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摘 要： 随着桥梁设计越来越注重景观效果，参数化建模逐渐成为桥梁设计数字化建造的一种方法。通过厦门凤屿慢行桥设计方案和漳州溪山云
门桥设计方案阐述基于 Rhino+Grasshopper 的异型桥梁参数化建模的方法与过程，说明参数化建模的特点与优势。
关键词： 参数化设计；桥梁设计；Rhino 平台；Grasshopper 插件
引言
随 着 信 息 科 技 的 发 展 和 数 字 时 代 的 到 来 ， 工 程 领 域 中 数 字 技 术 以 其 建 模 能 力 、 信 息 交 互 能 力 和 可 视 化 编 程 能 力 开 始 逐 渐 取 代
传 统 建 模 方 式 。 在 桥 梁 设 计 中 ， 参 数 化 设 计 迅 速 发 展 起 来 ， 以 R h i n o 和 G r a s s h o p p e r 组 成 的 软 件 是 目 前 使 用 较 为 广 泛 的 参 数 化 平
台 ， 其 建 模 的 便 捷 性 、 效 率 性 和 准 确 度 使 梁 桥 设 计 具 有 较 大 提 升 。
1 以 Rhino+Grasshopper 为主的参数化设计
1.1 参数化设计特点与优势
参 数 化 设 计 ， 英 文 是 P a r a m e t r i c D e s i g n ， 著 名 建 筑 师 帕 特 里
克 . 舒 马 赫 （ P a t r i k S c h u m a c h e r ） 认 为 参 数 化 主 义 是 终 结 现 代 主 义
建 筑 时 期 的 又 一 全 新 伟 大 的 建 筑 风 格 [ 1 ]。 其 核 心 是 将 项 目 本 身 作 为 函
数 进 行 编 译 的 过 程 [ 2 ]，设 计 师 需 要 将 复 杂 多 变 的 设 计 条 件 转 换 成 参 数 ，
通 过 创 造 相 关 的 函 数 或 算 法 ， 建 立 参 数 之 间 的 数 值 关 联 性 ， 然 后 经 由
计 算 机 自 动 计 算 ， 生 成 可 视 化 效 果 。 相 比 传 统 设 计 方 法 ， 参 数 化 设 计
可 以 大 大 提 高 模 型 的 生 成 和 修 改 速 度 ， 从 而 提 高 工 作 效 率 [ 3 ]。
1.2 Rhino+Grasshopper 参数化平台
R h i n o ， 全 称 R h i n o c e r o s ， 中 文 又 称 “ 犀 牛 ” 软 件 ， 是 美 国
R o b e r t M c N e e l 公 司 推 出 的 一 款 基 于 N U R B S （ 三 维 样 条 曲 线 ） 为
主 的 三 维 建 模 软 件 。 美 国 国 家 标 准 I G E S 、 国 际 标 准 S T E P 和 P H I G S
都 把 N U R B S 作 为 几 何 设 计 的 强 有 力 工 具 [ 4 ]。 G r a s s h o p p e r 是 基 于
Ｒ h i n o c e r o s 开 发 的 插 件 程 序 ， 其 特 点 是 可 视 化 的 节 点 式 编 程 [ 5 ]。 在
G r a s s h o p p e r 的 运 算 器 界 面（ 图 1 ）中 分 成 逻 辑 运 算 器 和 几 何 运 算 器 ，
逻 辑 运 算 器 主 要 是 建 立 数 据 内 部 逻 辑 关 联 性 ， 而 几 何 运 算 器 可 用 于 储
存 信 息 。 每 个 运 算 器 有 输 入 端 和 输 出 端 ， 需 要 相 互 连 接 激 活 ， 直 到 最
后 运 算 得 出 相 应 形 体 并 “ 烘 焙 ” 到 R h i n o 软 件 中 。
2 参数化设计在异型桥梁设计中的具体运用
2.1 厦门凤屿慢行桥参数化设计
2 . 1 . 1 方 案 概 述
