廣東省建筑設(shè)計研究院“超級工程 背后的 超級智慧”

圖1 收費大棚

2018年10月23日上午，舉世矚目的港珠澳大橋開通儀式在珠海舉行，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習(xí)近平出席儀式并宣布港珠澳大橋正式開通。港珠澳大橋跨越伶仃洋，東接香港特別行政區(qū)，西接廣東省珠海市和澳門特別行政區(qū)，總長約55公里，是“一國兩制”下粵港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程。大橋開通對推進粵港澳大灣區(qū)建設(shè)具有重大意義。

在這項舉世矚目的世紀工程中，廣東省建筑設(shè)計研究院有幸承擔(dān)了大橋管理區(qū)（含收費大棚）、管理養(yǎng)護中心的房建設(shè)計工作，以及大橋東、西人工島的結(jié)構(gòu)專業(yè)咨詢工作。我們本著科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度、提供熱情周到的服務(wù)、追求高品質(zhì)的工匠精神，經(jīng)過全體人員的不懈努力，實實在在地“干出”了一番成績，為大橋的運營維護提供了有力保障。工程建成后，受到業(yè)主的高度評價，開啟了我院參與粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的新時代。

明確目標，建設(shè)世界級跨海通道

港珠澳大橋房建工程是大橋整體建設(shè)的有機組成部分，主要設(shè)計范圍包括珠海、澳門口岸人工島上的大橋管理區(qū)和設(shè)置在珠海十字門中央商務(wù)區(qū)內(nèi)的管理養(yǎng)護中心。大橋管理區(qū)為珠海、澳門的口岸人工島與港珠澳大橋的銜接過渡區(qū)域，收費大棚為港珠澳大橋入口處的標志性門戶建筑，管理養(yǎng)護中心為港珠澳大橋營運期間大橋管理局的辦公、后勤基地。其中，大橋管理區(qū)占地約30萬平方米，建筑面積約0.8萬平方米，建筑密度3.17%，綠地率53.7%，區(qū)內(nèi)建筑包括收費大棚（含20車道主線收費島）、收費及養(yǎng)護辦公樓、救援樓、備品備件普通倉庫等附屬設(shè)施用房。管理養(yǎng)護中心占地面積3.67萬平方米，建筑面積2.47萬平方米，建筑密度20.3%，綠地率65%，區(qū)內(nèi)建筑群體包括綜合辦公樓（含監(jiān)控大廳、展覽中心及檔案館）、宿舍（含餐廳）、多功能禮堂等附屬設(shè)施用房。

基于中央、三地政府和兩岸三地人民的要求及項目的深遠影響，港珠澳大橋管理局從踐行科學(xué)發(fā)展觀出發(fā)，將港珠澳大橋的建設(shè)目標定位為：“建設(shè)世界級跨海通道、為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)、成為地標性建筑?！?/p>

港珠澳大橋房建工程的建設(shè)目標為滿足大橋高速行車的管理要求，為人們提供安全、快捷、美觀的綜合行車環(huán)境，以及優(yōu)質(zhì)、方便、舒適的配套服務(wù)。為了實現(xiàn)這一目標，房建工程需要對公路進行監(jiān)控、通信、收費等營運方面的管理，在設(shè)計中需將大橋管理區(qū)、管理養(yǎng)護中心的建設(shè)列為必不可少的附屬建設(shè)項目，要求與大橋高速公路同時完成使用。房建工程能為大橋路段的正常運行提供管理、收費、監(jiān)控、養(yǎng)護、拯救、服務(wù)等一系列功能設(shè)施。

收費大棚是港珠澳大橋的入口，其地理位置十分突出，是向全世界展現(xiàn)了中國基建風(fēng)采的“國之大門”。因此，其總體規(guī)劃設(shè)計、房建設(shè)計、綠化設(shè)計等各方面都需要結(jié)合象征意義，做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一、風(fēng)格一致，力爭使該區(qū)域成為港珠澳大橋工程的國家門戶景觀。

