工業(yè)化竹材廊屋設(shè)計(jì)探析
——以梅口埠廊橋?yàn)槔?/h1>
2023-02-09 03:15:32皇甫子玥南京大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院江蘇南京210000
安徽建筑 2023年1期 關(guān)鍵詞：方向結(jié)構(gòu)
皇甫子玥 （南京大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，江蘇 南京 210000）
1 工業(yè)化竹材與體系化建筑
1.1 工業(yè)化竹材特性與類(lèi)型
工業(yè)化竹材是將原竹分解為不同細(xì)小單元之后，再經(jīng)過(guò)一系列膠合壓制工藝經(jīng)改性強(qiáng)化成型的竹質(zhì)新材料，這種先分解后合成[1]的方式，有效克服了原竹較快老化、難以達(dá)到結(jié)構(gòu)性材料斷面、建造持久性的材料學(xué)問(wèn)題，大大擴(kuò)寬了竹材的應(yīng)用范圍。工業(yè)化竹材根據(jù)構(gòu)成單元和加工工藝的不同，可將其分為竹集成材、竹重組材、竹篾層積材[2]，其中，竹重組材的室外耐久性最好，集成材次之。同時(shí)，作為建筑用材從受力角度可分為結(jié)構(gòu)材和非結(jié)構(gòu)材，作為非結(jié)構(gòu)材可應(yīng)用于許多大型公共建筑場(chǎng)所的圍護(hù)材料、室內(nèi)外裝飾材料、竹墻板地板甚至家具，作為結(jié)構(gòu)材也可以構(gòu)建起整個(gè)建筑系統(tǒng)，建造屋架、樓板等承重鋼構(gòu)件。
1.2 工業(yè)化竹材體系化發(fā)展現(xiàn)狀
在探索高度和跨度的發(fā)展過(guò)程中，工業(yè)化竹材一方面逐漸呈現(xiàn)從材料、構(gòu)造到結(jié)構(gòu)上的技術(shù)復(fù)合趨勢(shì)，竹與木、竹與鋼、竹與混凝土等不同材料優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；另一方面則呈現(xiàn)體系化、預(yù)制裝配化。雖然中國(guó)竹建筑行業(yè)具有顯著的資源優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)前景，但是由于相關(guān)建造系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)體系、建筑技術(shù)和理論研究尚處于探索和實(shí)驗(yàn)階段，還沒(méi)有建立一套完整的工程類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，大部分都是參照工業(yè)化木材應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)來(lái)操作[3]，要將其發(fā)展為結(jié)構(gòu)材料以達(dá)到真正現(xiàn)代工業(yè)竹裝配式建筑，實(shí)現(xiàn)建造持久性和規(guī)?；瘧?yīng)用仍任重道遠(yuǎn)。當(dāng)下面對(duì)日漸增多的公路橋改建為步行橋需求，例如，中里廊橋[4]、石門(mén)廊橋的現(xiàn)代化改造，通過(guò)“廊屋設(shè)計(jì)”嫁接工業(yè)化竹材與建筑應(yīng)用的橋梁，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化竹材創(chuàng)新發(fā)展的契機(jī)。
2 梅口埠廊橋設(shè)計(jì)背景
2.1 橋體基本概況
