天門懸廊：世界第一單懸臂獨(dú)塔玻璃懸挑廊橋

霍婧

【摘要】2019年6月5日，廣東清遠(yuǎn)黃騰峽景區(qū)“天門懸廊”建成開放。廊橋占地面積約830平方米，玻璃廊橋主塔高度約71米，塔身高度約25米。主塔拉索懸挑40米。世界記錄協(xié)會認(rèn)證頒發(fā)的世界最長的玻璃懸廊、世界最寬的玻璃懸廊、世界單柱懸挑最長的玻璃懸廊、世界單柱懸挑最高的玻璃懸廊、世界單片玻璃面積最大的玻璃懸廊等世界記錄證書。

【關(guān)鍵詞】玻璃廊橋;世界;清遠(yuǎn)黃騰峽

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.155

2019年6月5日，清遠(yuǎn)市黃騰峽景區(qū)內(nèi)，由世界記錄協(xié)會認(rèn)證頒發(fā)的世界最長的玻璃懸廊、世界最寬的玻璃懸廊、世界單柱懸挑最長的玻璃懸廊、世界單柱懸挑最高的玻璃懸廊、世界單片玻璃面積最大的玻璃懸廊正式向公眾開放使用。

2017年底我院接到業(yè)主的委托，想要在景區(qū)內(nèi)打造一座玻璃廊橋，接到委托后，我們對現(xiàn)場進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場山勢較其余已建成的玻璃廊橋山勢而言，不夠險峻，例如我院另一個項(xiàng)目云陽龍缸景區(qū)的“云端廊橋”，就坐落于海拔1010米高懸崖上，而本項(xiàng)目山體高度海拔僅約683米左右。針對此條件，經(jīng)過和業(yè)主的溝通確認(rèn)，我們最后選擇采用單柱懸挑式結(jié)構(gòu)，讓廊橋盡可能多的懸挑于山體外側(cè)，讓游客感受處于山頂凌空的刺激與冒險的激情，平面設(shè)計為“網(wǎng)球拍”形，底部為三層夾膠鋼化防滑玻璃，通過底部的鋼構(gòu)進(jìn)行懸挑使之形成一體。

1、建筑設(shè)計理念

玻璃廊橋設(shè)計理念為因地制宜，結(jié)合現(xiàn)有場地，設(shè)置3根單柱，以景觀與建筑相結(jié)合的手法共同孕育出整個項(xiàng)目。玻璃廊橋整體采用鋼結(jié)構(gòu)，以結(jié)構(gòu)美學(xué)作為外立面，采用現(xiàn)代直線與曲線相結(jié)合，通過玻璃和銀白色鋼結(jié)構(gòu)的相間交叉處理，形成虛實(shí)的對比的序列關(guān)系，以滿足不同方向的視覺感受。

景觀廊橋由三個鋼混結(jié)構(gòu)的巨型立柱支撐，外觀如同雙球拍交叉立于高山之上，直指云天，被廣大游客形象的稱為“大球拍”。景觀廊橋離地垂直高度達(dá)500米，此高度是廣東目前玻璃廊橋同類產(chǎn)品的4-5倍。廊橋本次采用的最大單片玻璃面積達(dá)到15平方米，等同于一間臥室大小，并因此成為世界單片玻璃面積非常大的玻璃廊橋。

廊橋采用現(xiàn)代直線與曲線相結(jié)合的設(shè)計風(fēng)格，通過玻璃材質(zhì)和銀色鋼材的相間交叉處理，形成虛實(shí)對比的序列關(guān)系，以滿足不同方向視覺均較豐富、完成。

廊橋整體形態(tài)結(jié)合結(jié)構(gòu)形式，采用端頭拉索結(jié)構(gòu)形式，充分體現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)造，展現(xiàn)結(jié)構(gòu)形態(tài)。

2、玻璃廊橋結(jié)構(gòu)設(shè)計

玻璃廊橋總長度120米左右，廊橋?qū)挾?米，單柱圓環(huán)懸挑為40米，圓環(huán)寬度為3.4米。玻璃廊橋主塔高度約74米，塔身高度約25米。主塔拉索懸挑40米。

玻璃廊橋主要采用單懸臂獨(dú)塔稀索體系斜拉橋，全橋共設(shè)置2*3對斜拉索，主橋跨按圖所示從左向右依次為40米（懸臂）+40米+43米，其中單懸臂長度40米。

邊跨沒有輔助墩，主梁由鋼縱梁和鋼橫梁組成，其中非懸挑段主梁，兩側(cè)主縱梁采用箱型截面，梁高1.5米，寬0.8米，箱形梁壁厚0.02米，中心間距4.2米;截面中部設(shè)有工字形小縱梁，梁高0.6米，翼緣寬度0.48米。橫梁為工形截面，梁高1.5米，翼緣寬度0.48米，橫梁縱間距2.5米。懸臂主梁的線形為橢圓形，其中鋼縱梁為非對稱箱型截面，內(nèi)測和外側(cè)箱梁分別為1.5米和0.8米，箱梁中心間距為2.8米，連接懸臂雙主梁的橫梁采用箱型截面，梁高0.4米，寬0.4米，平均縱間距2.04米，在由縱、橫梁相連而形成的梁格區(qū)域范圍內(nèi)，鋪設(shè)厚度為5厘米的透明玻璃，以做景觀橋面使用，欄桿高度為完成面1.2米，為格柵式透風(fēng)鋼護(hù)欄。

主塔和主墩均采用鋼絎架結(jié)構(gòu)，其中主墩74米，主塔高25米，總高度99米。主塔的主絎和腹桿均采用圓柱形構(gòu)件，如圖所示主絎和腹桿的截面尺寸分別為1.0米和0.4米。