管理養(yǎng)護中心的建設(shè)目標是“為大橋和所管轄的道路提供一個高效、高質(zhì)的安全運行環(huán)境”，因此在整體規(guī)劃設(shè)計中，需強化其功能意義、企業(yè)文化意義、地域特色意義，創(chuàng)造一個“舒適高質(zhì)、綠色辦公、綠意生態(tài)、自然和諧”的管理環(huán)境。

破解難點，助力地標性門戶建筑建設(shè)

在建筑的設(shè)計過程中，項目設(shè)計面臨著“如何展現(xiàn)國家形象、如何應(yīng)對工程限額設(shè)計要求、如何展現(xiàn)企業(yè)文化內(nèi)涵、如何突出建筑地域特色”等挑戰(zhàn)。

項目位于廣東省珠海市內(nèi)，地處北回歸線以南的低緯度亞熱帶季風(fēng)區(qū)，屬亞熱帶海洋性氣候，日照充足，終年氣溫較高，日溫差小，5月至9月為集中降雨期。對珠海市影響較大的災(zāi)害性天氣包括臺風(fēng)、暴雨、冷空氣、強風(fēng)和寒露風(fēng)等。

大橋管理區(qū)位于珠海、澳門口岸填海人工島內(nèi)，地塊地形平坦，呈三角半島形態(tài)，海岸圍合、視野開闊。區(qū)內(nèi)建筑需考慮極端臺風(fēng)暴雨天氣、不穩(wěn)定地基、臨海景觀、與橋梁工程、交通工程的設(shè)計接口界面等問題，綜合考慮建筑場地的地形、地質(zhì)、朝向、環(huán)境等因素，并結(jié)合場地的功能要求，總體設(shè)計需充分體現(xiàn)其象征意義和功能合理化的場所精神，并注重收費大棚的設(shè)計，使之成為地標性門戶建筑。

管理養(yǎng)護中心場址周邊山體起伏連綿，建筑地塊位于山谷之間，用地高差變化大，設(shè)計對用地的地形地貌等自然條件進行了深入研究，進行了多種方案比較。房建選址根據(jù)高程規(guī)劃條件等進行了全面整體考量，因地制宜、選材恰當、控制投資，滿足使用功能要求，確保交通流線清晰、建筑物布置合理。同時，還考慮建筑與周圍環(huán)境的有機結(jié)合，自然景觀融入建筑，建筑又突顯企業(yè)文化及突出地域特色，做到設(shè)計的經(jīng)濟、適用及美觀，創(chuàng)造出一個良好的工作、服務(wù)、休息的管理養(yǎng)護中心環(huán)境。

房建工程不僅重視使用上的功能，還注重其在精神方面的作用。建筑造型以極簡的設(shè)計手法、明快的色調(diào)、簡約的材料、典雅大方的形體構(gòu)成，體現(xiàn)了國家門戶標志性及交通企業(yè)的形象，成為資源合理利用、具地域特色的可持續(xù)性建筑。

建筑立面設(shè)計還包含大樓標識、廣告和燈光設(shè)計。燈光設(shè)計方面結(jié)合建筑形體及整體環(huán)境，考慮泛光燈、射燈、景觀照明、地?zé)舻纫归g照明設(shè)計，營造出富有特色的夜景照明效果，立面燈光處理展現(xiàn)了交通企業(yè)文化及大橋場所精神等寓意。

景觀設(shè)計方面，室外環(huán)境設(shè)計充分強調(diào)場所精神并具嶺南園林特色。建筑室內(nèi)公共區(qū)域及屋頂設(shè)計綠化平臺與周圍綠化景觀相協(xié)調(diào)，達到室內(nèi)外景觀相交融的效果。

圖2 港珠澳大橋主體工程總體布置圖

圖3 大橋管理區(qū)總平面布置圖

圖4 收費大棚入口

圖5 管理養(yǎng)護中心總平面布置圖

按照港珠澳大橋工程的性質(zhì)特點和技術(shù)要求，廣東省院成立專門了設(shè)計項目組，技術(shù)上總工程師嚴格審批和把關(guān)，負責(zé)有關(guān)技術(shù)質(zhì)量；技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)骨干擔(dān)任項目負責(zé)人及專業(yè)負責(zé)人，設(shè)計組集合各專業(yè)最優(yōu)秀設(shè)計人員，全身心投入該項目設(shè)計工作，確保設(shè)計隊伍的穩(wěn)定性和連續(xù)性，有效保證了項目按預(yù)定設(shè)計進度順利推進。

