曹雪倪

（西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，四川 綿陽 621002）

在我國橋梁系列中，拱橋作為一種古老的橋式以其跨越能力大、承載能力高、可用地方材料、造價經(jīng)濟(jì)、養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用少、造型優(yōu)美等特有的技術(shù)優(yōu)勢而成為建筑歷史最悠久、競爭力較強(qiáng)的橋梁。而五岔子大橋是一座異形拱橋，它是憑借自己獨(dú)特、新穎的外形成為了眾多游客打卡的必要地點(diǎn)之一。

一、莫比烏斯環(huán)

莫比烏斯環(huán)在數(shù)學(xué)上，是一個非常神奇的結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)可以用一個紙帶旋轉(zhuǎn)半圈再把兩端粘上之后輕而易舉地制作出來。而它的神奇之處有三個：（一）莫比烏斯環(huán)只存在一個面。（二）如果沿著莫比烏斯環(huán)的中間剪開，就將會形成一個比原來的莫比烏斯環(huán)空間大一倍的、具有正反兩個面的環(huán)，而不是形成兩個莫比烏斯環(huán)或兩個其它形式的環(huán)。（三）如果再沿著環(huán)0 的中間剪開，將會形成兩個與環(huán)0空間一樣的、具有正反兩個面的環(huán)，而且這兩個環(huán)是相互套在一起的，從此以后再沿著環(huán)1 和環(huán)2 以及因沿著環(huán)1 和環(huán)2 中間剪開所生成的所有環(huán)的中間剪開，都將會形成兩個與環(huán)0 空間一樣的、具有正反兩個面的環(huán)，永無止境。而且所生成的所有的環(huán)都將套在一起，永遠(yuǎn)無法分開、永遠(yuǎn)也不可能與其它的環(huán)不發(fā)生聯(lián)系而獨(dú)立存在。

五岔子大橋在設(shè)計中參考了“無限之環(huán)”——莫比烏斯環(huán)的概念，把在四維空間中才存在的無限形態(tài)抽象設(shè)計到三維空間當(dāng)中，形成數(shù)學(xué)中“∞”，即無窮大的符號形象?！斑@個形象代表著成都市高新區(qū)無限的可能性和開放發(fā)展的廣闊胸懷。夜景照明上主要是突出此橋獨(dú)特的橋型之美，因此做了簡單大氣的現(xiàn)代化泛光照明處理，希望在錦江上勾勒出別樣的風(fēng)景?！迸c普通的橋梁相比，造型的獨(dú)特感，是這座橋的最大亮點(diǎn)與特點(diǎn)。將一張紙條的一側(cè)旋轉(zhuǎn)180°后與另一側(cè)相連，可以形成一個沒有起點(diǎn)也沒有終點(diǎn)的“無限之環(huán)”，即“莫比烏斯環(huán)”。而將這一創(chuàng)意用來建造橋梁，就誕生了國內(nèi)首座“莫比烏斯環(huán)”式異形拱橋——成都五岔子大橋。

二、精益求精的結(jié)構(gòu)

“莫比烏斯環(huán)”這個方案當(dāng)時就是征集方案中的第一名?！凹追胶芟矚g這個概念，但不論是施工技術(shù)，還是包括全流程的質(zhì)量管控，個人覺得挑戰(zhàn)與難度都大?！蔽宀碜哟髽驑蛄贺?fù)責(zé)建筑師呂銳表示。這個項(xiàng)目踐行了建筑師負(fù)責(zé)制，這就意味著呂銳對后續(xù)施工的落地乃至每一個細(xì)節(jié)都要負(fù)責(zé)。而他告訴記者，建筑質(zhì)量的把控不僅僅是辦公室的數(shù)據(jù)校驗(yàn)，更是在工地上一天一天蹲出來的?！拔疫€記得在實(shí)施的過程中，我和設(shè)計單位、施工方的相關(guān)負(fù)責(zé)人一起去加工廠，對于橋體的每一個鋼箱梁結(jié)構(gòu)，一共4 萬多個鋼板，全部逐一進(jìn)行現(xiàn)場核實(shí)和檢驗(yàn)?！睂τ谄渌麡蛏系慕ú?，大家也是精益求精，優(yōu)中選優(yōu)。比如說，以最簡單的鋪地為例，當(dāng)時設(shè)計團(tuán)隊(duì)選擇了三種彩色瀝青的對比方案，放到施工單位食堂門口進(jìn)行了為期6 個月的實(shí)測，最終是優(yōu)中選優(yōu)，確定了使用那款瀝青。而欄桿和雨棚等景觀細(xì)節(jié)，也是在現(xiàn)場經(jīng)過了一次又一次的修改；燈光方案也是一遍又一遍地改，直到效果達(dá)標(biāo)為止。

