建筑结构丨杭州亚运滨江公共空间的驿站与桥

　　杭州亚运滨江公共空间的驿站与桥
　　章鱼见筑
　　由同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司承担设计工作的杭州市滨江区钱塘江边12公里亚运滨水公共空间改造提升项目前已对公众开放，为杭州市民提供了新的生活娱乐目的地。本文对项目中各具特色的驿站以及大跨度景观人行桥的结构设计进行解读，与读者共同云览该空间。本项目是杭州市滨江区重点迎亚运项目，是“办好一个会、提升一座城”亚运筹备理念的深度践行。
　　项目区位图
　　同济原作设计工作室
　　01云渡驿
　　工程概况
　　云渡驿所在的场地原为钱江三桥东侧的邮轮奥体码头，紧邻亚运会主体育馆，随着杭州亚运会的开幕，云渡驿承载着原址码头的使用功能与新环境下的城市基础服务体系。基于此，通过结构和形体的上下翻折与公共活动屋面的营造，在形态与功能上将建筑与场地平滑地衔接起来，模糊城市图底关系中原本清晰的边界，提供更多人与人在此相遇的可能。
　　驿站建成图
　　章鱼见筑
　　为了实现“漂浮的蓝道”与长卷般变换的景色序列，云渡驿将卫生间、管理用房、设备用房等辅助空间隐匿于地下，采用混凝土结构；地上屋盖部分则采用钢结构，落地杆件隐藏于建筑体块内，使整体结构呈现漂浮、开敞的效果。通过合理的结构找形，实现结构大悬挑的同时尽量减小结构杆件尺寸，营造轻盈的建筑效果。
　　驿站轴测图
　　同济原作设计工作室
　　结构特点
　　整个结构可看成是四个落地菱形体块的重复排列，每个体块均包含一对平行斜杆及一对V型斜杆，以四个体块托举屋面。屋面体系为三角形斜交网格，在减小结构自重的同时增强杆件间的相互联系，形成整体性较好的空间结构，以实现最大15米的悬挑。
　　结构示意图
　　如下图所示为各方向荷载的传递路径。屋盖、V形斜杆、平行斜杆协同工作，以实现荷载的良好传递。
　　荷载传递示意图
　　平行斜杆受拉，因此可以做的细而长；V型斜杆受压，因此设计时控制构件长度并适当增加构件直径以保证构件的整体稳定。一拉一压、一细一粗、一长一短，塑造了建筑的反差感。
　　V型柱和斜拉杆细部图
　　章鱼见筑
　　02风鸢驿
　　工程概况
　　风鸢驿位于杭州市滨江区钱塘江南岸，在钱江三桥西南侧、闻涛路与江陵路交叉口，充分整合不同标高、功能与场地多要素，是一座立体的儿童乐园。建筑方案参考了儿童折纸形态，将5个C型单元的“纸片”嵌套形成基础构型，另一方面翻折的屋檐宛如轻盈的风鸢轻展翅膀，悬停于钱塘江畔。
　　结构设计中采用了密集柱列、摇摆柱柱间拉索、转换柱等设计手段，使不同的结构单元之间相互嵌套，如同插接的儿童积木，以响应建筑方案。
　　驿站建成图
　　章鱼见筑
　　驿站轴侧图
　　同济原作设计工作室
　　结构特点
　　采用钢结构，通过密集柱列重力与抗侧力体系分离的设计手段，使得外露的结构柱尺寸均控制在200mm以内。
　　在室内框架柱的设计中，考虑屋面的结构需求与立面轻盈通透的要求，采取密集柱列的做法，以1500mm间距为模数呼应立面预制构件模数，选用极小截面（100x160）的钢柱作为竖向结构支撑，同时将之用作幕墙的龙骨，完整体现了结构与立面一体化设计的理念。
　　支撑屋面的圆柱，则采用球铰节点与梭形柱的搭配，消解了弯矩，使柱子只承受轴向力，在满足结构长细比和竖向构件稳定性的条件下尽可能减小柱子尺寸，从而使梭形柱直径减小至194mm。为了解决结构抗侧稳定性，在柱间间隔设置交叉拉索，在保证结构抗侧稳定性的同时，营造秩序、简洁的建筑效果。
　　结构示意图
　　章鱼见筑
　　专项设计
　　采用球铰节点的方案，梭形柱搁置在球形连接头上，能够绕各方向转动，实现空间铰接，符合计算模型假定，并且在梭形柱和连接头之间设置抗拔螺栓，防止梭形柱从连接头上脱离。同时球铰节点与梭形柱的搭配，实现更好的建筑效果。