厦 门 凤 屿 慢 行 桥 的 桥 位 选 址 在 凤 屿 路 - 育 秀 路 路 口 ， 慢 行 桥 横 跨
筼筜湖 内 湖 干 渠 。 筼筜湖水域面积 1. 6 k m 2， 东 西 长 度 约 4. 2 km， 被 誉
为 厦 门 的 城 市 会 客 厅 。 项 目 的 设 计 条 件 为 筼筜跨 湖 桥 的 设 计 条 件 桥 梁
跨 度 1 3 2m， 水 面 高 程 为 0 ～ 0. 7m； 船 只 通 行 高 度 按 3m 控 制； 慢 行 桥
考 虑 舒 适 性 和 一 定 驻 足 观 景 空 间， 建 议 桥 面 净 宽 为 4 ～ 6m 。 基 于 以 上
设 计 条 件 ，方 案 构 思 为“ 海 韵 ”，人 们 对 厦 门 第 一 印 象 是 海 上 花 园 城 市 ，
海 是 这 座 城 市 的 特 质 和 记 忆 。设 计 人 员 尝 试 捕 捉 海 浪 起 伏 、涌 动 的 形 态 ，
并 运用在 桥 梁景观 设 计中 。 方案采 用变 截面 连续 梁结 构，桥 侧的 扭 转
曲 面 是 通 过 截 面 两 侧 三 角 形 翼 缘 的 变 化 来 实 现 。 桥 梁 由 于 异 型 翼 缘 的
扭 转 ， 桥 梁 呈 现 出 丰 富 的 变 化 ， 使 人 愉 悦 （ 图 2 ） 。
2 . 1. 2 异 型 桥 梁 参 数 化 建 模 方 法
平 台 中 采 用 外 轮 廓 法 来 创 建 形 体， 原 理 是 指 沿 一 条 或 一 组 三 维 定 位 轴 线 和 一 系 列 变 化 的 截 面 放 样 或 扫 掠 生 成 。 具 体 步 骤 是 在
R h i n o 界 面 中 绘 制 出 控 制 桥 梁 三 维 中 心 轴 线 和 截 面 线， 通 过 G r a s s h o p p e r 运 算 器 数 值 联 动， 使 截 面 线 在 桥 梁 纵 断 面 线 工 作 平 面 中
生 成 。 然 后 通 过 G r a s s h o p p e r 中 的 扫 掠 运 算 器 生 成 桥 梁 形 体（ 图 3） 。 最 后 把 桥 梁 的 三 维 轴 线 和 截 面 线 用 作 数 据 关 联， 即 可 通 过
基于 Rhino+Grasshopper 的参数化建模
在异型桥梁设计中的应用
黄 璇 / 厦门市市政工程设计院有限公司 福建厦门 361000
摘 要： 随着桥梁设计越来越注重景观效果，参数化建模逐渐成为桥梁设计数字化建造的一种方法。通过厦门凤屿慢行桥设计方案和漳州溪山云
门桥设计方案阐述基于 Rhino+Grasshopper 的异型桥梁参数化建模的方法与过程，说明参数化建模的特点与优势。
关键词： 参数化设计；桥梁设计；Rhino 平台；Grasshopper 插件
图 1 Grasshopper 中参数操作
图 2 凤屿桥鸟瞰效果图
2023.08 | 23
建筑设计
桥 梁 宽 度 、高 度 和 截 面 尺 寸 的 操 控 ，来 自 动 改 变 桥 梁 整 体 形 态 。
采 用 外 轮 廓 法 来 创 建 箱 梁 。
在 桥 梁 创 建 后， 又 对 方 案 进 行 进 一 步 的 优 化。 原 来 桥 的 截
面 宽 从 两 端 到 中 间 是 4.5m-6.8m-4.5m， 虽 然 这 样 变 化 使 桥 梁
有 着 与 众 不 同 的 光 影 变 化， 但 考 虑 到 桥 梁 受 力 结 构， 桥 梁 中 部
受 到 的 剪 力 和 弯 矩 最 大， 桥 梁 的 截 面 宽 度 也 应 该 是 最 大 的。 因
此桥梁截面宽度从两端到中间优化成 4.5m-5.3m-6.8m（图 4）。
这 样 桥 梁 不 仅 保 持 原 有 立 面 光 影 变 化 效 果， 又 加 强 桥 梁 结 构 受
力合理性。另外， 筼筜湖需要修建导流堤，起到调节水流作用。
桥梁墩柱位置需要结合导流堤，中跨桥墩立在导流堤上来减少桥