梅口埠橋橫臥于福建南平松溪縣梅口村古埠頭，是一座建設(shè)于90年代的普通車(chē)行公路橋梁，全長(zhǎng)195.4m，橋面凈寬3.9m、總寬4.9m，整體為連續(xù)簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，采用預(yù)制T字梁方式建造，共有8個(gè)橋墩，每個(gè)橋墩之間的跨度為20m，無(wú)廊屋（圖1）。隨著周邊村鎮(zhèn)的建設(shè)和其他道路的發(fā)展，此橋的交通運(yùn)輸功能逐漸弱化且略顯荒涼，而近年來(lái)梅口古埠4A級(jí)旅游綜合景區(qū)的建設(shè)，給這座橋的未來(lái)帶來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)，開(kāi)發(fā)者提出要在現(xiàn)有跨河橋體結(jié)構(gòu)上增設(shè)廊屋，將其改造為一座兼顧景觀和實(shí)用意義的步行廊橋，使之不僅能成為梅口古埠景區(qū)的一個(gè)重要景觀節(jié)點(diǎn)，更能成為當(dāng)?shù)鼐用裥蓍e、娛樂(lè)和社交的公共活動(dòng)場(chǎng)所。
圖1 松溪梅口埠橋場(chǎng)地實(shí)景圖
2.2 廊橋設(shè)計(jì)需求
梅口埠橋在功能上將由公路橋改變?yōu)椴叫袠颍F(xiàn)有的橋體結(jié)構(gòu)狀況良好，基本可以保持不變，只是原公路橋設(shè)計(jì)資料無(wú)可查詢(xún)，出于安全考慮，對(duì)橋體結(jié)構(gòu)的干擾和增加的荷載應(yīng)盡可能減少。如果使用木材營(yíng)建傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)廊屋，其荷載過(guò)大容易危及橋體結(jié)構(gòu)安全。如果采用輕質(zhì)高強(qiáng)、結(jié)構(gòu)自重輕的工業(yè)化竹材作為橋面以上廊屋的主要材料，并通過(guò)竹裝配結(jié)構(gòu)和局部鋼結(jié)構(gòu)加固支撐來(lái)展開(kāi)廊屋設(shè)計(jì)，那么將極大降低新增廊屋重量。另外，松溪當(dāng)?shù)赜胸S富的竹林資源，就地取材也可極大節(jié)省成本，工業(yè)化竹材在當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)用能起到深刻的生態(tài)示范意義。
在實(shí)用需求上，梅口埠河流上游不遠(yuǎn)處有另一座跨河公路橋可滿(mǎn)足大部分車(chē)輛通行，梅口埠橋?qū)?chē)輛通行需求不高，在橋面建造滿(mǎn)鋪廊屋更需考慮適宜人體的高度。所以，對(duì)通行車(chē)輛類(lèi)型和高度做了相應(yīng)限定，只允許小型農(nóng)用車(chē)、摩托車(chē)通行，限高為3.3m，凈寬保持原來(lái)的3.9m，橋頭和橋面兩側(cè)分別增加休憩空間。
在景觀需求上，廊橋的整體形象在與周邊的自然環(huán)境協(xié)調(diào)的同時(shí)，也要突出自身的廊橋建筑特征，橋頭建筑也是梅口埠廊橋形象的重要展示面，連系著橋面和橋下空間，是人們最容易匯集的場(chǎng)所。
3 廊屋基本模數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)屋架
在設(shè)計(jì)之初，根據(jù)工業(yè)竹材料特性選定一套基本模數(shù)，是實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)配件、組合件能夠預(yù)制、互換、拓展以達(dá)工業(yè)化生產(chǎn)和裝配式安裝的基礎(chǔ)，廊屋設(shè)計(jì)基礎(chǔ)主要包括確定工業(yè)竹用材模數(shù)、斷面選用以及廊屋平面模數(shù)、梁架尺寸的確定，從而構(gòu)建出一榀標(biāo)準(zhǔn)屋架，并由標(biāo)準(zhǔn)屋架拓展出多種屋架變體，最終形成一個(gè)互相關(guān)聯(lián)的整體。
3.1 用材模數(shù)和斷面形式