　　球铰节点图
　　章鱼见筑
　　03长亭驿
　　工程概况
　　长亭驿位于杭州市滨江区钱塘江南岸，在钱江三桥西南侧、闻涛路北侧，“十里五里，长亭短亭”，古时人们于道路隔十里设长亭，五里设短亭，供行旅停息，后来“亭”也成为人们郊游驻足之地。西兴古镇位于杭州滨江区城南，这里曾经舟来纤往，是连接浙东运河和钱塘江的要冲，而“过塘行”（即转运栈）是西兴文化的精粹，它不仅是古代的物流中心，也是人文中心。长亭驿作为沿江一线驿站中代表性的、现代化演绎的城市滨水公共空间驿站，又回应了“亭”之于传统文化的内涵。
　　鸟览长亭驿
　　章鱼见筑
　　长亭驿是一座两层的钢木组合结构，长度约100米，宽度约15米，屋架为6mx6m的米字形胶合木梁单元组合，支承屋架的为三根一组的空间V形钢柱，二层楼面由连接于钢柱两侧的水平胶合木梁承托，同时结合屋面向下设置的钢拉杆进行吊挂。
　　驿站轴测图
　　同济原作设计工作室
　　章鱼见筑
　　结构特点
　　针对木结构节点铰接的特性，沿建筑物长边方向，通过设置连续的V型钢柱与屋架胶合木梁形成抗侧力体系，沿建筑物的短边方向，则是利用三根斜柱形成束筒柱与屋架胶合木梁形成抗侧刚接框架。
　　结构示意图
　　章鱼见筑
　　专项设计
　　在设计木结构连接节点时，木梁开槽内置钢板，木梁与钢板通过两侧的螺栓连接，避免了节点的外露，实现木结构连接处简洁的建筑效果
　　结构节点示意图1
　　在V形钢柱与屋面木梁交界处设置端板，V形钢柱与端板焊接，屋面木梁内插钢板，钢板与端板焊接，木梁与钢板通过两侧螺栓连接，实现V形钢柱与屋面木梁的连接。
　　结构节点示意图2
　　章鱼见筑
　　04涧石驿
　　工程概况
　　涧石驿位于低碳博物馆前芳草台地临改造人工湖一侧，由原假日花园餐厅改造而来，以休憩，观景，便民服务为主要功能。
　　章鱼见筑
　　改造前后示意图
　　改造前后对比图
　　原有主体结构为钢筋混凝土结构，保留大部分原有主体结构，新增钢结构平台，同时对原有钢结构屋盖进行拆除，对钢结构屋盖重新进行设计改造。
　　结构特点
　　利用原有主体结构的混凝土框架及剪力墙进行抗侧，增设钢结构柱均为重力柱，采用圆形梭形柱，柱底部采用球铰节点，进而能够进一步减小柱子的截面尺寸。
　　结构示意图
　　章鱼见筑
　　梭形柱柱端铰接节点采用球铰节点，梭形柱可绕球形连接头各方向转动，满足铰接要求，并且在梭形柱和连接头之间设置抗拔螺栓，防止梭形柱从连接头上脱离。
　　专项设计
　　改造后将原有支撑屋盖的混凝土柱割除，增设新的钢结构柱，同时屋盖与原有结构的混凝土核心筒连接，抗侧刚度主要由核心筒剪力墙提供，四根钢柱采用柱底铰接，主要承担竖向荷载。
　　结构示意图
　　根据悬挑梁的受力形式，采用倒T型钢梁，钢梁布置为伞形，实现屋顶结构的大悬挑，同时钢梁间设置细小的钢管，保证钢梁的稳定，满足建筑立面和俯瞰的效果要求。
　　实景鸟瞰图
　　章鱼见筑
　　05大桥驿
　　工程概况
　　大桥驿位于海创中心绿地内，设计以对角相接的钢片形成空间结构，向纤细精美的钱塘江大桥结构致敬，横向延展的坡屋顶纵横交错，形成不同方向的景窗，并在二层形成可望六和塔的桥文化展览空间。
　　实景鸟瞰图
　　章鱼见筑
　　结构特点
　　采用钢结构，结构构件作为建筑表达的要素裸露在外，三角形的支撑形式塑造了稳定的结构骨架感，并与远方的钱塘江大桥相呼应。
　　远眺实景图
　　章鱼见筑
　　钱塘江大桥与大桥驿
　　整个结构在横向的单榀受力单元结合了框架与门式刚架，荷载传递路径简洁明确；在纵向则通过一道道45的斜杆将各单榀受力单元联系到一起，形成空间结构，增强结构的整体性。
　　结构示意图
　　横向单榀受力单元