墩 对 水 动 力 影 响 。 这 样 桥 梁 跨 径 就 由 原 来 的 三 跨 变 截 面 连 续 梁
（36+60+36） 变 为 四 跨 变 截 面 连 续 梁（26+40+40+26）。 桥
梁 跨 径 变 小， 梁 高 就 可 以 优 化 减 小， 由 原 来 的 0.6 ～ 1.3m 优 化
成 0.8m， 使 桥 梁 整 体 视 觉 效 果 变 得 更 加 轻 盈、 清 爽 。 为 了 后 续
施工方便，两端翼缘截面由边线不相等的三角形（a1 ≠ b1 ≠ c1）
（ 图 5） 优 化 成 边 线 相 等 的 三 角 形（a2 ＝ b2 ＝ c2）（ 图 6），
在这个优化过程中，通过 Rhino+Grasshopper 可视化建模和参
数变量调节，桥梁受力更加合理，桥梁整体效果更加轻巧。
在 本 项 目 中， 依 托 有 限 元 软 件 Mida s Ci vil 对 桥 梁 上 部 结
构 进 行 结 构 分 析， 以 此 来 保 证 桥 梁 的 安 全 性 和 施 工 可 实 施 性 。
通 过 从 Rhino+Grasshopper 导 出 中 心 轴 线 和 截 面 线 到 Midas
Civil 软件中，完成软件的跨平台操作。从 Rhino+Grasshopper
平台创建形体，再到 Midas Civil 分析计算，再调整修改尺寸，
如此反复操作后最终得出较为合理的桥梁的剪力（图 7）和弯矩
分析（图 8），从图中可以看出桥梁中心的剪力和弯矩是最大的，
分别为 9.08e+02KN 和 2.42e+03KN×m。截面宽度从两端到中
间逐渐变宽的设计也符合桥梁受力需求。
2.2 漳州溪山云门桥参数化设计方案
2.2.1 项目概述
云洞岩风景名胜区是漳州市区唯一一个国家 4A 级旅游景区，
拥有优越的生态景观资源。天桥选址位于云洞岩与龙文塔景区之
间，也处于迎宾大道 - 江滨路交叉口西侧，横跨迎宾大道和江滨
路。其中迎宾大道是进入漳州东北部的必经之路，因此天桥具有漳州门户象征，同时也是进入云洞岩风景区的重要节点桥梁。
2 . 2 . 2 方 案 构 思 & 设 计
通 过 对 周 边 环 境 及 需 求 分 析， 本 次 桥 型 设 计 的 构 思 为“ 山 水 连 城 ”， 即 串 联 九 龙 江 西 溪， 顺 应 云 洞 岩 山 势。 基 于 上 述 构 思， 设
计变截面系杆拱桥。桥梁线位在迎宾大道与江滨路交叉口呈现简洁”C”型姿态环绕路口，拱圈的形态取自鸟类飞翔的姿态，犹如张
开双臂欢迎进入漳州来往的车流（图 9）。变截面双拱圈配上伞型拉索的外形，拉索如同张开的羽翼，给曲线桥梁赋予动感和力量感。
2 . 2 . 3 参 数 化 设 计 应 用
在 漳 州 溪 山 云 桥 设 计 中 ， 因 为 这 座 跨 路 桥 的 景 观 要 求 较 高 ， 变 截 面 拱 桥 又 有 着 非 线 性 变 化 ， 造 型 不 规 则 等 特 点 ， 如 果 是 用 传
统 建 模 方 式 不 能 满 足 桥 梁 复 杂 多 变 的 形 体 设 计 要 求 。 基 于 以 上 考 虑 ， 方 案 中 运 用 了 参 数 化 设 计 。 首 先 在 R h i n o 界 面 中 绘 制 箱 梁 的
平 面 线 位 图 以 及 截 面 线 ， 桥 梁 截 面 宽 为 5 m ， 高 为 0 . 8 m 。 在 G r a s s h o p p e r 界 面 中 拾 取 箱 梁 的 平 面 线 位 图 和 截 面 线 ， 采 用 外 轮 廓 法
建 立 拱 桥 的 箱 梁 。 在 R h i n o 界 面 中 绘 制 接 拱 圈 的 轴 线 以 及 三 个 拱 圈 的 截 面 尺 寸 ， 分 别 为 2 m × 2 m ， 1 . 4 m × 1 . 4 m ， 2 m × 2 m ， 在 经
