形人行天橋結(jié)構(gòu)匯報材料

1、建筑設計與結(jié)構(gòu)材料選型Footbridge over Gahlensche Strasse, Germany (2003)加侖索大街人行天橋, 德國建筑師 | ArchitectGMP事務所 建筑師馮格康，瑪格及合伙人GMP Architekten von Gerkan, Marg und Partner結(jié)構(gòu)師 | Structure designerSBP事務所 施萊希，貝格曼及合伙人SBPSchlaich Bergermann und Partner業(yè)主 | Client魯爾區(qū)公眾聯(lián)合會Kommunalverband Ruhrgebiet KVR, Essen所在地 | Location德

2、國，波鴻，西園Stadtpark West, Bochum, GermanyPART I 項目基本概況基本規(guī)模 | Scale橋長130m，寬3m，斜塔柱高32m主要材料 | Material混凝土、鋼、鑄鋼、索攬結(jié)構(gòu)類型 | structure type 曲線梁懸索橋竣工時間 | Completed2003年榮獲獎項 | Awards2005年人行橋科技（大跨度）獎項Footbridge Awards 2005, Technology (long span) Winner;2004年結(jié)構(gòu)工程獎 Ingenieurbau-Preis 2004, Auszeichnung PART I 項目基本

3、概況GMP事務所麥哈德-馮-格康博士于1965年與福爾克溫-瑪格教授創(chuàng)立GMP德國建筑師事務所，GMP的理想是，通過簡潔的設計，使設計作品在內(nèi)容和時間上經(jīng)得起考驗。出于這個理念，GMP的設計表現(xiàn)了形式的上的審慎和材料上的統(tǒng)一。因為簡潔明了性對其來說是至高無上的準則。SBP事務所SBP Schlaich Bergmann &Partner （施萊希.貝格曼及合伙人工程設計事務所）是德國最著名的結(jié)構(gòu)技術公司，總裁Schlaich是德國Otto以后知名的結(jié)構(gòu)設計大師，德國斯圖加特學派結(jié)構(gòu)工程師。在橋梁、大跨結(jié)構(gòu)和復雜結(jié)構(gòu)方面有開創(chuàng)性工作。PART I 項目基本概況PART I 項目基本概況SBP事務

4、所項目分類目錄塔混凝土塔拉索桅桿，索網(wǎng)塔，鋼網(wǎng)絡塔大跨度屋頂混凝土薄殼索網(wǎng)網(wǎng)殼纖維質(zhì)薄膜充氣屋頂環(huán)索屋頂懸索和拉鎖屋頂拱及桁橋公路橋跨線橋鐵路橋人行橋電站分散型太陽能設備中心型PART I 項目基本概況SBP事務所人行橋項目目錄 “它們不應該僅僅被視為純粹滿足功能需要的結(jié)構(gòu)，只考慮其經(jīng)濟性向那些許多粗糙的例子一樣。不，它們必須與環(huán)境融合，并滿足其使用者行人的需求。與公路和鐵路橋相比，人行天橋與人直接聯(lián)系，它們是人們伸手可及的橋，它們應當是美麗的，人們應該樂于觀賞它們，樂于漫步其上。它們不想公路橋那般筆直，它們甚至可以有一些搖擺，讓人們感覺到他的存在?！盨chlaichPART I 項目基本概況

5、設計理念精巧的結(jié)構(gòu) 觀賞性與存在感PART I 項目基本概況獨創(chuàng)性 冒險性設計的起源PART I 項目基本概況德國博物館展廳人行橋本橋的結(jié)構(gòu)原型來源于1998年施萊希為德國博物院橋梁建設展廳設計的人行橋，是親身體驗的全尺寸橋梁結(jié)構(gòu)，使用彎曲的鋼梁和玻璃橋面，盡在一側(cè)進行支撐，3m寬的橋面，27m長的跨度，游客經(jīng)過時產(chǎn)生的震動變形，能在屏幕上顯示和分析。2004格林維爾步行橋2007薩斯尼茲步行橋設計的起源PART I 項目基本概況只對彎曲梁的一側(cè)進行支撐的設計原則在工程師的設計過程中被一直沿用，十分符合事務所的設計體系，這種結(jié)構(gòu)形式的作品是基于理性的結(jié)構(gòu)思維和工作方式的成果，后來被多次引用。2