　　二楼平台处采用钢楼板代替更常见的混凝土楼板，以减小结构自重，控制结构构件尺寸在300mm以内，实现悬浮的建筑效果。
　　大桥驿实景图
　　章鱼见筑
　　专项设计
　　由于本项目中结构构件完全外露，因此对于构件的截面形式、尺寸及节点的连接要求都较严格。采用T型钢构件，室内形成钢片状的效果，同时由于外侧面会被幕墙遮盖，因此增加翼缘对建筑效果并无影响，且构件主要在外侧面受压，故在外侧增加翼缘能更好地防止构件发生弯扭失稳，并在构件间增设了60的圆钢管，以减小构件面外的无支撑长度。
　　大桥驿室内效果
　　章鱼见筑
　　为了保证构件韵律化的排列，节点处不可避免地出现48根杆件空间交汇的情况。同时结合结构整体的几何形态，将纵向延伸的主杆件设计为菱形截面，并纵向全长贯通，其他杆件则焊接到此主杆件上，并通过调整翼缘宽度、杆件轴线位置等措施避免杆件碰撞，保证所有节点外观的简洁。
　　钢结构连接节点
　　章鱼见筑
　　外露部分的柱脚节点采用销轴耳板节点，释放了柱脚弯矩，使柱脚基本只承担轴力，外露构件采用变截面，与实际结构受力形式相吻合，同时实现了较好的建筑效果。
　　销轴铰接节点
　　章鱼见筑
　　06赏樱亭
　　工程概况
　　赏樱亭，结合场地形成较丰富的高差，提供多角度的樱花欣赏点。驿站除卫生间、智慧信息、问询、充电、饮水、自动售卖等功能外，提供季节性市集活动。
　　鸟览赏樱亭
　　结构拆分图
　　结构特点
　　沿着单体长边方向，通过钢梁钢柱之间的刚接，形成抗侧力体系，沿着单体短边方向，三根胶合木梁拼接形成三角桁架，以解决接近8米的重力荷载问题，针对抗侧问题，于两侧悬挑钢梁端部设置拉索，同时对拉索施加预紧力，在侧向水平力作用下，形成力偶，与钢柱共同抵抗侧向荷载作用。
　　07绸桥
　　工程概况
　　杭州丝绸闻名天下，绸桥取名于丝绸之“绸”，造型追求轻柔之美，绸桥位于杭州市滨江区钱塘江南岸，在闻涛路和水印巷交叉口的东北侧，绸桥的设计将原本需要绕过船闸的路程，直接提升为有一线江景景观的通道，打通了杭州滨江12公里公共空间最大的一个城市断点。既为市民提供通行便利，又成为了一个可以步行观景、登高远眺的平台，增强沿途景观的观赏性与多样性。
　　整体鸟瞰图
　　城市侧绸桥鸟瞰图
　　章鱼见筑
　　改造前后卫星图
　　同济原作设计工作室
　　沿江侧绸桥鸟瞰图
　　章鱼见筑
　　设计条件
　　边界退让：钱塘江管理局要求钱塘江堤坝坡脚线范围内禁止挖土及打桩等施工作业，周围有住宅小区，为防止遮挡视野避免设置桥塔。
　　设计思考。方案选型
　　设计思考。体系尺寸
　　设计思考。构件形式
　　结构布置
　　经过方案迭代对比和体系优化，确定采用索撑张弦桁架结构体系，形态与结构内力分布匹配一致，受力效率高，实现了结构的轻盈之美。
　　抗风设计
　　全桥气弹模型试验
　　气弹模型试验图
　　风振控制
　　节点设计
　　索夹节点
　　拉索耳板节点
　　桥上活动空间
　　章鱼见筑
　　双桥对望
　　章鱼见筑
　　项目名称：杭州滨江公共空间
　　项目地点：浙江省杭州市滨江区
　　结构设计：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司工程技术研究院
　　丁洁民、吴宏磊、郑超毅、林晨、刘博、段轩萌、黄德键、陈长嘉、严嘉怡、王康、李东园
　　建筑方案：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司原作设计工作室
　　主创建筑师：章明、张姿、陈波
　　摄影版权：章鱼见筑、原作设计工作室
　　建成时间：2023年
　　来源：TJAD工程技术研究院，获授权转载。
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