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景观栈道体系研究

2022-11-09江苏工程职业技术学院江苏南通226014

安徽建筑 2022年10期
关键词:梁柱桁架栈道

周 仁 (江苏工程职业技术学院,江苏 南通 226014)

《辞海》第1297 页有解释:“栈道……我国古代在今川、陕、甘诸省境内峭岩陡壁上凿孔架桥连阁而成的一种道路,是当时西南地区的重要交通要道。”栈道原指沿悬崖峭壁修建的一种道路[2]。传统的通行栈道系统是古代人为解决生产生活问题而创造的一种独特的交通系统,而如今景观栈道融合了天然的属性,其中蕴含着人们对精神生活的美好追求,更多地被使用在风景迤逦的自然风貌中。

1 景观栈道的基本功能与特征

景观栈道对生态景观起到连接交通、屏障保护、导视游览、景观体验和设施载体五个基本功能。第一点就是具有强烈的引导作用,可以配合景观空间做到有节奏、有韵律地引导游客进行观赏。不仅可以达到约束游客行为的目的,在自然地址较为优美的景观中良好的栈道系统还可以减少游客对自然景观的破坏。在一些悬崖、悬挑的地方景观栈道也会起到安全保护的作用。良好的栈道涉及优质的照明灯具、明确指向性的标识系统与标识符号、曲率优美的线性装饰进行导向。结合以上特点的景观栈道在视觉效果上做到了最佳,并且具有一定美学特征,还可以为当地景观空间增添吸引力。

2 景观栈道设计原则

①安全性原则:由于栈道所处的户外地理位置环境特殊,所处的地理环境也较为复杂,为了提高安全系数,在一开始的选材、施工和后期的管理都必须要进行严格的质量把关。因景观栈道的结构和荷载受力形式复杂,要对周边的岩体、土壤、水质进行调研取材分析,计算出最合理的力学结构。保证栈道不会因为雨水等环境因素受到侵蚀,导致支撑结构或是面材等遭到破坏。

②科学性原则:景观栈道的施工需要考虑这座山的具体情况,考虑山体上的照明技术、铺面板的防腐、防晒、防滑、构件松动、周边植物搭配季节性的问题等。所有问题都需要遵循科学技术原则,通过科学技术手段来解决。

③人文性原则:要求要以人为本为出发点,贯彻“人文精神”理念,让设计出来的景观栈道作品具有人性化,更具地域人情味。而不是固执地追求一些形态美,从而忽略人使用角度的切实感受。

④生态性原则:景观栈道设计除了增加环境的趣味性、层次性和实景与虚景之间的过渡性。更重要的是生态性,建设景观栈道的破量并不小,需要最小限度地破开环境并将人的行为活动融入其中,让人类更好地和周边的生物和睦相处,呈现人与自然景观和谐的画面。

3 景观栈道设计案例分析

将景观栈道设计类型分为五大类,分别是浮箱式景观栈道、桁架式景观栈道、梁柱式景观栈道、悬索式景观栈道、悬挑式景观栈道(如图1)。这五类景观栈道存在的场景为水体景观、陆地坡地景观和山体景观之中。通过以下具体6个案例来总结各类景观栈道的经济效益、模块化程度、施工速度和对景观环境的影响。

图1 景观栈道设计的五种类型

案例一为浮箱式水体景观栈道,项目名称为辰山植物园矿坑公园浮水栈桥,项目是2007 年~2010 年,总体的浮箱栈道长度为160m。辰山矿坑花园景观浮桥位于上海植物园西北角。深潭区低于地平面30 多米,周围悬崖峭壁环绕,浮桥绕着峭壁而下,盘湖面半圈,穿山洞而出[3]。整个浮桥长160m,宽1.54m。160m 的浮箱是采用了目前世界上最为先进的的钢结构捆绑抗腐蚀浮箱组合而成,聚合模块具有科学性和美观性。该项目考虑到了如何充分挖掘矿坑遗址的景观价值,如何利用矿坑地形将不利因素转化为有利条件。一是利用原有景观资源,深水池是面积达到1hm2的水域,水深和水面距离20~30m,与平台距离52m,潭水清澈自然环境良好,可以将水景栈道设置其上,让人们感受这片水域。二是创建有趣的游览路线,连接东西方向的两个矿区,并深刻体验东方景观以及采矿工业文化。