过 G r a s s h o p p e r 逻 辑 运 算 以 及 数 据 关 联 后 ， 采 用 外 轮 廓 法 建 立 变 截 面 拱 圈 实 体 。 最 后 再 细 化 一 些 构 件 ， 例 如 通 过 G r a s s h o p p e r 中
的 运 算 器 来 提 取 拱 圈 边 缘 线 ， 从 而 创 建 伞 型 拉 索 以 及 提 取 根 据 箱 梁 边 线 来 创 建 栏 杆 （ 图 1 0 ） 。
图 4 桥梁优化方案
图 5 三角翼缘优化前截面 图 6 三角翼缘优化后截面
图 7 桥梁剪力图 图 8 桥梁弯矩图
图 9 漳州溪山云门桥鸟瞰图
图 10 溪山云门桥参数化建模过程 & 脚本
24 | CHINA HOUSING FACILITIES
建筑设计
创 建 桥 梁 的 基 本 外 形 后 ， 再 对 拱 圈 高 度 进 行 对 比 优 化 。 根 据 G r a s s h o p p e r 可 视 化 参 数 调 节 ， 尝 试 三 种 拱 圈 高 度 ， 分 别 为
3 1 . 5 m 和 2 6 . 5 m 、 2 6 . 5 m 和 2 1 . 5 m 、 2 1 . 5 m 和 1 6 . 5 m （ 图 1 1 ） 。 考 虑 到 桥 梁 整 体 景 观 效 果 ， 从 迎 宾 大 道 车 行 视 角 上 看 ， 高 大 拱 圈
需 要 具 有 强 烈 的 标 识 性 ， 又 要 与 周 边 环 境 保 持 协 调 ， 最 终 选 择 2 6 . 5 m 和 2 1 . 5 m 的 拱 圈 高 度 。
在 桥 梁 设 计 方 案 阶 段 ， 参 数 化 建 模 的 工 作 流 程 主 要 为 ： 第 一 ， 根 据 现 场 踏 勘 ， 了 解 桥 址 周 边 环 境 和 使 用 需 求 ； 第 二 ， 构 思 桥
梁 方 案 ， 将 桥 梁 跨 径 、 截 面 尺 寸 和 定 位 轴 线 等 数 值 通 过 G r a s s h o p p e r 软 件 建 立 内 部 逻 辑 关 联 性 ， 生 成 参 数 化 调 控 。 第 三 ， 通 过 参
数 调 节 选 择 最 优 方 案 ， 并 进 行 优 化 处 理 。 从 这 个 工 作 流 程 中 可 以 看 出 ， 在 参 数 化 设 计 中 ， 重 点 是 把 桥 梁 形 体 的 数 值 建 立 起 内 部 关
联 性 ， 从 而 创 建 可 变 性 形 体 并 进 行 参 数 化 调 节 ， 以 优 化 方 案 。
结语
异 型 桥 梁 设 计 中 ， 参 数 化 建 模 带 来 了 方 案 优 化 程 度 ， 复 杂 设 计 的 精 确 性 ， 工 作 协 调 性 ， 造 型 创 新 性 等 各 方 面 的 优 势 [ 6 ]。 桥 梁
概 念 设 计 内 容 广 泛 ， 参 数 化 技 术 在 该 领 域 有 很 好 的 应 用 前 景 [ 7 ]。 本 文 侧 重 于 分 析 异 型 桥 梁 设 计 中 运 用 参 数 化 建 模 的 方 法 ， 为 推 广
参 数 化 设 计 ， 建 议 后 续 的 研 究 工 作 要 针 对 参 数 化 设 计 与 B I M 平 台 对 接 、 桥 梁 信 息 化 等 方 面 开 展 研 究 。
图 11 溪山云门桥参数化建模比选
参考文献
[1] 于智光 . 参数化设计在景观桥梁工程中的应用研究 [D]. 南京 : 东南大学 ,2016.
[2] 赵启明 , 李超 . 基于 Revit 平台的 Rhino.Inside.Revit 插件参数化设计应用 [J]. 建设监理 ,2021,(12).
[3] 杜书波 , 孙胜男等 .Rhino 在大同图书馆中的 BIM 实践 [J]. 工业建筑 ,2012,42(8).
[4] 张群力 , 周平槐 , 何银丰 , 程健 . 基于软件 Rhino 的异型建筑几何造型方法 [J]. 浙江建筑 .2013,30(03).
