精巧的创意 社区的纽带——英国格拉斯哥斯托金菲尔德大桥

2022年新建成的斯托金菲尔德(Stockingfield)人行天桥位于英国格拉斯哥的马里希尔（Maryhill）地区，是一个双跨斜拉索结构，横跨斯托金菲尔德路口的福斯和克莱德运河。大桥的建设结束了自1790年以来马里希尔（Maryhill）、吉尔肖奇尔（Gilshochill）和鲁奇尔（Ruchill）社区之间无法直接通行的局面，也补上了英国国家自行车网“缺失”的一环，格拉斯哥至爱丁堡之间的交通路线自此畅通无阻。也因此入围了2022年英国土木工程师学会(ICE)人民选择奖。

斯托金菲尔德大桥是一个外观精美且技术复杂的结构。但更重要的是，它体现了桥梁的作用：将社区连接在一起。

除了重新连接三个社区外，它还将提供运河通道的最后连接。这座桥多年来一直是讨论的话题，当时提出了许多设计方案，希望完工的结构将有助于促进娱乐活动，并为当地居民提供便捷通道。

当桥梁的原始设计发生变化时，设计师们保留了一个高35米的钢桅杆。但这个高度的桅杆，风致振动容易使其与桥面不能保持稳定性。

为了克服这个问题，工程师们利用自然地形在桅杆周围创建了一个5米高的观景平台，该平台与山坡相连。这项创新带来了许多好处，例如它为社区和用户创造了一个新的开放和安全的空间；增强了桥梁的美感，倾斜的锥形桅杆似乎优雅地从地面伸出。至关重要的是，它减轻了风对结构的影响。

另外，通过设计和采用新材料降低了桥梁的建造成本和碳排放。

工程师们将堤道材料重新用作场地土方工程的一部分。双桥面的内部结构、钢结构配置也与最初的设计有所不同。修改了剩余内部钢结构的尺寸，用于控制屈曲的纵向加劲肋和横向隔板的数量减少了50%。这大大减少了制造焊接（使用热切割、连接和成型金属），并有助于降低成本。该项目还通过在混凝土混合物中使用更可持续的水泥替代品来减少碳足迹。还使用了MacRebur公司的沥青产品，该产品用塑料瓶制造。总体而言，该项目回收了3.75吨塑料废物。

除了标志性的设计和建造，数字可视化和协调也成为这座桥的关键词。

SH Structures 公司负责建模、制造、供应和组装构成完整桥梁结构的桅杆、双层甲板、入口坡道和楼梯/栏杆系统，并结合使用建模软件和硬件进行工程交付。

谈及该项目，SH Structures公司的高级CAD技术员Martin Selby表示：“这座人行天桥项目对我们来说非常特殊，原因很多。最重要的是桥梁独一无二，那些经过认真考虑和设计的细节，为周边的社区创造了理想的桥梁。复杂的项目不可避免地会带来各种各样的挑战，这种规模的桥梁也不例外。也许在这项特定工作中的主要挑战是开发一种设计，以提供跨运河交界处所需的连接；让一些东西在结构上起作用，以应对复杂的动态和场地地形，同时也适应拥挤的场地。在桥下保持所需的空间和坡道所需的坡度，同时将牵引路径对齐也是初始阶段的一个主要问题。”

“所有这些问题导致了桥梁的几何形状变得复杂，其中大部分桥面截面拱腹都是扭曲板。在一个方向上弯曲钢材是一个相对简单的过程，但在两个方向上弯曲它，就像我们在这个项目中必须做的那样，绝对是一个更大的挑战。使用建模软件能够轻松生成初始模型，其中包含制造组件所需的所有信息。正是在这些复杂的领域，建模软件提供的3D可视化非常有价值，使我们能够为客户提供一个完整的渲染模型，其中包含所有的材料——然后这个模型可以用于项目讨论。”Martin补充道。

除了建模软件外，SH Structures公司还使用了Trimble SX10，这是一个将测量、成像和高速3D扫描结合在一台仪器中的全站仪，并配有TSC7控制器。

Martin进一步解释道：“由于软件集成，我们能够将完整的BIM 3D模型导出为IFC文件，并将其直接导入SX10。这使工程和现场团队能够充分获取桥梁结构上任何给定点的精确模型数据和三维坐标，所有这些在现场放样时都是至关重要的。我们不仅能够在组装过程中检查尺寸和几何结构是否正确，还能够在缆绳拉紧时验证桥梁截面和桅杆的移动。”

由于桥梁的规模和复杂性，在现场的指定部分使用临时工程建造了各种子组件。三个桥梁部分（所有这些部分在焊接到位之前必须在一个中心点连接在一起）已经由承包商安装了基础和支承点，一切都必须完美对齐。为了努力达到一些极其严格的精度，在这里，使用 SX10 和BIM 3D模型坐标进行放样有助于确保现场一切顺利进行。

SH Structures 公司也没有就此止步，这进一步推动了BIM软件与其现场硬件之间的数据流。在将IFC文件导入SX10设备并使用SX10相机后，团队能够查看模型的实时情况。

事实证明，这种能力非常有用，非常适合检查和验证一切是否有序，是否处于正确的位置。SH Structures公司的项目经理Robert Binks说：“能够在实时图像和BIM 3D模型之间切换，可以很好地直观地展示当前在现场看到的内容。”

当然，BIM的好处不仅仅是碰撞检查、准确性和可视化，还提供了一种协作和沟通的方式——这两项对任何建筑或基础设施项目都至关重要。

谈到这个主题，Robert认为：许多初始细节设计是在新冠疫情爆发期间完成的，意味着负责绘图的团队必须在家工作。事实证明，BIM模型的共享功能在帮助团队适应和调整这种新的工作方式方面至关重要，确保工作能够不间断地继续进行。

耗资13万英镑的斯托金菲尔德人行天桥建成，极大地促进了当地居民的出行，独特的分叉结构不仅最大限度地提高了可用的交通连接路线数量，包括改善了前往市中心的便捷性，而且还是该地区恢复绿地的时尚中心。增加的公共领域，如座位区和周围的树木，也有助于在该地区建立社区意识，并为居民提供了放松和社交的共享空间。另外，沿线还增加了艺术品的装饰，进一步巩固了这座桥梁令人印象深刻的结构价值。