第二个案例是2017 年福州“福道”森林步行道,类型是桁架式山体景观栈道。福道是福建省内最长的一条依山傍水、与生态景观融为一体的城市休闲健身走廊。福州城市森林步道,采用全国首创钢架镂空设计,主轴线长6.3km,环线总长约19km[4]。针对栈道如何衔接复杂多变的地形,形成曲折有致的漫步路径,设计团队研发了一种精确的模块施工系统来应对地形的起伏。针对在未受人为干扰区域如何通过更合理的人为介入将自然引入城市环境方面,设计团队采取最小干预、轻微介入原则保护了当地山林植物。

第三个案例为2018 年白鹿原西坡景观栈道设计,是梁柱式山体景观栈道。面对老城与塬上存在400m 高差,存在高差较大、交通不便的问题,设计团队采用梁柱式景观栈道大跨度连接山林与自然。并且结合城市发展规划,抓住具有关联性的重要节点、线性连贯空间。场地面对作为稀缺城市绿地与城市衔接关联弱的问题,采用低强度、低干预、弹性化设计的手法,局部通过针灸式处理,对林地以最小干预,实现城市绿肺。很好地提高了梁柱式山体景观栈道的承载力和模块拼接的灵活性,这种结构上还可以放置环形宽大的栈道平台。

第四个案例为2018 年长春水文化生态园,是典型的梁柱式水体景观栈道。长春水文化生态园是工业遗迹保护与改造的城市再生类设计运营项目,面对场地水域与主干道存在一定高差,导致水体景观被阻隔,栈道需满足生态结构完整性和连续性[5],连接植物和水体,使植物不孤立于局部的点与线上,而是更大地融合于整体的绿化网格中,达到长久持续稳定的特征[6]。栈道需要结合场地高差和植物尺度合理地串联各个功能空间,项目利用生态学为指导,保护当地植物群落的完整性和生物群落的延续性,形成植物、水景、生物、功能区相生相融的生态景观。

第五个案例是2017 年宁波松兰山游步道,是梁柱式山体景观栈道。项目位于宁波市象山县松兰山风景区内,目的是打造一条面向海岸线的游览景观步道。这条景观步道串联了多个景区和沙滩,还串联起多个休憩游玩的场所。沿海边的岩石上是最佳的风景观测点,但缺乏通道可以进入。所以利用这条景观栈道打通场地与岩石群的壁垒,串联起整条景观带,为游人提供更好的滨海观景体验。在设计过程中需要考虑场地天然的岩石作为景观资源,所以栈道较多的选择为架空形式,对岩石造成较少的破坏。项目区位依山傍水,如何激活场地并形成停留空间成为重点,栈道的采用折线形态走势与仿石材质的选择提供了激活场地的可能。

第六个案例为1889 年~2011 年的加拿大卡佩兰奴吊桥公园,是悬索式、悬挑式山体景观栈道。悬挑式栈道穿行林间链接峡谷之间,连接着岩壁和环绕的山崖。这种悬挑结构受到了受到山体形态结构的影响,受到了山体岩石硬度和环境侵蚀的影响。但是整体形态轻盈美观,穿行在树林与峡谷之中可以尽情享受自然带来的氛围。