[5] 刘小娜 . 桥梁造型参数化三维设计研究 [D]. 南京 : 东南大学 ,2013.
[6] 于千惠 , 肖汝诚 . 参教化在林粱初步设讨中的启用 [J]. 上海公路 ,2014(44-48).
[7] 王鹏 , 肖汝诚 . 桥梁结构的参数化建模 [C].《第二十届全国桥梁学术会议论文集》, 北京 : 人民交通出版社 ,2012:437-444
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门桥设计方案阐述基于 Rhino+Grasshopper 的异型桥梁参数化建模的方法与过程，说明参数化建模的特点与优势。
关键词： 参数化设计；桥梁设计；Rhino 平台；Grasshopper 插件
引言
随 着 信 息 科 技 的 发 展 和 数 字 时 代 的 到 来 ， 工 程 领 域 中 数 字 技 术 以 其 建 模 能 力 、 信 息 交 互 能 力 和 可 视 化 编 程 能 力 开 始 逐 渐 取 代
传 统 建 模 方 式 。 在 桥 梁 设 计 中 ， 参 数 化 设 计 迅 速 发 展 起 来 ， 以 R h i n o 和 G r a s s h o p p e r 组 成 的 软 件 是 目 前 使 用 较 为 广 泛 的 参 数 化 平
台 ， 其 建 模 的 便 捷 性 、 效 率 性 和 准 确 度 使 梁 桥 设 计 具 有 较 大 提 升 。
1 以 Rhino+Grasshopper 为主的参数化设计
1.1 参数化设计特点与优势
参 数 化 设 计 ， 英 文 是 P a r a m e t r i c D e s i g n ， 著 名 建 筑 师 帕 特 里
克 . 舒 马 赫 （ P a t r i k S c h u m a c h e r ） 认 为 参 数 化 主 义 是 终 结 现 代 主 义
建 筑 时 期 的 又 一 全 新 伟 大 的 建 筑 风 格 [ 1 ]。 其 核 心 是 将 项 目 本 身 作 为 函
数 进 行 编 译 的 过 程 [ 2 ]，设 计 师 需 要 将 复 杂 多 变 的 设 计 条 件 转 换 成 参 数 ，
通 过 创 造 相 关 的 函 数 或 算 法 ， 建 立 参 数 之 间 的 数 值 关 联 性 ， 然 后 经 由
计 算 机 自 动 计 算 ， 生 成 可 视 化 效 果 。 相 比 传 统 设 计 方 法 ， 参 数 化 设 计
可 以 大 大 提 高 模 型 的 生 成 和 修 改 速 度 ， 从 而 提 高 工 作 效 率 [ 3 ]。
1.2 Rhino+Grasshopper 参数化平台
R h i n o ， 全 称 R h i n o c e r o s ， 中 文 又 称 “ 犀 牛 ” 软 件 ， 是 美 国
R o b e r t M c N e e l 公 司 推 出 的 一 款 基 于 N U R B S （ 三 维 样 条 曲 线 ） 为
主 的 三 维 建 模 软 件 。 美 国 国 家 标 准 I G E S 、 国 际 标 准 S T E P 和 P H I G S
都 把 N U R B S 作 为 几 何 设 计 的 强 有 力 工 具 [ 4 ]。 G r a s s h o p p e r 是 基 于
Ｒ h i n o c e r o s 开 发 的 插 件 程 序 ， 其 特 点 是 可 视 化 的 节 点 式 编 程 [ 5 ]。 在
G r a s s h o p p e r 的 运 算 器 界 面（ 图 1 ）中 分 成 逻 辑 运 算 器 和 几 何 运 算 器 ，
逻 辑 运 算 器 主 要 是 建 立 数 据 内 部 逻 辑 关 联 性 ， 而 几 何 运 算 器 可 用 于 储
存 信 息 。 每 个 运 算 器 有 输 入 端 和 输 出 端 ， 需 要 相 互 连 接 激 活 ， 直 到 最
后 运 算 得 出 相 应 形 体 并 “ 烘 焙 ” 到 R h i n o 软 件 中 。