匠心卓越，處處彰顯設(shè)計智慧

大橋管理區(qū)大橋管理區(qū)位于珠海、澳門口岸人工島內(nèi)，總體規(guī)劃設(shè)計中，收費大棚作為標志性門戶建筑位于構(gòu)圖中心，地處大橋起點的中心位置，同時為地塊的高程最高點，既滿足其收費功能要求，同時又可以突出收費大棚的建筑地位。其余配套設(shè)備用房分別位于收費大棚相鄰區(qū)域，便于收費大棚及大橋的日常營運管理、養(yǎng)護。地塊景觀設(shè)計結(jié)合人工島特色，模仿海水的流動性，整體呈線性交錯布置，形成立體歡樂的綠色波浪，向前張力趨勢明顯，象征三地聯(lián)系緊密、合作共進、經(jīng)濟騰飛。

收費大棚高度(桅桿最高點)為53.64米，建筑層數(shù)1層。平面投影呈月牙形，長度約170米，月牙最寬處約22米，正立面近似拱形，拱兩端落地。收費大棚采用“桅桿（塔柱）+拉索+大跨度”的曲面鋼結(jié)構(gòu)，屋面采用固定雙層夾膠玻璃及單層鋁板結(jié)合形式，增強收費大棚屋面抗風(fēng)擋雨功能。其中，主結(jié)構(gòu)采用大跨度曲面鋼結(jié)構(gòu)，下部采用“V”形斜鋼柱支承和兩端落地支承，上部采用高強度鋼拉索呈放射形拉結(jié)，拉索上端點固定于錐形斜桅桿（塔柱）處，桅桿采用鋼結(jié)構(gòu)與鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。

收費及養(yǎng)護辦公樓高10.65米，建筑層數(shù)2層。救援樓高6.93米，建筑層數(shù)1層。兩幢樓分居收費大棚兩側(cè)地塊內(nèi)，其立面均采用重復(fù)韻律感強、構(gòu)造柱及幕墻相間的立面形式，保證了室內(nèi)采光通風(fēng)要求，且與大橋橋墩整體造型風(fēng)格相呼應(yīng)。外墻選用白色漆料，立面風(fēng)格明亮干凈，簡潔樸素、氣質(zhì)脫俗、色彩醒目、象征性強，易與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。屋面采用綠化屋面形式，能降低能耗，與地塊景觀綠化相融合。

備品備件普通倉庫位于地塊西側(cè)，高9.9米，建筑層數(shù)1層。備用備品倉庫與周邊大橋匝道連接便捷，便于材料與工具運輸。其內(nèi)部空間高度較高，適宜儲藏物品。設(shè)計時減少開窗面積，便于物品儲藏，外墻同樣選用白色漆料，與大橋管理區(qū)附屬建筑風(fēng)格統(tǒng)一。

大橋管理區(qū)建筑群體輪廓起伏有致、虛實有序，充分考慮了不同角度的景觀視覺效果。收費大棚造型獨特，呈彎月型橫跨于橋面，氣勢恢弘。附近收費及養(yǎng)護辦公樓、救援樓等附屬建筑與區(qū)內(nèi)綠化景觀融為一體，形成順應(yīng)行車方向的簡潔流暢的帶狀空間組合序列，與港珠澳大橋獨特工程技術(shù)文化相吻合，頗具時代特色。

管理養(yǎng)護中心管理養(yǎng)護中心以“筑隱于山，橋渡靈溪”為建筑創(chuàng)作設(shè)計理念。項目場址位于珠海十字門中央商務(wù)區(qū)內(nèi)，周邊山形起伏連綿，四面環(huán)抱，一隅開陽；建筑地塊位于山谷之間，山泉溪流穿越而過，場址內(nèi)有水庫、溪水、山塘等多樣原生水系形態(tài)。整體環(huán)境或靜默、或低鳴、或影山、或?qū)υ?，山水相依、林深泉鳴、天地共靈。

