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新作+结构研讨 | 九间廊桥:归家的起点 / 山水秀建筑事务所

新作+结构研讨 | 九间廊桥:归家的起点 / 山水秀建筑事务所
撰文:祝晓峰、张准 | 编辑:李博超 | 校对:李博超 | 2023.04.14 19:01
桥体外观  摄影:梁山
桥面空间与景观  摄影:梁山

建筑设计  山水秀建筑事务所

结构顾问  张准/和作结构建筑研究所

项目地点  江苏南京

建成时间  2022年

跨度  37.8米


 

建筑设计

撰文  祝晓峰

 

园博村在南京园博园北区的线山之阴,地势南高北低,我们在这里设计了VOCO民宿酒店的北区客房、西北角的瓜田小棚和村北的步行廊桥。

 

鸟瞰园博村中的步行廊桥  摄影:梁山
廊桥整体外观  摄影:梁山

这一段七乡河沿线山北麓流淌,东西两面可顺着山谷远眺宝华山、钟山方向,景色颇佳。步行桥将村子和北面的珍宝馆联系起来,方便客人来往。从北向南过河,这座桥是进村的步行通道,村后的线山、连山、阳山矿坑在眼前展开。在此处造一座步行桥,除了满足通行之外,我们还希望它是一处休憩之所,一个村北的地标,让人望桥而有“归家”在即的感受。

 

桥体外观细节  摄影:梁山

▲ 项目视频  摄影:梁山

 

在过往的桥梁类型中,廊桥是一种“慢”桥,桥上的覆盖结构能够提供观景、休息甚至集市活动的空间。廊桥的案例遍及世界,中国南方、欧洲、北美均广有分布。其结构体系大都依托下部结构支撑上部的廊亭,比如泰顺的互承木杆拱廊桥、威尼斯的里亚托桥(Ponte di Rialto石拱桥)、卢塞恩用连续桥墩支撑的卡佩尔廊桥(Chapel Bridge);也有结构与空间结合的,比如麦迪逊县的类桁架廊桥。在南京园博村,我们尝试从环境风貌和人的体验出发,为这座廊桥探索恰当的结构形制。

 

互承木杆拱廊桥、里亚托桥、卡佩尔廊桥、麦迪逊县廊桥 图源网络

 

七乡河的驳岸是自然放坡,由于丰水期和枯水期水位相差较大,河宽的变化在18米到30米之间。这一方面使结构跨度达到37.8米,另一方面,桥面标高需要一直维持在高水位再加通船的安全高度之上。

 

如果采用传统的拱桥形式,至少3米的起拱高度将使上下桥变难,也无法解决无障碍的需求;如果采用单跨普通箱梁,底部结构厚度将近2米,同样对步行体验不友好,在枯水期更会削弱桥上观水的亲切尺度;如果采用细杆拱或桁架结构,高大的结构构件会有很强的工业感,很难与村庄风貌协调——在几种常用的结构形式碰壁之后,我们再次从双坡屋顶这一传统民居形制中找到了方向。

 

桥体鸟瞰  摄影:梁山
边坡环境  摄影:梁山

在山水秀之前的作品中,折板作为一种屋顶结构,既可以满足较大的空间跨度,也可以与江南传统民居获得空间尺度和形式上的关联。这一回,我们尝试赋予折板结构更多的能量,在覆盖空间的同时,作为桥梁的主体结构悬挂下部的步行桥面。

 

设计草图  ©山水秀
整体模型  摄影:高含之
模型细节  摄影:祝晓峰

这次的折板为两折双坡,包含四片倾斜的钢桁架,由直径500毫米的上下弦钢管、斜腹杆和底部的水平撑杆合成两个三角形断面的空间桁架,中部缓缓起拱构成组合式桁架折板拱,两侧再由桁架板出挑成檐口,为折板提供翻边强度,也为下部空间遮阳避雨。

 

整个折板拱由上表面的钛锌板和下表面的木条板包覆。两个寻常坡顶构成的形态在剖面上十分小巧,与村舍建筑的屋顶取得了风貌协调,但隐藏在其中的折板拱则十分强大,以1.6米的矢高完成了37.8米的跨度,并有足够力量悬挂下方的桥面。

 

桥体轴测示意图  ©山水秀
桥体一端  摄影:梁山
桥体外观  摄影:梁山

桥面空间的构思仍然来自小尺度的村舍,我们将8米宽、36米长的桥面分成九块8米×4.2米的平台,像九个连接在一起的小亭。九块平台三升五降,用非对称的方式衔接南高北低的驳岸标高。平台两两之间只有300毫米的高差,在叠合部用直径50毫米的吊杆悬挂在桁架折板拱的底部。叠合解决了平台的稳定性,并使每个平台都拥有6个挂点,挂点间距只有4米,平台也因此获得了190毫米薄的结构厚度,最大限度减少了桥面和水面的距离。

 

桥体剖轴测示意图  ©山水秀
平台相互叠合形成桥面  摄影:梁山

桥面空间与景观  摄影:梁山
无障碍坡道  摄影:梁山

我们在平台之间铺设无障碍坡道,在吊杆之间悬挂竹帘,将桥下空间营造成连续错落、模糊隔断的九间通透小屋。平台中央通行,两侧布置桌椅,供休憩观景和桥上市集使用,廊桥的“慢性”特质在这里被放大和诠释。在平台边缘,栏杆在平面上微微错位偏转,以避开高低扶手相撞,并在东西两侧的风景面前引导了身体和视线的方向。

 