2 参数化设计在异型桥梁设计中的具体运用
2.1 厦门凤屿慢行桥参数化设计
2 . 1 . 1 方 案 概 述
厦 门 凤 屿 慢 行 桥 的 桥 位 选 址 在 凤 屿 路 - 育 秀 路 路 口 ， 慢 行 桥 横 跨
筼筜湖 内 湖 干 渠 。 筼筜湖水域面积 1. 6 k m 2， 东 西 长 度 约 4. 2 km， 被 誉
为 厦 门 的 城 市 会 客 厅 。 项 目 的 设 计 条 件 为 筼筜跨 湖 桥 的 设 计 条 件 桥 梁
跨 度 1 3 2m， 水 面 高 程 为 0 ～ 0. 7m； 船 只 通 行 高 度 按 3m 控 制； 慢 行 桥
考 虑 舒 适 性 和 一 定 驻 足 观 景 空 间， 建 议 桥 面 净 宽 为 4 ～ 6m 。 基 于 以 上
设 计 条 件 ，方 案 构 思 为“ 海 韵 ”，人 们 对 厦 门 第 一 印 象 是 海 上 花 园 城 市 ，
海 是 这 座 城 市 的 特 质 和 记 忆 。设 计 人 员 尝 试 捕 捉 海 浪 起 伏 、涌 动 的 形 态 ，
并 运用在 桥 梁景观 设 计中 。 方案采 用变 截面 连续 梁结 构，桥 侧的 扭 转
曲 面 是 通 过 截 面 两 侧 三 角 形 翼 缘 的 变 化 来 实 现 。 桥 梁 由 于 异 型 翼 缘 的
扭 转 ， 桥 梁 呈 现 出 丰 富 的 变 化 ， 使 人 愉 悦 （ 图 2 ） 。
2 . 1. 2 异 型 桥 梁 参 数 化 建 模 方 法
| 考虑到桥型对湖面景观效果有较大影响，为了更精确、快速修改 桥 梁 造 型， 在 慢 行 桥 设 计 过 程 中 运 用 了 参 数 化 设 计 。 在 G r a s s h o p p e r |
图 3 Grasshopper 参数化模型演变过程 & 脚本 |
R h i n o 界 面 中 绘 制 出 控 制 桥 梁 三 维 中 心 轴 线 和 截 面 线， 通 过 G r a s s h o p p e r 运 算 器 数 值 联 动， 使 截 面 线 在 桥 梁 纵 断 面 线 工 作 平 面 中
生 成 。 然 后 通 过 G r a s s h o p p e r 中 的 扫 掠 运 算 器 生 成 桥 梁 形 体（ 图 3） 。 最 后 把 桥 梁 的 三 维 轴 线 和 截 面 线 用 作 数 据 关 联， 即 可 通 过
基于 Rhino+Grasshopper 的参数化建模
在异型桥梁设计中的应用
黄 璇 / 厦门市市政工程设计院有限公司 福建厦门 361000
摘 要： 随着桥梁设计越来越注重景观效果，参数化建模逐渐成为桥梁设计数字化建造的一种方法。通过厦门凤屿慢行桥设计方案和漳州溪山云
门桥设计方案阐述基于 Rhino+Grasshopper 的异型桥梁参数化建模的方法与过程，说明参数化建模的特点与优势。
关键词： 参数化设计；桥梁设计；Rhino 平台；Grasshopper 插件
图 1 Grasshopper 中参数操作
图 2 凤屿桥鸟瞰效果图
2023.08 | 23
建筑设计
桥 梁 宽 度 、高 度 和 截 面 尺 寸 的 操 控 ，来 自 动 改 变 桥 梁 整 体 形 态 。
采 用 外 轮 廓 法 来 创 建 箱 梁 。
在 桥 梁 创 建 后， 又 对 方 案 进 行 进 一 步 的 优 化。 原 来 桥 的 截
面 宽 从 两 端 到 中 间 是 4.5m-6.8m-4.5m， 虽 然 这 样 变 化 使 桥 梁
有 着 与 众 不 同 的 光 影 变 化， 但 考 虑 到 桥 梁 受 力 结 构， 桥 梁 中 部
受 到 的 剪 力 和 弯 矩 最 大， 桥 梁 的 截 面 宽 度 也 应 该 是 最 大 的。 因
此桥梁截面宽度从两端到中间优化成 4.5m-5.3m-6.8m（图 4）。
这 样 桥 梁 不 仅 保 持 原 有 立 面 光 影 变 化 效 果， 又 加 强 桥 梁 结 构 受