工業(yè)竹桿件長(zhǎng)度一般限制在7m，斷面尺寸模數(shù)化[5]，每榀廊屋梁架均為標(biāo)準(zhǔn)組件，才能利于構(gòu)件加工和安裝。廊屋設(shè)計(jì)根據(jù)需求選用了5種由大到小的工業(yè)竹斷面尺寸60mm×180mm、60mm×120mm、60mm×60mm、80mm×80mm、40mm×40mm，其中：在垂直方向上使用60mm×120mm作為主柱、80mm×80mm截面組合四柱，水平方向上以60mm×180mm作為主梁、60mm×120mm作為縱向連系梁和檁條尺寸，40mm×40mm為扶手欄桿等次級(jí)結(jié)構(gòu)。采用組合柱梁系統(tǒng)[6]，將大尺寸的單柱單梁分解成小尺寸的雙柱、四柱組合，以達(dá)成相同的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（圖2），類(lèi)似于“一根筷子易折斷，一捆筷子抱成團(tuán)”的方式，將水平桿件構(gòu)件夾于內(nèi)側(cè)，這種方式較之于單梁?jiǎn)沃到y(tǒng),一是用材小且密度高、節(jié)約材料；二是提高結(jié)構(gòu)整體剛度的同時(shí)，減輕結(jié)構(gòu)自重；三是利于結(jié)構(gòu)用料斷面的小型化，易于拼接，方便生產(chǎn)、運(yùn)輸。
圖2 組合柱梁斷面可能性、節(jié)點(diǎn)原型和組合變體
3.2 標(biāo)準(zhǔn)屋架和變體屋架
單元模塊工業(yè)竹桿件斷面尺寸和組合柱梁系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，繼而需要統(tǒng)一定義廊屋屋架和橋體原始坐標(biāo)系，再通過(guò)平面模數(shù)和梁架尺寸的確定來(lái)建立標(biāo)準(zhǔn)屋架。原始坐標(biāo)系包括X、Y、Z三個(gè)方向，開(kāi)間（面闊）發(fā)展方向即橋的長(zhǎng)向定義為X方向，步架（進(jìn)深）發(fā)展方向即橋的橫向定義為Y方向，標(biāo)準(zhǔn)屋架即是在Y方向軸線上，垂直于X方向由立柱、縱橫向桿件組成的一榀梁架。
標(biāo)準(zhǔn)屋架的基本模數(shù)是根據(jù)現(xiàn)有橋體尺寸推導(dǎo)敲定的，現(xiàn)有橋體的平面參數(shù)一定程度上決定了廊屋梁架X、Y、Z三個(gè)方向的尺寸，廊屋的坡度大致采用福建當(dāng)?shù)鼐用裎蓓斊露群湍竟袄葮?3°的坡度，X方向由橋墩間距決定，Y方向由橋面寬度決定。
①標(biāo)準(zhǔn)屋架的設(shè)計(jì)依據(jù)是現(xiàn)存的Y方向橋體尺寸，原橋面寬3.9m，兩側(cè)有0.5m的凸起懸挑，在既有條件上將3.9m的橋面作為中間主要步行區(qū)，主體屋架在兩側(cè)落地為主柱，劃分為0.975m的四步架，同時(shí)借助橋體原有0.5m的凸起，結(jié)合局部鋼結(jié)構(gòu)，兩側(cè)各懸挑出0.8m寬的休息觀望區(qū)、局部設(shè)置座椅(圖 3)。
②X方向是廊屋整體形態(tài)的重要展示面，以8個(gè)橋墩點(diǎn)擱置高起的廊屋，呼應(yīng)橋體本身的結(jié)構(gòu)韻律，根據(jù)每20m跨度的橋墩，將橋頭橋尾之間的廊屋劃分為9段，各段開(kāi)間數(shù)均為3個(gè)，每開(kāi)間尺寸在3.55m左右。
③Z方向廊屋的高度會(huì)引起橋體重心的變化，重心變化進(jìn)而導(dǎo)致整體力學(xué)性質(zhì)的變化，屋架高度的控制尤為重要，主梁到橋面限高3.3m，也利于廊橋在寬度、高度上尋求合理的人體尺度感和比例關(guān)系，高度的發(fā)展能演化出B-2“重檐”屋架（圖3），在視覺(jué)上看似多層。
圖3 標(biāo)準(zhǔn)屋架A和組合屋架B-1、B-2
變體屋架B的出現(xiàn)是為了打破194.5m橋體全用Y軸線方向屋架冗長(zhǎng)單調(diào)的形態(tài)，通過(guò)X軸線方向屋架的置入來(lái)實(shí)現(xiàn)形態(tài)的節(jié)奏變化，在諸多傳統(tǒng)廊橋中都有這種運(yùn)用，例如，重慶黔江的濯水風(fēng)雨廊橋。如此以來(lái)，必然要面臨X方向、Y方向兩種屋架的交接問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)屋架連系梁、檁條、檐口順利搭接，這必須由某個(gè)共同參數(shù)控制，并統(tǒng)一著X方向屋架、Y方向屋架，乃至整個(gè)結(jié)構(gòu)單元體，即A屋架與B-1、B-2屋架必須具有相同的基本模數(shù)，同時(shí)屋頂坡度相同，基于A或B等多種模數(shù)的單榀工業(yè)竹結(jié)構(gòu)屋架的建立，使得屋架具備了空間上的可拓展能力。