處理好建筑與環(huán)境的關(guān)系是本項目的首要考慮。廣東省建筑設(shè)計研究院設(shè)計師經(jīng)過反復(fù)的權(quán)衡及比選，最終采用了“藏與隱”的設(shè)計方式。建筑形體表達讓位于自然環(huán)境，突出山體、果林、溪水，人工與造化相容。建筑群體采用化整為零，分散布局的方式，降低建筑樓層，并與原始地形充分結(jié)合，盡量弱化建筑的體量感。建筑設(shè)計還保留了地形中大片原生的龍眼樹林，以低成本的方式為業(yè)主營造出難得的山林園景。各單體利用地形高低錯落，形成多變豐富的架空場所，在有限的地塊范圍內(nèi)，有效擴展了建筑的使用空間，并為管理局員工提供了全方位的使用便利和體驗。

綜合辦公樓為地面4層、地下2層的建筑，總建筑面積1.31萬平方米，建筑主體于地塊中部一字展開，沿地形自然曲折，面向入口呈環(huán)抱之態(tài)。檔案館、展覽中心沿中部水系蜿蜒布設(shè)，外部回廊環(huán)繞，與園景相映成趣。監(jiān)控大廳融入山體，呈靜合之勢。餐廳為地面1層，其臨水而筑，西聞流水潺潺，東觀山林水秀，盡攬開敞之景。多功能禮堂為地面1層，建筑面積約850平方米，其獨踞一隅，背山面水，平淡、歸真。宿舍共七幢，為地面6層、地下1層建筑，建筑面積共1.08萬平方米，設(shè)計打破傳統(tǒng)格局，化整為零，依山就勢，錯落有致，建筑或臨溪、或面水、或聽澗，依山傍水，鳥語疊翠，猶如世外桃源。

管理養(yǎng)護中心主體建筑以極簡的設(shè)計手法，極富韻律及節(jié)奏的建筑語言和線條，塑造點線結(jié)合的空間形態(tài)，充分表達出了建筑的品格。立柱式圍墻，豎向線條的建筑立面，扁鋼構(gòu)造欄桿，無不呼應(yīng)港珠澳大橋的工程技術(shù)個性與文脈。外墻統(tǒng)一明快的白色基調(diào)與環(huán)境相得益彰，配以國畫般黑白灰的色調(diào)層次，充分體現(xiàn)了仕隱自如的澹然情懷。

基于國家政策及工程造價的限制，建筑外墻裝飾無法采用造價較高的石材及金屬板材，同時為配合極簡的造型手法，客觀上也要求外立面的裝飾面材少做或不做分隔；而外掛式板材氣質(zhì)外露張揚，與建筑隱逸、低調(diào)的個性也難以協(xié)調(diào)。項目團隊最終決定采用涂料作為外飾面主材，經(jīng)過多家供應(yīng)商現(xiàn)場樣板比選確認及實際案例考察，選定進口彈性涂料作為實施材料。外窗鋁材及欄桿選用深灰色氟碳噴涂工藝，與簡約的細節(jié)設(shè)計搭配，凸顯粗料精做的效果、精致的工藝和設(shè)計匠心。

圖6 管理養(yǎng)護中心建筑群體

圖7 綜合辦公樓入口

圖8 宿舍

“溪水伴塘一線開，天光筑影共徘徊。”光，塑造建筑的形態(tài)，勾勒空間的靈魂。不同的光影形態(tài)，或直接、或間接、或反射，回應(yīng)著各自的功能需求，刻劃建筑的性格。

建筑景觀充分利用原有山谷地形地貌，營造多維度自然園景，引泉水、曲溪水、疊流水，水筑交融；建筑形態(tài)隨山地起伏形成多層次景觀平臺，建筑空間遠借山景，近取水景。地塊北面保留原山坡果園的坡地景觀，徘徊其間，可體驗回歸自然的野趣。

建筑連廊或開或合，或曲或折，若隱若現(xiàn)地蜿蜒于山水之間。連廊將分散的建筑形態(tài)連成整體，為高溫多雨的氣候條件創(chuàng)造了全天候的步行通道，行走其間，步移景異，景隨身動，觀山起山伏，賞云卷云舒，聽水緩溪急，品世間百態(tài)，好不心曠神怡。

