的微气候,其人文设计理念均体现在细节里。除桥面采用东西两侧的动静分区外,障碍坡道、地面防滑处理,倒圆角防撞设计、休闲坐阶等设施,让这座桥成为城市中全年龄段的活动场所。

广州市市政工程设计研究总院有限公司总工程师宁华介绍,大桥创新地实现了堤岸和桥梁“接”,实现桥体与路面的缓衔接,为老年人和残疾人提供了方便。”宁华说,目前,国内其余有通航要求的水面还没有实现接技术。

丘建发透露,不久后,海心桥的智慧化装置也即将启用,将凸显该桥作为广州首个智慧桥梁的设计理念。智慧化装置将提供科普导览板功能,届时,游客只需扫描桥上的二维码便可获得有关大桥的历史、文化与建设的图文信息。

“这些装置没有人规定我们做,但是建筑师们始终希望将海心桥打造成一件艺术品,让她成为令广州人自豪的城市地标。”丘建发说,海心桥与周围的景色是协调一致的,她的位置要很好地融入到一江两岸中,此外,桥的位置也直接影响着市民的观景效果。

“现在站在这里,人们可以运用广角镜头拍摄开阔的江景了。”丘建发说。

(南方日报记者 郎慧)

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