4 結(jié)構(gòu)單元體與類(lèi)型組合
4.1 結(jié)構(gòu)單元體及變化
相鄰兩榀梁架通過(guò)自身的剛度和縱橫拉結(jié)桿件形成一個(gè)穩(wěn)定的整體框架體，這樣一個(gè)框架體為一個(gè)結(jié)構(gòu)單元[7]。結(jié)構(gòu)單元基本都是對(duì)稱(chēng)均衡，因?yàn)闃蛎嬖黾咏ㄖ飸姨艨赡軙?huì)引起橋梁整體扭矩的變化，需整體考慮，但對(duì)稱(chēng)扭矩基本不影響。廊屋形態(tài)與橋面形態(tài)是一個(gè)互動(dòng)的過(guò)程，X方向上的兩榀基本屋架再加上縱向連系梁控制X方向的復(fù)制拓展，通過(guò)調(diào)整X方向開(kāi)間和Y方向步架的參數(shù)值和數(shù)目實(shí)現(xiàn)變體（圖4），追求廊架空間的發(fā)展。
圖4 結(jié)構(gòu)單元體
4.2 造型韻律-類(lèi)型與組合
廊屋由X、Y、Z三個(gè)方向多種不同屋架組合成的單元體組合成一個(gè)有機(jī)體，整體形態(tài)有斷有連，一是滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的安全性，倘若整個(gè)廊屋全以連貫排架的方式布局，一旦遭受強(qiáng)大的風(fēng)側(cè)推力便會(huì)輕易使屋架整體傾倒；二是豐富廊屋形態(tài)，借助上部廊屋變化來(lái)限定下部休息場(chǎng)地，溶解并軟化原先僵直生硬的形態(tài)，增加視覺(jué)效果，調(diào)動(dòng)豐富多樣的人群行為活動(dòng)；三是竹材是結(jié)構(gòu)材，也是裝飾材，能夠既滿(mǎn)足建筑外觀又滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)支撐，有效避免了二次裝飾且清晰體現(xiàn)結(jié)構(gòu)邏輯[8]。另外，橋頭建筑也是梅口埠廊橋形象的重要展示面，聯(lián)動(dòng)地面和橋面，通過(guò)屋架組合能拓展出不同造型和韻律（圖5）。
圖5 廊橋形態(tài)變化
5 總結(jié)
傳統(tǒng)的木拱廊橋使用杉木構(gòu)成其框架結(jié)構(gòu)體，以工業(yè)化竹材這種半自然材料，探索廊屋模數(shù)應(yīng)用、體系化設(shè)計(jì)，在開(kāi)放的河流樹(shù)木等自然要素下，延續(xù)并保有了材料自身特質(zhì)與周?chē)h(huán)境的“共時(shí)性”，使得廊屋形態(tài)與橋體結(jié)構(gòu)形成有機(jī)和諧的關(guān)系，也能體現(xiàn)建構(gòu)之美。
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1.2 工業(yè)化竹材體系化發(fā)展現(xiàn)狀
在探索高度和跨度的發(fā)展過(guò)程中，工業(yè)化竹材一方面逐漸呈現(xiàn)從材料、構(gòu)造到結(jié)構(gòu)上的技術(shù)復(fù)合趨勢(shì)，竹與木、竹與鋼、竹與混凝土等不同材料優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；另一方面則呈現(xiàn)體系化、預(yù)制裝配化。雖然中國(guó)竹建筑行業(yè)具有顯著的資源優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)前景，但是由于相關(guān)建造系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)體系、建筑技術(shù)和理論研究尚處于探索和實(shí)驗(yàn)階段，還沒(méi)有建立一套完整的工程類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，大部分都是參照工業(yè)化木材應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)來(lái)操作[3]，要將其發(fā)展為結(jié)構(gòu)材料以達(dá)到真正現(xiàn)代工業(yè)竹裝配式建筑，實(shí)現(xiàn)建造持久性和規(guī)?