過渡墩和輔助墩均采用圓柱形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，截面尺寸為4.0米，斜拉索直徑為D=0.2米。

3、本項(xiàng)目主要難點(diǎn)及設(shè)計所做工作

（1）本工程單塔高度及跨度均較大，設(shè)計中采用兩種軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行恒、活、風(fēng)、溫度及E1地震反應(yīng)譜分析，并對比計算結(jié)果，確保結(jié)構(gòu)計算模型的正確性。對結(jié)構(gòu)在E1水準(zhǔn)地震作用下進(jìn)行地震反應(yīng)譜分析和動力時程分析，并對比分析結(jié)果，且滿足規(guī)范的相關(guān)要求。對結(jié)構(gòu)重要部位進(jìn)行了有限元分析，研究局部應(yīng)力狀態(tài)的分布，判斷重要部位的構(gòu)造是否合理，保證了結(jié)構(gòu)的安全可靠。

（2）對結(jié)構(gòu)進(jìn)行E2水準(zhǔn)（罕遇地震）下的彈塑性動力時程分析，得到結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移響應(yīng)，以及鋼構(gòu)件的最大應(yīng)力比。結(jié)果表明：在大震作用下，結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)。

（3）本工程體型較復(fù)雜，為確保風(fēng)荷載取值準(zhǔn)確，本工程在湖南大學(xué)風(fēng)工程試驗(yàn)研究中心進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)，為風(fēng)荷載的正確取值提供了重要依據(jù)。在水平風(fēng)荷載作用下，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜風(fēng)穩(wěn)定性驗(yàn)算，結(jié)果表明：在各風(fēng)攻角下，靜風(fēng)失穩(wěn)風(fēng)速均大于靜風(fēng)檢驗(yàn)風(fēng)速，結(jié)構(gòu)靜風(fēng)穩(wěn)定性滿足要求。

（4）行人豎向激勵下，懸挑端豎向加速度超出人行舒適度要求。通過對本工程人致振動動力響應(yīng)進(jìn)行分析，采取了在懸挑端設(shè)置豎向TMD（調(diào)諧質(zhì)量阻尼器），達(dá)到減振效果，時程分析結(jié)果表明，增加了豎向TMD后懸挑端的豎向加速度滿足舒適度要求。

（5）行人橫向激勵和水平脈動風(fēng)激勵下，結(jié)構(gòu)的水平振動大于舒適度要求。采取了在懸挑端至懸挑中段區(qū)域設(shè)置多個水平TMD，并在2#墩（過渡墩）墩頂位置設(shè)置多個TMD，達(dá)到減振效果，時程分析結(jié)果表明，增加了水平TMD后懸挑端和2#墩頂?shù)乃郊铀俣软憫?yīng)滿足舒適度要求。

（6）本工程采用了全鋼結(jié)構(gòu)，梁柱節(jié)點(diǎn)是設(shè)計的重難點(diǎn)之一，設(shè)計過程中針對復(fù)雜重要的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了有限元分析，確保節(jié)點(diǎn)安全可靠。

（7）針對本工程后期施工過程，進(jìn)行了施工過程模擬，確定施工過程中各工況下結(jié)構(gòu)抗風(fēng)及自身應(yīng)力不超過屈服強(qiáng)度。

4、竣工使用

天門懸廊由黃騰峽生態(tài)旅游區(qū)斥資2.68億元，修建于險峻的漂流河道之上。懸廊外觀如同雙球拍交叉立于高山之上，直指云天，被廣大游客形象的稱為“大球拍”。據(jù)了解，黃騰峽天門懸廊離地垂直高度達(dá)500米，此高度是廣東目前玻璃廊橋同類產(chǎn)品的4-5倍。

相較于其他產(chǎn)品，本玻璃懸廊除了保持驚險刺激屬性外，我們充分發(fā)揮獨(dú)具創(chuàng)意能力，在500米高空的環(huán)形懸廊上安裝了音樂燈光水瀑系統(tǒng)，形成了總周長達(dá)168米的世界最大的環(huán)形音樂瀑布。天門懸廊音樂燈光水瀑系統(tǒng)不僅在白天給游客帶來“飛流直下三千尺”的震憾感受，亦能讓游客觀賞到陽光斜照環(huán)形瀑布時形成的空中彩虹，更能在夜幕降臨之際隨著環(huán)形音樂瀑布的燈光開啟，2000多只炫麗燈具的動態(tài)表演匯成了精彩的燈光盛宴，完全媲美夜色中的“小蠻腰”。同時，天門懸廊也是目前成為廣東省內(nèi)唯一的玻璃懸挑廊橋。

結(jié)語：

在項(xiàng)目開業(yè)之際，本項(xiàng)目也已得到了世界紀(jì)錄協(xié)會的認(rèn)可，世界紀(jì)錄協(xié)會認(rèn)證官給黃騰峽正式頒發(fā)了世界最長的玻璃懸廊、世界最寬的玻璃懸廊、世界上單柱懸挑最長的玻璃懸廊、世界上單柱懸挑最高的玻璃懸廊、世界上單片玻璃面積最大的玻璃懸廊、世界最大的環(huán)形音樂瀑布6個世界紀(jì)錄證書。

截至目前為止，業(yè)主已結(jié)合本項(xiàng)目，組織了多種娛樂旅游活動，收到了廣大游客的普遍認(rèn)可和好評。

參考文獻(xiàn)：

[1]絕壁上的天梯-懸挑玻璃景觀廊橋再創(chuàng)奇跡