6、003加侖索大街人行天橋19世紀，波鴻因為煤礦的露天采礦轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵虏傻V而一度非常繁榮，是德國的重要產(chǎn)煤區(qū)，而在21世紀初，煤礦資源的日益衰竭。值得稱道的是，德國和波鴻市政府成功的進行了產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，波鴻依然是魯爾區(qū)的工業(yè)重鎮(zhèn)。PART II 建筑設計特點所在地 | Location德國，波鴻，西園Stadtpark West, Bochum, Germany場地概況市中心地區(qū)西園 市中心向西部發(fā)展 建設連接市區(qū)與西園的區(qū)域綠色長廊 人行和自行車道PART II 建筑設計特點場地概況廢棄的核心工業(yè)區(qū)廢棄工廠區(qū)域現(xiàn)存工廠區(qū)域西部曾經(jīng)是波鴻鋼鐵工業(yè)城市的核心區(qū)域，經(jīng)過幾十年的過度開發(fā)之后被遺棄，現(xiàn)在仍

7、有一些工業(yè)設施的遺址東部地區(qū)仍由Krupp-Hoesch Stahl AG在使用Gahlensche公路鐵路在人行橋建造平面高度下沉10幾米的平面上是公路與鐵路的交叉口，人行橋要橫過此處交叉口。人行橋要連接現(xiàn)有兩處自行車道PART II 建筑設計特點場地概況PART II 建筑設計特點總平面44m66m主鎖直徑80mm桅桿直徑660mmPART II 建筑設計特點基本尺寸132m32m3mPART II 建筑設計特點數(shù)字模型PART II 建筑設計特點數(shù)字模型PART II 建筑設計特點實景照片結(jié)合原本周邊彎曲的自行車道動態(tài)地穿過街道，改善鐵軌和管線橋冷漠混亂的狀態(tài)，活潑有趣帶活氛圍。PART

8、 II 建筑設計特點建筑結(jié)構(gòu)對環(huán)境的呼應兩個支點，不干擾現(xiàn)有的交通結(jié)構(gòu)S型新穎輕巧的結(jié)構(gòu)和廢棄的軌道，舊廠房新舊對比把視覺焦點放在人行橋上，改善交界路口處的視覺環(huán)境，橋既是行人的風景，也成為下面行車駕駛員的風景。PART II 建筑設計特點建筑結(jié)構(gòu)對環(huán)境的呼應結(jié)構(gòu)從環(huán)境中凸顯出來，在綠樹掩映中格外顯眼，體現(xiàn)明顯的人在感，突出建筑的存在感PART II 建筑設計特點建筑結(jié)構(gòu)對環(huán)境的呼應PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解弧形鋼梁PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解弧形鋼梁三角鋼肋板PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解弧形鋼梁三角鋼肋板橋面板PART III 結(jié)

9、構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解弧形鋼梁三角鋼肋板橋面板欄桿PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解弧形鋼梁三角鋼肋板橋面板欄桿桅桿PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解弧形鋼梁三角鋼肋板橋面板欄桿桅桿拉索PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解結(jié)構(gòu)分解 塔柱PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析波鴻人行天橋兩個圓弧內(nèi)側(cè)是兩根傾斜的塔柱。兩個主塔柱沒有穩(wěn)定索，主要通過兩條主索來起到穩(wěn)定作用。PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解 塔柱塔柱的底端比兩邊主索的錨結(jié)點要低，這和塔柱是直的還是傾斜的無關。塔柱與兩邊的主索形成3個方向額穩(wěn)定支撐，并且在視覺上形成了一個非