；瘧?yīng)用仍任重道遠(yuǎn)。當(dāng)下面對(duì)日漸增多的公路橋改建為步行橋需求，例如，中里廊橋[4]、石門(mén)廊橋的現(xiàn)代化改造，通過(guò)“廊屋設(shè)計(jì)”嫁接工業(yè)化竹材與建筑應(yīng)用的橋梁，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化竹材創(chuàng)新發(fā)展的契機(jī)。
2 梅口埠廊橋設(shè)計(jì)背景
2.1 橋體基本概況
梅口埠橋橫臥于福建南平松溪縣梅口村古埠頭，是一座建設(shè)于90年代的普通車(chē)行公路橋梁，全長(zhǎng)195.4m，橋面凈寬3.9m、總寬4.9m，整體為連續(xù)簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，采用預(yù)制T字梁方式建造，共有8個(gè)橋墩，每個(gè)橋墩之間的跨度為20m，無(wú)廊屋（圖1）。隨著周邊村鎮(zhèn)的建設(shè)和其他道路的發(fā)展，此橋的交通運(yùn)輸功能逐漸弱化且略顯荒涼，而近年來(lái)梅口古埠4A級(jí)旅游綜合景區(qū)的建設(shè)，給這座橋的未來(lái)帶來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)，開(kāi)發(fā)者提出要在現(xiàn)有跨河橋體結(jié)構(gòu)上增設(shè)廊屋，將其改造為一座兼顧景觀和實(shí)用意義的步行廊橋，使之不僅能成為梅口古埠景區(qū)的一個(gè)重要景觀節(jié)點(diǎn)，更能成為當(dāng)?shù)鼐用裥蓍e、娛樂(lè)和社交的公共活動(dòng)場(chǎng)所。
圖1 松溪梅口埠橋場(chǎng)地實(shí)景圖
2.2 廊橋設(shè)計(jì)需求
梅口埠橋在功能上將由公路橋改變?yōu)椴叫袠颍F(xiàn)有的橋體結(jié)構(gòu)狀況良好，基本可以保持不變，只是原公路橋設(shè)計(jì)資料無(wú)可查詢(xún)，出于安全考慮，對(duì)橋體結(jié)構(gòu)的干擾和增加的荷載應(yīng)盡可能減少。如果使用木材營(yíng)建傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)廊屋，其荷載過(guò)大容易危及橋體結(jié)構(gòu)安全。如果采用輕質(zhì)高強(qiáng)、結(jié)構(gòu)自重輕的工業(yè)化竹材作為橋面以上廊屋的主要材料，并通過(guò)竹裝配結(jié)構(gòu)和局部鋼結(jié)構(gòu)加固支撐來(lái)展開(kāi)廊屋設(shè)計(jì)，那么將極大降低新增廊屋重量。另外，松溪當(dāng)?shù)赜胸S富的竹林資源，就地取材也可極大節(jié)省成本，工業(yè)化竹材在當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)用能起到深刻的生態(tài)示范意義。
在實(shí)用需求上，梅口埠河流上游不遠(yuǎn)處有另一座跨河公路橋可滿(mǎn)足大部分車(chē)輛通行，梅口埠橋?qū)?chē)輛通行需求不高，在橋面建造滿(mǎn)鋪廊屋更需考慮適宜人體的高度。所以，對(duì)通行車(chē)輛類(lèi)型和高度做了相應(yīng)限定，只允許小型農(nóng)用車(chē)、摩托車(chē)通行，限高為3.3m，凈寬保持原來(lái)的3.9m，橋頭和橋面兩側(cè)分別增加休憩空間。
在景觀需求上，廊橋的整體形象在與周邊的自然環(huán)境協(xié)調(diào)的同時(shí)，也要突出自身的廊橋建筑特征，橋頭建筑也是梅口埠廊橋形象的重要展示面，連系著橋面和橋下空間，是人們最容易匯集的場(chǎng)所。
3 廊屋基本模數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)屋架