桥面空间与景观  摄影:梁山

悬挂平台的垂直荷载经过桁架折板拱,转化为拱方向的内力向两侧传递,在两端的支座点通过桥头堡把重力和侧推力传给驳岸上的基础。桥头堡由U形的混凝土剪力墙构成,平面尺寸与轻盈的桥台近似。加入粗颗粒卵石骨料的现浇混凝土墙面和家常尺寸的门窗洞口,使桥头堡呈现出厚重质朴的味道。我们将廊桥的双折屋顶从支座处延伸出来,悬盖在桥头堡上方,一方面以自身压重帮助平衡主体结构的起拱受力,另一方面和混凝土剪力墙共同形成了两间桥头“半屋”。看见半屋,穿过屋里的小门洞,就能走上屋后的廊桥。

 

桥头堡  摄影:梁山

桥头堡的窗洞  摄影:梁山

在桥上小坐,木檐遮阴,竹帘滤光,两岸的山林田园沿七乡河向远处延伸。籍由桥头半屋对进出家门的隐喻和悬挂桥台上闲适的身心体验,我们通过形制与技术的结合,赋予这座廊桥归家和游观的意象。

 

桥上活动  摄影:梁山
桥上远眺  摄影:梁山

 

结构设计

撰文 张准

 

在与建筑师的长期配合中,“折板/家”的原始构型下衍生了一系列作品,我们对这种结构的潜力做了多方面的挖掘。本项目的屋面形态及内含结构逻辑延续了云锦路之家的结构,屋面折板/波折桁架(后文简称桁架)作为跨越河面的主结构,下部吊挂轻巧的阶梯桥面。

 

桥端三片剪力墙承托屋面桁架的同时围合出一个内凹空间,成为了上桥前“回家”的仪式性节点,三片墙体在平面上的槽型布置也恰好满足了桥的双向抗侧需求。这些关于整体形态、空间布置、结构系统的考虑建筑师在项目前期已经基本完成。

 

桥体外观  摄影:锐境建筑空间摄影
桥面空间  摄影:锐境建筑空间摄影
桥头堡  摄影:锐境建筑空间摄影

接手设计后,深感上桥后所见屋面的折曲深度、可触及构件的结构尺寸都需要有所控制,如果能以“家”的近人尺度实现,则设计成果会更加动人。对建筑空间感受而言,适宜的屋面桁架高跨比约1/20,这在受力上是稍有不利的。但是如果把桥两端的剪力墙与整体轻微拱起的屋面一同加以审视,则有一个虚拟的“拱”暗藏在立面里,而且这个拱的矢跨比与常规拱桥比较接近,这为确立结构的基本力学模式奠定了基础。

 

结构设计草图  ©张准/和作结构建筑研究所

桥头堡施工现场  摄影:周延

虽然引入拱模式来辅助桁架受力有利于减小桁架高度,但也增加了温度效应,而且阶梯形桥面无法有效拉结拱脚推力,需要一个足够强大的基础加以抵抗。好在本桥的地质条件尚可,结合屋面、桥面构造层的各种减重措施后,推力被减小到基础能够抵抗的范围内。

 

屋面桁架考虑过两种结构布置,一种是内藏拱形构件的力流桁架使传力更为直接,另一种则为传统布局。出于多种因素,我们最终采用了常规桁架方案,并在桁架下弦杆间设置了横向系杆。

 

屋顶结构选型三维模型示意  ©山水秀
结构选型对比分析  ©林同棪国际中国
桁架结构施工现场  摄影:祝晓峰

阶梯桥面与桥梁常规做法有所区别,并非在连续的斜桥面上通过垫高呈现出阶梯效果,而是直接将若干视觉上分离的桥面进行叠合。这种布置方式带来了对于桥面横向稳定性的担忧,因此我们对各阶平面的连接做法进行了专门研究。

 

阶梯桥面三维模型示意  ©山水秀
阶梯桥面结构节点设计草图  ©张准/和作结构建筑研究所

在实施的构造中,桥面台阶处的桥面板通过竖板连接成整体,成为吊杆间的横向组合梁,同时为了呈现出分离的效果,我们在其端部吊杆位置做了局部镂空设计,并利用穿设吊杆的钢套管将两层桥面加以连接。

 

桥面施工现场  摄影:周延
桥身建成实景  摄影:锐境建筑空间摄影

桥面建成实景  摄影:锐境建筑空间摄影

经参建各方的共同努力,最终的完成效果基本满足了建筑的设想及细部要求。力学、构造上的结构构思,在潜移默化中实现了“家”的尺度与完形。

 

 

设计图纸 ▽

 

总平面图  ©山水秀
平面图  ©山水秀

剖面图  ©山水秀

节点详图  ©山水秀

 

完整项目信息

项目名称:九间廊桥

项目功能:步行桥

项目地点:江苏省南京市江宁区江苏省园博会园博村

业主:江苏园博园建设开发有限公司

桥身面积:400平方米

跨度:37.8米

设计/建成时间:2019/2022

建筑设计:山水秀建筑事务所

设计小组:祝晓峰,周延,李启同

结构顾问:张准/和作结构建筑研究所

合作设计单位:林同棪国际工程咨询(中国)有限公司

结构系统:钢桁架折板拱+混凝土剪力墙支座

建筑材料:钛锌板、CLT实木板、黑钛不锈钢、有机硅涂料、竹帘、CLT实木板木地板、不锈钢金属网、穿孔铝板、现浇清水混凝土(小木模版表面和水洗卵石子表面)


版权声明:本文由山水秀建筑事务所授权发布。欢迎转发,禁止以有方编辑版本转载。
投稿邮箱:media@archiposition.com

关键词:
南京
基础设施
山水秀建筑事务所
江苏
项目
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maaaz

10个月前

整体还是很有想法有意思的 唯一白色吊杆有点丑
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