三、和諧統(tǒng)一的造型

五岔子大橋最直觀的形象就是那無窮大符號“∞”，和這個符號一樣，五岔子大橋的上下兩緣從成都高新區(qū)的錦江的一側(cè)延伸，在距離水面的最高處交會，又再次分散抵達(dá)對岸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，就宛如龍蛇騰躍。而這座異形大橋逶迤蜿蜒的訣竅，就在于4000 塊截面、弧度、重量與形狀各異的鋼板。據(jù)來自中國五冶的大橋技術(shù)負(fù)責(zé)人王璞介紹，五岔子大橋的每一段鋼箱拱均為空間異形曲面結(jié)構(gòu)，每一塊弧形封板鋼板的厚度僅僅是6 毫米，加工的精度都控制在1 毫米以內(nèi)。在五冶鋼構(gòu)的西河基地，大橋的每一塊原始鋼板都根據(jù)電腦建模和圖紙深化出來的“立柱群”支撐，讓立柱的高差與設(shè)計弧度完美匹配。

五岔子大橋在設(shè)計之初就極力“苛求”光影與造型的和諧統(tǒng)一。而要在夜間照明中“流光溢彩”，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的施工和焊接工藝就必須要再創(chuàng)新高。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為了規(guī)避橋梁建設(shè)中所常見的焊縫和粗糙磨痕，中國五冶項(xiàng)目施工團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出“三重打磨”工藝，并且針對灘涂安裝的局限性，發(fā)明了大異型構(gòu)件安裝組合式支撐體系及使用方法——提前建立空間坐標(biāo)系進(jìn)行精準(zhǔn)的測量，再以累積連續(xù)預(yù)拼裝與計算機(jī)輔助預(yù)拼裝相結(jié)合，這就極大地提高了吊裝精度和拼接效果。同時，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還使用了0.8毫米的細(xì)焊絲進(jìn)行焊接，既減少熱輸入，又提升焊接精度。在精細(xì)化的“無痕”施工下，五岔子橋立于錦江之上，遠(yuǎn)近高低都各有風(fēng)情。作為非常重要工序的焊接，在五岔子大橋上也是采用與眾不同的方式——它的焊接作業(yè)并非在鋼箱梁之外開展，而是在它的里面完成。這就意味著在現(xiàn)場從事焊接工作的工人們，都必須要承受住50℃以上的高溫與悶熱地工作環(huán)境，直至完成兩片鋼箱梁之間的焊接。

四、結(jié)語

在我國拱橋的發(fā)展中，中國拱橋已經(jīng)從石拱橋慢慢發(fā)展出了許多其他類型的橋，而且形狀也非常的多樣化。那么五岔子大橋的出現(xiàn)無疑是打破了過去的常用思維，開辟出了新的藝術(shù)形式，并且在技術(shù)的施工上也有了很大的提升與改善。莫比烏斯環(huán)的外形、1 毫米精度且形狀各異的鋼板、三重打磨的工藝、大異型構(gòu)件安裝組合式支撐體系、內(nèi)部焊接的鋼箱，都是五岔子大橋的絕妙之處。