在設(shè)計(jì)之初，根據(jù)工業(yè)竹材料特性選定一套基本模數(shù)，是實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)配件、組合件能夠預(yù)制、互換、拓展以達(dá)工業(yè)化生產(chǎn)和裝配式安裝的基礎(chǔ)，廊屋設(shè)計(jì)基礎(chǔ)主要包括確定工業(yè)竹用材模數(shù)、斷面選用以及廊屋平面模數(shù)、梁架尺寸的確定，從而構(gòu)建出一榀標(biāo)準(zhǔn)屋架，并由標(biāo)準(zhǔn)屋架拓展出多種屋架變體，最終形成一個(gè)互相關(guān)聯(lián)的整體。
3.1 用材模數(shù)和斷面形式
工業(yè)竹桿件長(zhǎng)度一般限制在7m，斷面尺寸模數(shù)化[5]，每榀廊屋梁架均為標(biāo)準(zhǔn)組件，才能利于構(gòu)件加工和安裝。廊屋設(shè)計(jì)根據(jù)需求選用了5種由大到小的工業(yè)竹斷面尺寸60mm×180mm、60mm×120mm、60mm×60mm、80mm×80mm、40mm×40mm，其中：在垂直方向上使用60mm×120mm作為主柱、80mm×80mm截面組合四柱，水平方向上以60mm×180mm作為主梁、60mm×120mm作為縱向連系梁和檁條尺寸，40mm×40mm為扶手欄桿等次級(jí)結(jié)構(gòu)。采用組合柱梁系統(tǒng)[6]，將大尺寸的單柱單梁分解成小尺寸的雙柱、四柱組合，以達(dá)成相同的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（圖2），類(lèi)似于“一根筷子易折斷，一捆筷子抱成團(tuán)”的方式，將水平桿件構(gòu)件夾于內(nèi)側(cè)，這種方式較之于單梁?jiǎn)沃到y(tǒng),一是用材小且密度高、節(jié)約材料；二是提高結(jié)構(gòu)整體剛度的同時(shí)，減輕結(jié)構(gòu)自重；三是利于結(jié)構(gòu)用料斷面的小型化，易于拼接，方便生產(chǎn)、運(yùn)輸。
圖2 組合柱梁斷面可能性、節(jié)點(diǎn)原型和組合變體
3.2 標(biāo)準(zhǔn)屋架和變體屋架
單元模塊工業(yè)竹桿件斷面尺寸和組合柱梁系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，繼而需要統(tǒng)一定義廊屋屋架和橋體原始坐標(biāo)系，再通過(guò)平面模數(shù)和梁架尺寸的確定來(lái)建立標(biāo)準(zhǔn)屋架。原始坐標(biāo)系包括X、Y、Z三個(gè)方向，開(kāi)間（面闊）發(fā)展方向即橋的長(zhǎng)向定義為X方向，步架（進(jìn)深）發(fā)展方向即橋的橫向定義為Y方向，標(biāo)準(zhǔn)屋架即是在Y方向軸線上，垂直于X方向由立柱、縱橫向桿件組成的一榀梁架。
標(biāo)準(zhǔn)屋架的基本模數(shù)是根據(jù)現(xiàn)有橋體尺寸推導(dǎo)敲定的，現(xiàn)有橋體的平面參數(shù)一定程度上決定了廊屋梁架X、Y、Z三個(gè)方向的尺寸，廊屋的坡度大致采用福建當(dāng)?shù)鼐用裎蓓斊露群湍竟袄葮?3°的坡度，X方向由橋墩間距決定，Y方向由橋面寬度決定。
①標(biāo)準(zhǔn)屋架的設(shè)計(jì)依據(jù)是現(xiàn)存的Y方向橋體尺寸，原橋面寬3.9m，兩側(cè)有0.5m的凸起懸挑，在既有條件上將3.9m的橋面作為中間主要步行區(qū)，主體屋架在兩側(cè)落地為主柱，劃分為0.975m的四步架，同時(shí)借助橋體原有0.5m的凸起，結(jié)合局部鋼結(jié)構(gòu)，兩側(cè)各懸挑出0.8m寬的休息觀望區(qū)、局部設(shè)置座椅(圖 3)。
②X方向是廊屋整體形態(tài)的重要展示面，以8個(gè)橋墩點(diǎn)擱置高起的廊屋，呼應(yīng)橋體本身的結(jié)構(gòu)韻律，根據(jù)每20m跨度的橋墩，將橋頭橋尾之間的廊屋劃分為9段，各段開(kāi)間數(shù)均為3個(gè)，每開(kāi)間尺寸在3.55m左右。