橋，跨山、臥溪、伴塘，人們于橋上，或停、或行、或觀、或言、或聽、或思。橋，一邊連接此岸，一邊通向彼岸。橋梁工程師用自己的智慧和技術(shù)，跨越山水的阻隔，為人們架設(shè)出行的坦途；建筑師借筑抒懷，寓情于景，筑隱于山，橋渡靈溪，為身處世俗的人們構(gòu)筑心靈出世之道。在這里，可以體驗陶淵明“采菊東籬下，悠然見南山”的致遠境界；山中之橋與海上之橋遙相呼應(yīng)，激勵奮發(fā)向上的治世抱負。

管理養(yǎng)護中心的設(shè)計因地制宜，體現(xiàn)了建筑與自然環(huán)境高度契合、人與山水的自然融合，實現(xiàn)了建筑實用性與藝術(shù)性的高度統(tǒng)一，為管理局創(chuàng)造出一個環(huán)保、舒適、優(yōu)美的工作、服務(wù)、休息環(huán)境。

全程攻關(guān)，確保工程圓滿完工

由于收費大棚處于沿海臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)，可能常遇多種惡劣天氣，大棚結(jié)構(gòu)及屋面形式需對各種惡劣天氣進行綜合考慮。

收費大棚為大跨度柔性屋面結(jié)構(gòu)，體型不規(guī)則。此結(jié)構(gòu)屬風(fēng)敏感柔性結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)自振周期與自然風(fēng)的卓越周期較接近且阻尼較小，因而風(fēng)荷載成為控制結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要荷載之一。我國現(xiàn)行規(guī)范對于該復(fù)雜結(jié)構(gòu)的風(fēng)振系數(shù)沒有給出相應(yīng)的數(shù)據(jù)和計算方法。為了保證收費大棚結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全、經(jīng)濟、合理，廣東省院項目團隊對收費大棚進行了建筑物表面風(fēng)壓的風(fēng)洞模擬試驗，通過反復(fù)多次試驗、分析計算，得出結(jié)構(gòu)設(shè)計參考計算數(shù)據(jù)，使收費大棚的抗風(fēng)安全性大幅提高。至今，收費大棚經(jīng)受住了2017年“天鴿”及2018年“山竹”兩次超強臺風(fēng)的嚴竣考驗，其結(jié)構(gòu)設(shè)計具備足夠的抗風(fēng)能力和較高的安全系數(shù)。

為更好推進管理養(yǎng)護中心功能與方案設(shè)計工作，廣東省院分別對廣東省廣韶管理中心、惠河管理中心以及龍華管理中心進行了實地調(diào)研，并與管理局業(yè)主充分溝通，研究分析大橋管理維護單位的企業(yè)文化、功能配置、使用需求等。

廣東省院項目團隊在設(shè)計過程中遵循功能適用、經(jīng)濟合理、造型美觀的原則，在限額設(shè)計范圍內(nèi)充分運用性價比分析、技術(shù)經(jīng)濟比較等手段，對設(shè)計方案進行多次優(yōu)化比選，選取簡約價廉材料，合理利用地形地貌資源，堅持“技術(shù)綜合平衡”和“經(jīng)濟綜合平衡”的設(shè)計理念，使項目設(shè)計達到先進、實用、經(jīng)濟的目標，同時堅持在設(shè)計過程采用“新技術(shù)、新工藝、新材料和新方法”，確保工程“實用、經(jīng)濟、美觀、安全”，有效控制工程造價。

為了彰顯粗料精作，美化建筑細節(jié)，在施工圖設(shè)計中，廣東省院對材料特性研究及進行現(xiàn)場對比選樣，通過對構(gòu)造細節(jié)反復(fù)調(diào)研、方案比選和造價對比分析，項目團隊創(chuàng)作并完善了大量節(jié)點構(gòu)造大樣，保證了工程造價、設(shè)計細節(jié)、接口質(zhì)量，也保證了節(jié)點大樣在工程實施時的實際可操作性，并明確提出工藝要求，便于施工過程中的標準化工作，組織采用統(tǒng)一的模數(shù)、參數(shù)和標準構(gòu)配件，大力推廣標準設(shè)計的運用，達到控制、實現(xiàn)節(jié)約投資的目的。