力合理性。另外， 筼筜湖需要修建导流堤，起到调节水流作用。
桥梁墩柱位置需要结合导流堤，中跨桥墩立在导流堤上来减少桥
墩 对 水 动 力 影 响 。 这 样 桥 梁 跨 径 就 由 原 来 的 三 跨 变 截 面 连 续 梁
（36+60+36） 变 为 四 跨 变 截 面 连 续 梁（26+40+40+26）。 桥
梁 跨 径 变 小， 梁 高 就 可 以 优 化 减 小， 由 原 来 的 0.6 ～ 1.3m 优 化
成 0.8m， 使 桥 梁 整 体 视 觉 效 果 变 得 更 加 轻 盈、 清 爽 。 为 了 后 续
施工方便，两端翼缘截面由边线不相等的三角形（a1 ≠ b1 ≠ c1）
（ 图 5） 优 化 成 边 线 相 等 的 三 角 形（a2 ＝ b2 ＝ c2）（ 图 6），
在这个优化过程中，通过 Rhino+Grasshopper 可视化建模和参
数变量调节，桥梁受力更加合理，桥梁整体效果更加轻巧。
在 本 项 目 中， 依 托 有 限 元 软 件 Mida s Ci vil 对 桥 梁 上 部 结
构 进 行 结 构 分 析， 以 此 来 保 证 桥 梁 的 安 全 性 和 施 工 可 实 施 性 。
通 过 从 Rhino+Grasshopper 导 出 中 心 轴 线 和 截 面 线 到 Midas
Civil 软件中，完成软件的跨平台操作。从 Rhino+Grasshopper
平台创建形体，再到 Midas Civil 分析计算，再调整修改尺寸，
如此反复操作后最终得出较为合理的桥梁的剪力（图 7）和弯矩
分析（图 8），从图中可以看出桥梁中心的剪力和弯矩是最大的，
分别为 9.08e+02KN 和 2.42e+03KN×m。截面宽度从两端到中
间逐渐变宽的设计也符合桥梁受力需求。
2.2 漳州溪山云门桥参数化设计方案
2.2.1 项目概述
云洞岩风景名胜区是漳州市区唯一一个国家 4A 级旅游景区，
拥有优越的生态景观资源。天桥选址位于云洞岩与龙文塔景区之
间，也处于迎宾大道 - 江滨路交叉口西侧，横跨迎宾大道和江滨
路。其中迎宾大道是进入漳州东北部的必经之路，因此天桥具有漳州门户象征，同时也是进入云洞岩风景区的重要节点桥梁。
2 . 2 . 2 方 案 构 思 & 设 计
通 过 对 周 边 环 境 及 需 求 分 析， 本 次 桥 型 设 计 的 构 思 为“ 山 水 连 城 ”， 即 串 联 九 龙 江 西 溪， 顺 应 云 洞 岩 山 势。 基 于 上 述 构 思， 设
计变截面系杆拱桥。桥梁线位在迎宾大道与江滨路交叉口呈现简洁”C”型姿态环绕路口，拱圈的形态取自鸟类飞翔的姿态，犹如张
开双臂欢迎进入漳州来往的车流（图 9）。变截面双拱圈配上伞型拉索的外形，拉索如同张开的羽翼，给曲线桥梁赋予动感和力量感。
2 . 2 . 3 参 数 化 设 计 应 用
在 漳 州 溪 山 云 桥 设 计 中 ， 因 为 这 座 跨 路 桥 的 景 观 要 求 较 高 ， 变 截 面 拱 桥 又 有 着 非 线 性 变 化 ， 造 型 不 规 则 等 特 点 ， 如 果 是 用 传
统 建 模 方 式 不 能 满 足 桥 梁 复 杂 多 变 的 形 体 设 计 要 求 。 基 于 以 上 考 虑 ， 方 案 中 运 用 了 参 数 化 设 计 。 首 先 在 R h i n o 界 面 中 绘 制 箱 梁 的
平 面 线 位 图 以 及 截 面 线 ， 桥 梁 截 面 宽 为 5 m ， 高 为 0 . 8 m 。 在 G r a s s h o p p e r 界 面 中 拾 取 箱 梁 的 平 面 线 位 图 和 截 面 线 ， 采 用 外 轮 廓 法
建 立 拱 桥 的 箱 梁 。 在 R h i n o 界 面 中 绘 制 接 拱 圈 的 轴 线 以 及 三 个 拱 圈 的 截 面 尺 寸 ， 分 别 为 2 m × 2 m ， 1 . 4 m × 1 . 4 m ， 2 m × 2 m ， 在 经