③Z方向廊屋的高度會(huì)引起橋體重心的變化，重心變化進(jìn)而導(dǎo)致整體力學(xué)性質(zhì)的變化，屋架高度的控制尤為重要，主梁到橋面限高3.3m，也利于廊橋在寬度、高度上尋求合理的人體尺度感和比例關(guān)系，高度的發(fā)展能演化出B-2“重檐”屋架（圖3），在視覺(jué)上看似多層。
圖3 標(biāo)準(zhǔn)屋架A和組合屋架B-1、B-2
變體屋架B的出現(xiàn)是為了打破194.5m橋體全用Y軸線方向屋架冗長(zhǎng)單調(diào)的形態(tài)，通過(guò)X軸線方向屋架的置入來(lái)實(shí)現(xiàn)形態(tài)的節(jié)奏變化，在諸多傳統(tǒng)廊橋中都有這種運(yùn)用，例如，重慶黔江的濯水風(fēng)雨廊橋。如此以來(lái)，必然要面臨X方向、Y方向兩種屋架的交接問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)屋架連系梁、檁條、檐口順利搭接，這必須由某個(gè)共同參數(shù)控制，并統(tǒng)一著X方向屋架、Y方向屋架，乃至整個(gè)結(jié)構(gòu)單元體，即A屋架與B-1、B-2屋架必須具有相同的基本模數(shù)，同時(shí)屋頂坡度相同，基于A或B等多種模數(shù)的單榀工業(yè)竹結(jié)構(gòu)屋架的建立，使得屋架具備了空間上的可拓展能力。
4 結(jié)構(gòu)單元體與類(lèi)型組合
4.1 結(jié)構(gòu)單元體及變化
相鄰兩榀梁架通過(guò)自身的剛度和縱橫拉結(jié)桿件形成一個(gè)穩(wěn)定的整體框架體，這樣一個(gè)框架體為一個(gè)結(jié)構(gòu)單元[7]。結(jié)構(gòu)單元基本都是對(duì)稱(chēng)均衡，因?yàn)闃蛎嬖黾咏ㄖ飸姨艨赡軙?huì)引起橋梁整體扭矩的變化，需整體考慮，但對(duì)稱(chēng)扭矩基本不影響。廊屋形態(tài)與橋面形態(tài)是一個(gè)互動(dòng)的過(guò)程，X方向上的兩榀基本屋架再加上縱向連系梁控制X方向的復(fù)制拓展，通過(guò)調(diào)整X方向開(kāi)間和Y方向步架的參數(shù)值和數(shù)目實(shí)現(xiàn)變體（圖4），追求廊架空間的發(fā)展。
圖4 結(jié)構(gòu)單元體
4.2 造型韻律-類(lèi)型與組合
廊屋由X、Y、Z三個(gè)方向多種不同屋架組合成的單元體組合成一個(gè)有機(jī)體，整體形態(tài)有斷有連，一是滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的安全性，倘若整個(gè)廊屋全以連貫排架的方式布局，一旦遭受強(qiáng)大的風(fēng)側(cè)推力便會(huì)輕易使屋架整體傾倒；二是豐富廊屋形態(tài)，借助上部廊屋變化來(lái)限定下部休息場(chǎng)地，溶解并軟化原先僵直生硬的形態(tài)，增加視覺(jué)效果，調(diào)動(dòng)豐富多樣的人群行為活動(dòng)；三是竹材是結(jié)構(gòu)材，也是裝飾材，能夠既滿(mǎn)足建筑外觀又滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)支撐，有效避免了二次裝飾且清晰體現(xiàn)結(jié)構(gòu)邏輯[8]。另外，橋頭建筑也是梅口埠廊橋形象的重要展示面，聯(lián)動(dòng)地面和橋面，通過(guò)屋架組合能拓展出不同造型和韻律（圖5）。
圖5 廊橋形態(tài)變化
5 總結(jié)
傳統(tǒng)的木拱廊橋使用杉木構(gòu)成其框架結(jié)構(gòu)體，以工業(yè)化竹材這種半自然材料，探索廊屋模數(shù)應(yīng)用、體系化設(shè)計(jì)，在開(kāi)放的河流樹(shù)木等自然要素下，延續(xù)并保有了材料自身特質(zhì)與周?chē)h(huán)境的“共時(shí)性”，使得廊屋形態(tài)與橋體結(jié)構(gòu)形成有機(jī)和諧的關(guān)系，也能體現(xiàn)建構(gòu)之美。
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