BIM建筑|悬岸飞桥 / 来建筑设计工作室

桥，在传统中国，是一种饱含“情”与“志”的标志物。一方面，在乡村造桥是一种功德或是纪念；另一方面，“桥”是一种诗情的想象，在传统山水画的谋篇中，是整个画境的入口和起点。不只是物本身，桥是一个可以入画的艺术形象，造桥是一个福祉于民的社会事件。

项目的场地位于安徽祁门县桃源村。一条10米宽的水系贯穿村头村尾，阻隔了村落和农田。为了便于村民去田间耕作，需要增加一座人行桥。水系是居住和劳作的分界线，而桥则是通向田园山野的入口。后山上，毛竹密布。用竹子建造，材料本身取之于自然，为人所用，是一种在地的营造。

确定了造桥的材料之后，这座桥该以怎样的画意呈现？

竖向挺立是重力最直白的表达，压弯才是对重力的一种诗意的刻画。不同于木构与石构，竹材本身就具有良好的可弯曲的韧性，而且通过人工的火烤工艺，弧线曲率变得更加可塑，为人所驭。被烤弯的竹子，随着时间推移，会逐渐产生回弹力，这是一种天然的预应力。

▲ 画意

如何实现一个跨度为10米的桥梁，简支梁桥和拱桥是最适合的结构选型，但是河岸一侧，桥头正对两棵树，若要做成桥基础无疑会破坏树根，为了避免影响树，选择了悬臂梁结构。

德国结构力学家库尔曼，在1866年就绘制了一张悬臂梁的结构主应力轨迹线。可以看到一个受到均布荷载下的悬臂梁，可以将其复杂的应力简化为图中的轨迹线，即当我们沿着应力线布置成仅仅受拉或者受压的二力杆，则达到了结构的最大效率。这也是后来工程师对结构构件进行格构化的依据和方法，比如造于1890年的福斯湾大桥即是一种钢结构桁架悬臂梁。

▲ 福斯湾大桥（左）和库尔曼绘制的悬臂梁的结构主应力轨迹线（右）

然而对比库尔曼的原图我们发现，真实的合理主应力线其实是弯曲的，然而在工业化制作的钢结构和混凝土结构当中，弯曲的成本较高，只能简化为直线的三角形单元桁架。竹子的弯曲特性，可以更加接近合理应力线，比起工业化的材料更具有一种理性的优势。

▲ 模型

通过对竹桥建模和结构计算可以看出，每一根竹竿的弯矩被很好得平均分布在整根竹竿，而轴力则是逐渐递增。符合材料的属性和应力分配的设想。

▲ 内力恒载弯矩

▲ 内力恒载轴力

桥面扶手同桥身融为一体，成为主要的结构高度，而桥面较为平缓，利于行走。桥身上弧线的为受拉杆件，直线的为受压杆件，有效避免了竹子受弯不利的弱点。竹结构的节点是核心技术问题。通过钢片加强以及竹筒中用混凝土灌浆来加强节点，另外增加不锈钢抱箍解决了竹子日久开裂强度下降的问题。

▲ 剖面图

▲ 节点图

最终，竹构悬臂桥，仅靠竹子的力量，自一岸飞架而出，直达对面，形成悬岸飞桥的画面。桥的端头同对岸脱开，犹如“断桥”，强化了悬臂这一结构形式的奇观感，形成了一种因结构张力而产生的戏剧性。

施工过程：

▲ 施工过程

▲施工过程

项目图纸

▲ 总平面图

▲ 平面图

▲ 轴测图

▲ 节点图

▲ 模型

项目信息

项目类型：人行桥

项目地址：黄山,中国

建筑设计：来建筑设计工作室

面积：20.0m2

项目年份：2019

摄影师：赵奕龙,唐徐国

主持建筑师：马科元

设计团队：龚澄莹，陈运，胡霄玥

竹结构施工：上海境道原竹建筑设计工程有限公司

结构顾问：常江

业主：祁门皖农旅游投资发展有限公司

微信公众号：xuebim

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