过 G r a s s h o p p e r 逻 辑 运 算 以 及 数 据 关 联 后 ， 采 用 外 轮 廓 法 建 立 变 截 面 拱 圈 实 体 。 最 后 再 细 化 一 些 构 件 ， 例 如 通 过 G r a s s h o p p e r 中
的 运 算 器 来 提 取 拱 圈 边 缘 线 ， 从 而 创 建 伞 型 拉 索 以 及 提 取 根 据 箱 梁 边 线 来 创 建 栏 杆 （ 图 1 0 ） 。
图 4 桥梁优化方案
图 5 三角翼缘优化前截面 图 6 三角翼缘优化后截面
图 7 桥梁剪力图 图 8 桥梁弯矩图
图 9 漳州溪山云门桥鸟瞰图
图 10 溪山云门桥参数化建模过程 & 脚本
24 | CHINA HOUSING FACILITIES
建筑设计
创 建 桥 梁 的 基 本 外 形 后 ， 再 对 拱 圈 高 度 进 行 对 比 优 化 。 根 据 G r a s s h o p p e r 可 视 化 参 数 调 节 ， 尝 试 三 种 拱 圈 高 度 ， 分 别 为
3 1 . 5 m 和 2 6 . 5 m 、 2 6 . 5 m 和 2 1 . 5 m 、 2 1 . 5 m 和 1 6 . 5 m （ 图 1 1 ） 。 考 虑 到 桥 梁 整 体 景 观 效 果 ， 从 迎 宾 大 道 车 行 视 角 上 看 ， 高 大 拱 圈
需 要 具 有 强 烈 的 标 识 性 ， 又 要 与 周 边 环 境 保 持 协 调 ， 最 终 选 择 2 6 . 5 m 和 2 1 . 5 m 的 拱 圈 高 度 。
在 桥 梁 设 计 方 案 阶 段 ， 参 数 化 建 模 的 工 作 流 程 主 要 为 ： 第 一 ， 根 据 现 场 踏 勘 ， 了 解 桥 址 周 边 环 境 和 使 用 需 求 ； 第 二 ， 构 思 桥
梁 方 案 ， 将 桥 梁 跨 径 、 截 面 尺 寸 和 定 位 轴 线 等 数 值 通 过 G r a s s h o p p e r 软 件 建 立 内 部 逻 辑 关 联 性 ， 生 成 参 数 化 调 控 。 第 三 ， 通 过 参
数 调 节 选 择 最 优 方 案 ， 并 进 行 优 化 处 理 。 从 这 个 工 作 流 程 中 可 以 看 出 ， 在 参 数 化 设 计 中 ， 重 点 是 把 桥 梁 形 体 的 数 值 建 立 起 内 部 关
联 性 ， 从 而 创 建 可 变 性 形 体 并 进 行 参 数 化 调 节 ， 以 优 化 方 案 。
结语
异 型 桥 梁 设 计 中 ， 参 数 化 建 模 带 来 了 方 案 优 化 程 度 ， 复 杂 设 计 的 精 确 性 ， 工 作 协 调 性 ， 造 型 创 新 性 等 各 方 面 的 优 势 [ 6 ]。 桥 梁
概 念 设 计 内 容 广 泛 ， 参 数 化 技 术 在 该 领 域 有 很 好 的 应 用 前 景 [ 7 ]。 本 文 侧 重 于 分 析 异 型 桥 梁 设 计 中 运 用 参 数 化 建 模 的 方 法 ， 为 推 广
参 数 化 设 计 ， 建 议 后 续 的 研 究 工 作 要 针 对 参 数 化 设 计 与 B I M 平 台 对 接 、 桥 梁 信 息 化 等 方 面 开 展 研 究 。
图 11 溪山云门桥参数化建模比选
参考文献
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[5] 刘小娜 . 桥梁造型参数化三维设计研究 [D]. 南京 : 东南大学 ,2013.
[6] 于千惠 , 肖汝诚 . 参教化在林粱初步设讨中的启用 [J]. 上海公路 ,2014(44-48).
[7] 王鹏 , 肖汝诚 . 桥梁结构的参数化建模 [C].《第二十届全国桥梁学术会议论文集》, 北京 : 人民交通出版社 ,2012:437-444
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