圖9 連廊

圖10 多功能禮堂

圖11 餐廳

創(chuàng)作設(shè)計中，項目遵循可持續(xù)發(fā)展的基本原則，將自然環(huán)境，人文情懷與企業(yè)文化共冶一隅。室外泛光照明能豐富建筑夜間形象，為了讓建筑夜間形象鮮明并節(jié)能環(huán)保，廣東省院組織開展了泛光照明設(shè)計方案研究。在項目中，項目團隊對建筑立面豎向柱子、建筑屋面、建筑外墻、綠化平臺、天橋地面、連廊柱子、園路等進行照明設(shè)計，根據(jù)建筑樓體的造型風(fēng)格及功能特性，外墻泛光照明的光色多采用黃、白兩種光色。照明系統(tǒng)采用智能控制照明的方法，以自動、手動控制，實行重大節(jié)日、平時及深夜不同時間段的控制手法，遵循節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展原則，通過智能照明控制系統(tǒng)，將建筑樓體打造成節(jié)能環(huán)保的燈光工程。

泛光照明設(shè)計明確建筑結(jié)構(gòu)，根據(jù)建筑外觀特點，與周邊環(huán)境進行綜合考慮，從光環(huán)境的需求和審美意識出發(fā)，做到功能與美觀相結(jié)合。強化建筑的空間特征，突出架空層、連廊、天橋、園路輪廓，展露建筑夜間的氣息形象，使室外的構(gòu)筑物或景觀場地比周圍環(huán)境明亮，讓建筑功能性與景觀性結(jié)合起來，突出環(huán)境的特色，并與山水自然相融合，刻畫出建筑的細節(jié)。墻面的斑駁樹影隨風(fēng)而動，建筑與庭園植物相映成趣，點、線、面組合打造光的形態(tài)，令建筑夜間形象鮮明。

在工程施工階段，廣東省院積極對關(guān)鍵的、新的施工工藝進行指導(dǎo)施工。為保證工程質(zhì)量，以重要樣板先行原則，指導(dǎo)樣板制作，完成看樣定板任務(wù)。經(jīng)常到工地巡視及檢查，并出具工地巡查報告。對現(xiàn)場問題進行校核或協(xié)商，提出有關(guān)意見，使工程勿因疑問而擱置；如發(fā)現(xiàn)施工中的各種問題，及時向施工、監(jiān)理單位提出解決辦法，以免影響工程施工。

在港珠澳大橋項目建設(shè)中，廣東省院本著科學(xué)的態(tài)度、熱情的服務(wù)、不厭其煩地追求高品質(zhì)設(shè)計成果的精神，圓滿完成了房建工程方案優(yōu)化及調(diào)整工作，積極配合解決施工現(xiàn)場存在問題，為房建工程設(shè)計和施工現(xiàn)場配合工作付出了巨大的努力，確保了港珠澳大橋房建工程按時、保質(zhì)完成?？v觀項目始末，廣東省院積累了諸多寶貴經(jīng)驗：

第一，重大工程項目既需要技術(shù)的創(chuàng)新與支撐，更需要人文精神的融入與建筑師的智慧。

第二，前期方案的深度思考對后期工程實施有戰(zhàn)略性的影響。

第三，建筑的品質(zhì)高低并不取決于材料的貴賤、低廉，普通的材料同樣可以塑造高雅而精致的建筑品位。

第四，好的設(shè)計作品既有賴于前期設(shè)計的細致嚴謹，更需在后期實施過程中孜孜不倦地深入現(xiàn)場親力親為。

“社會主義是干出來的，新時代也是干出來的”，習(xí)近平總書記在港珠澳大橋上的寄語鼓舞人心、催人奮進。作為大橋參建單位，廣東省院能得到業(yè)主方的高度認可我們倍感自豪。未來，廣東省院將以習(xí)總書記的重要講話精神為強大動力，大力弘揚實干精神和逢山開路、遇水搭橋的奮斗精神，守正鼎新，營造臻品，為粵港澳大灣區(qū)建設(shè)再出精品、再立新功。