近日，2019世界結(jié)構(gòu)大獎獲獎名單揭曉，同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院張其林教授主持設(shè)計(jì)并監(jiān)造完成的世界首例無背索斜拉弧形玻璃橋——潭溪山高空玻璃橋獲“行人橋梁獎”。

　　潭溪山風(fēng)景區(qū)位于山東淄博市，該風(fēng)景區(qū)是國家AAAA級旅游區(qū)、國家森林公園、國家水利風(fēng)景區(qū)。潭溪山頂部是一高約100米的內(nèi)凹形懸崖峭壁，峭壁兩端突出山體相距100多米。在這樣特殊的地形上興建一座具有外凸形橋面板的人行玻璃景觀橋，可使橋面上的行人遠(yuǎn)眺能欣賞整個潭溪山的自然風(fēng)景、俯瞰則具有危險和刺激的懸空體驗(yàn)！

　　同濟(jì)團(tuán)隊(duì)做到了！

　　歷時兩年建設(shè)，潭溪山高空玻璃橋于2017年盛夏時節(jié)建成，向游客開放。建于潭溪山頂海拔700米的崖壁之上，橋面跨度117米、寬2.45米，外弧最大半徑90米，懸空高度101米，最大承載量3.5噸/平方米，總承載可達(dá)900噸，單次承重1萬人。它被譽(yù)為“齊魯空中走廊”，與山崖風(fēng)格渾然一體。晴天時，藍(lán)天和白云的倒影鋪滿玻璃橋面，有踏云而行的快感；云霧天氣，玻璃橋則在霧中若隱若現(xiàn)，宛如海市蜃樓。

　　張其林教授介紹，這樣一個橋面制作的時候，是在山背后制作的，拱也是靠在山背后制作的，橋面跟拱都在一個水平面上。然后施工的時候把橋面翻過來，翻了差不多100多度，橋面反過來之后再把大拱翻過來，就是旋轉(zhuǎn)施工法。所以這個施工方法到目前為止，應(yīng)該還是首創(chuàng)的，而且非常經(jīng)濟(jì)。多次的轉(zhuǎn)體，在這個過程中每一步要做得非常精細(xì)，這種施工方法在橋梁里面應(yīng)該是第一次。

　　景觀橋?yàn)閱蝹?cè)懸掛式拱梁體系，主拱中心曲線為拋物線，跨度109m，高25m，拱平面與水平面夾角60度，拱截面φ2000×30，拱腳處放大為φ2000~4000×30長圓形；橋面截面為1m高鋼箱梁，箱型梁中心為圓弧，半徑為85m，矢高20m，橋面寬度2.4m，橋面梁與拱之間設(shè)15根φ45的PE索。

　　設(shè)計(jì)方面要解決的難點(diǎn)之一是巖體的穩(wěn)定性問題。設(shè)計(jì)中應(yīng)用了三維激光掃描定位技術(shù)，設(shè)置了6個掃描站點(diǎn)懸崖巖體全貌進(jìn)行了掃描，通過點(diǎn)云拼接、去噪處理，構(gòu)建了崖體、橋墩及基礎(chǔ)的三維數(shù)值計(jì)算模型，通過數(shù)值計(jì)算與分析，確保了懸崖巖體的穩(wěn)定性。

　　三維激光掃描還同時解決了橋墩定位、樁基及樁體定位、橋面與支承拱架制作尺寸的精確性問題。

　　橋梁和巖體三維模型

　　設(shè)計(jì)方面要解決的難點(diǎn)之二是設(shè)計(jì)目標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性問題。采用設(shè)計(jì)—制作—施工全過程一體化設(shè)計(jì)理念，在充分考慮預(yù)應(yīng)力張拉、橋面和拱架安裝的可實(shí)施性及避免危險高空作業(yè)的目標(biāo)下，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力初始狀態(tài)設(shè)計(jì)與計(jì)算。考慮斜拉索的初始預(yù)應(yīng)力由拱架和橋面自重的相互作用產(chǎn)生，通過調(diào)整拉索原長及預(yù)應(yīng)力值使得初始狀態(tài)下橋面中點(diǎn)起拱600mm左右，在人行荷載下，橋面不產(chǎn)生向下的撓度。這樣的設(shè)計(jì)理念，避免了在橋面上布置張拉工裝、進(jìn)行危險的高空作業(yè)。

　　運(yùn)維全過程的控制與監(jiān)測技術(shù)

　　運(yùn)行過程中的舒適度是景觀人行橋必須考慮的問題。計(jì)算分析表明，譚溪山景觀人行橋的舒適度為CL4不可接受類別。工程中，設(shè)置了10個TMD，使橋梁舒適度達(dá)到了CL1最好類別。施工完成后、TMD安裝前后的人行現(xiàn)場實(shí)測證明了數(shù)值計(jì)算與分析的正確性。

　　迄今，譚溪山景觀人行橋已經(jīng)安全運(yùn)營了兩年半。

　　世界首創(chuàng)！

　　結(jié)構(gòu)工程專家們對這座橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予高度評價：“這座玻璃橋是結(jié)構(gòu)成就建筑之美，結(jié)構(gòu)特別輕巧，從力學(xué)上說非常合理，是一種新的結(jié)構(gòu)形式。” “潭溪山無背索斜拉弧形玻璃橋，填補(bǔ)了中國景觀橋梁的一個空白。它的設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定合理，工程難度大，尤其是采用的施工方法，更是前所未有、世界首創(chuàng)，體現(xiàn)了我國橋梁建設(shè)的最高水平。”

　　世界結(jié)構(gòu)大獎（The Structural Awards） 由結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會（Institution of Structural Engineers）發(fā)起，對全球范圍內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施以及建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行表彰，挑選出卓越的兼具創(chuàng)意、美感、可持續(xù)性和價值的項(xiàng)目。50多年的歷史里，包括悉尼歌劇院、法國巴黎蓬皮杜中心、英國威爾士塞文橋等偉大的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都曾經(jīng)獲得相應(yīng)的結(jié)構(gòu)獎項(xiàng)。

　　世界結(jié)構(gòu)大獎根據(jù)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而不是結(jié)構(gòu)類型，設(shè)置了12個主要獎項(xiàng)：高聳或細(xì)長結(jié)構(gòu)獎、大跨度結(jié)構(gòu)獎、交通橋梁獎、行人橋梁獎、小型項(xiàng)目獎（建筑成本低于300萬英鎊)、極端條件設(shè)計(jì)獎、傳承結(jié)構(gòu)獎、改造/擴(kuò)建項(xiàng)目獎、建造創(chuàng)新獎、結(jié)構(gòu)技藝獎（建筑物類）、結(jié)構(gòu)技藝獎(非建筑類）、可持續(xù)發(fā)展獎。此外，The Structural Awards 還設(shè)置最卓越工程獎，從上述的12個獲獎名單中選出。