2020年滬蘇交界處聯(lián)通著蘇州吳江與上海青浦兩岸的環(huán)元蕩貫通橋項(xiàng)目。
元蕩橋全長(zhǎng)586米，整體設(shè)計(jì)以“同心結(jié)”為理念，體現(xiàn)青浦與吳江兩地同心共治的發(fā)展愿景。橋身造型如同一條緞帶，其上揉和湖水柔波元素的橋上欄桿，與元蕩湖上的盈盈水波交相呼應(yīng)，形成和諧統(tǒng)一的生態(tài)景觀體系。橋上景亭的靈感源自當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)雕塑的太湖石景亭，猶如一顆璀璨的明珠，鑲嵌于宛如玉帶的元蕩橋之上。景亭設(shè)計(jì)采用參數(shù)化數(shù)字建模技術(shù)，創(chuàng)造了既是雕塑又是游樂(lè)場(chǎng)的多孔墻。
縱觀整座元蕩橋，景亭雨棚是它最大的亮點(diǎn)。整個(gè)雨棚輕薄如飄帶，在全長(zhǎng)77m、端部懸挑4m的情況下，其厚度竟僅為100mm，邊緣區(qū)域的厚度甚至縮小到了僅僅6mm。配合直徑89mm的極細(xì)支撐柱，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，這座雨棚猶如一頁(yè)被精心裁剪的宣紙漂浮于橋面紙上，薄如蟬翼，振翅欲飛。整個(gè)雨棚幾乎看不見任何顯眼的接縫或橫梁，好似沒(méi)有重量般地落在立柱之上，其對(duì)于“輕薄”與“平整”的體現(xiàn)遠(yuǎn)勝于之前提及的案例。為什么這懸挑4m的雨棚能做到幾乎看不到厚度、看不到結(jié)構(gòu)？這是因?yàn)樵擁?xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師采用了一種可以同時(shí)勝任這兩項(xiàng)要求的新技術(shù)：板桁架。
板桁架是一種創(chuàng)新鋼結(jié)構(gòu)，采用上下兩塊鋼板代替?zhèn)鹘y(tǒng)桁架，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上下弦桿，并配以高品質(zhì)涂裝同時(shí)充當(dāng)建筑完成裝飾面，建筑、結(jié)構(gòu)的和諧統(tǒng)一。相對(duì)于傳統(tǒng)網(wǎng)架而言，板桁架結(jié)構(gòu)剛度和抗彎模量得以大幅提升。其主要特點(diǎn)就是超薄，是一種實(shí)現(xiàn)輕薄屋面的技術(shù)方案。
板桁架的建筑完成厚度可以做到50mm~100mm，邊緣厚度甚至可以做到5mm，可實(shí)現(xiàn)100mm的板桁架具備8m的懸挑能力。此外，由于板桁架具有良好的雙向傳力性能，建筑師可以根據(jù)空間要求靈活的布置立柱，而不必像常規(guī)梁式結(jié)構(gòu)一樣必須考慮與上部結(jié)構(gòu)的關(guān)系。這大大實(shí)現(xiàn)了在自然景觀中通過(guò)板桁架技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑實(shí)用性與自然的融合。
為了使板桁架技術(shù)在更多的項(xiàng)目中發(fā)揮其輕薄的優(yōu)勢(shì)，我們將板桁架技術(shù)進(jìn)行了產(chǎn)品化打造，大大降低了輕薄屋面的使用門檻。這樣帶來(lái)的好處是：
1. 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，建立了設(shè)計(jì)庫(kù)。設(shè)計(jì)變得比較簡(jiǎn)單。雖然仍然需要借助高級(jí)分析軟件進(jìn)行有限元分析，然而由于將一部分標(biāo)準(zhǔn)化工作前置，設(shè)計(jì)費(fèi)將不再高昂，設(shè)計(jì)時(shí)間也變得更快，滿足項(xiàng)目快速的要求。
同時(shí)，我們也研究了通過(guò)遺傳算法獲取最有力的立柱布置方案，使得設(shè)計(jì)速度大幅加快，合理性大幅加強(qiáng)。
2. 生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，泰大創(chuàng)新聯(lián)合工廠進(jìn)行生產(chǎn)工藝攻關(guān)，可以快速完成項(xiàng)目的生產(chǎn)，而不是每一個(gè)工程都需要尋找合適的工廠加工?？梢愿鶕?jù)標(biāo)準(zhǔn)化的庫(kù)存件，現(xiàn)場(chǎng)完成裝配式快速拼裝。
3. 成本降低。
(1) 當(dāng)工程變成了產(chǎn)品，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化以后，造價(jià)自然就大幅降低了。
(2) 通過(guò)有限元分析的結(jié)果，優(yōu)化板厚
(3) 建筑即結(jié)構(gòu)，無(wú)需鋁板裝飾。這樣節(jié)省的鋁板成本，足以用來(lái)做板桁架的結(jié)構(gòu)了。