10、常吸引人的空間平衡幾何形式。但是，這種平衡在每一種新的荷載下都會呈現(xiàn)新的平衡點。越多行人同時在橋上，橋的動態(tài)越顯著。PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解 塔柱GGF拉索F拉索F支F支變形與穩(wěn)定PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解 塔柱塔柱與基礎連接處為鉸接，節(jié)點小，有效地消解了塔柱的彎矩，受力合理。塔柱從中間至上下兩端逐漸減小，視覺上讓人感覺塔柱脫離地面，使整體結(jié)構(gòu)更為輕盈。橋的穩(wěn)定與變形結(jié)合在一起，這意味著在支撐腳部必須通過鉸接支座將彎矩應力轉(zhuǎn)化為零。PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解 塔柱整體受力支座承擔彎矩各部分分別受力支座承擔彎矩結(jié)構(gòu)分解 鋼索PA

11、RT III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解 鋼索F拉F拉F拉F拉結(jié)構(gòu)分解 圓弧形梁PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析波鴻人行橋由兩端圓弧拼接而成。每段圓弧都以46m為半徑，長66m。同樣拉索匹配的是，圓弧形梁的斷面也隨著橋的長度而變化。PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析FaFayFaxFbGGFb結(jié)構(gòu)分解 圓弧形梁次梁次梁肋板受力分析力的分解及計算MaMbX軸：Fax=FbY軸：Fay=G力矩：G * a=Fb * babPART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解 圓弧形梁次梁FN圖M圖+-FQ圖+-變形模擬圖PART III 結(jié)構(gòu)選

12、型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解 圓弧形梁次梁頻繁交通狀態(tài)下振動模擬結(jié)果PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析對比分析PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析對比分析PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解 圓弧形梁次梁配筋弧形梁的斷面隨著橋的長度而變化鋼桁架壓型鋼板澆筑混凝土工字鋼圓形鋼管PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解 圓弧形梁一個圓弧形梁只需要沿著一條線有一個鉸接的支座，就不會向下轉(zhuǎn)動。在圓弧形梁內(nèi)圈的一個支座上，線性荷載P使得梁上端形成一個拉力圈，下端形成一個壓力圈。預應力指向圓弧的圓心，弧形梁的下部壓力圈同樣有向外的應力。這樣

13、兩個U型的力平衡了懸臂的彎矩。結(jié)構(gòu)分解 圓弧形梁主梁PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析紅色的主梁貫穿連接所有的次梁，通過工字鋼連接上部。呈現(xiàn)出圓弧形狀。PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析弧形主梁整體受力分解示意圖結(jié)構(gòu)分解 圓弧形梁主梁PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析結(jié)構(gòu)分解 圓弧形梁主梁 索兩邊都有索橋面以梁的形式承擔彎矩 浪費材料只有一邊有索橋面以格構(gòu)式化彎矩為軸力 充分發(fā)揮材料性能側(cè)基礎節(jié)點PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析節(jié)點分析PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析節(jié)點分析主索頭節(jié)點PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析節(jié)點分析主索與次索的連接節(jié)點PART

14、 III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析節(jié)點分析螺栓上夾具主索次索下夾具螺母PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析節(jié)點分析次索與弧形梁連接節(jié)點PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析節(jié)點分析鋼索 索套 墊片與軸PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析節(jié)點分析柱與基礎交接節(jié)點PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析節(jié)點分析PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析節(jié)點分析柱與主索交接節(jié)點PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析節(jié)點分析柱頭 鉸接件 索套PART III 結(jié)構(gòu)選型與構(gòu)造設計分析節(jié)點分析建造過程 整個橋除了基礎為現(xiàn)場澆灌外，均采用預制的鋼材。第一步：工廠預制 由于設計的復雜性 彎曲的橋面結(jié)構(gòu)只能先在生產(chǎn)過程相對精確的工廠里進行。 第二步：模擬組裝為了保證現(xiàn)場組裝的順利進行，施工隊先在工廠對橋梁進行組裝（模型圖）