图2 浮箱式栈道五类分析

图3 桁架式栈道五类分析

4 景观栈道设计总结

图4 梁柱式栈道五类分析

对五大景观栈道类型的总结如下。

①浮箱式栈道的优点适合轻水型栈道,具有独特的趣味性;增加人与水的互动,也形成一种沉静体验。在模块组合上浮箱轻便、经济、实用、加工简单,快速的拼组性为满足不同的使用要求,浮箱单元的平面尺度应采用模数化,操作方便[7]。浮箱的耐久性、安全性、密封性、结构强度、可靠性与疲劳强度较强。在生态环境破坏方面,底面无支撑结构,无需开挖破坏景观,多为浮箱进行水下支撑,对自然生态环境的破坏较小。安全性方面,拼组式浮箱结构的耐波性分析,形体多样化,抗波等级较好。

②桁架式栈道的优点为组合非常多样化,桁架结构由杆件组成,可以组成多种模块,适应范围广并且安装、拆除施工方便,可周转使用,支撑中可加预应力,可调整轴力。桁架式栈道从耐久性方面来看耐久性较好,且结构稳定,因其采用三角形组合轻型钢作为基础杆件。生态性方面这种结构之间缝隙能够透水透光,保证了植物的正常生长,“Y”型支撑结构能够进一步保证对场地的最小干预。缺点是一般采用轻型钢作为基础杆件,用钢材量大,经济性低。

图5 悬索式栈道五类分析

图6 五类悬挑式栈道

③梁柱式栈道的优点梁柱多样化,运用广泛。桁架适应跨度范围很大,综合经济效益高可以节约钢材50%,降低造价45%,和钢筋混凝土柱相比节约混凝土约70%,减少自重约70%,节省模板100%。桁架具有快速的拼组性并且结构较为普遍,工业化程度高,施工周期短,具有良好的装配性,零件少、焊缝短,且柱脚构造简单,混凝土槽插接即可。桁架耐火、耐久性好。钢筋被混泥土包裹着不易锈蚀,维修费少。缺点是自重较大,抗裂性能差。现场施工周期长,且受季节性影响。整体结构的生态性一般,混凝土钢筋结构较纯钢架开挖更大,承重更重。从安全性来这种类型的承载力大大提高,钢管混凝土受压构件的强度承载力可以达到钢管和混凝土单独承载力之和的1.7至2.0倍。

④悬索式栈道的优点结构形式简单,锚拉结构施工难度适中;耗费钢材小,经济性一般。悬索式一般不成模块化组装形式,灵活性一般。悬索式应用场景位于山体崖壁处,且要考虑到山体、岩石的结构等因素,灵活性较差。构建上需要考虑到岩石成分、受雨水侵蚀等因素,其耐久性较差。悬索结构支撑点较少,且规模较小,对场地的生态破坏一般很小。安全性方面栈桥悬挑空中,且支点一般较少,稳定性较差。

五类悬挑式栈道表

⑤悬挑式栈道的优点为材料使用简单,为木材、简易钢结构等,获取较容易,经济性较高;灵活性方面,结构过于简单,应对环境变化能力差,灵活性差。但是在生态性方面,应用场景一般为岩壁,生态环境脆弱。在林间,高大树种上的悬挑结构轻微介入很好地平衡了观景与自然的关系。悬挑结构运用三角形具有稳定性的几何学特点达到较稳定结构,但岩壁结构的侵蚀性让安全性减弱。

当今人们越来越注重景观给人们带来的心理满足感,希望通过城市景观来扩大视野、接触自然、回归生态来缓解城市生活带来的压力[8]。然而景观栈道作为接触自然景观的重要媒介,在生态景观中的运用也越来越广泛,不仅在自然旅游区内被作为游览道路,也因为栈道的建造常常因地制宜,给予人亲近自然之感,也在城市景观中越来越受到青睐[8],良性的栈道系统呼应着不同类型的自然景观形成一种兼顾经济增长与自然环境保护的可持续发展模式,使得社区居民真正从中受益,从而营造充满活力的城市生活。文本针对不同种类的栈道进行归纳总结,了解了不同自然环境下各种结构形式的适应性设计方法,希望可以运用于景观栈道设计中,形成生态的设计理念。

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