假山构筑物设计
1.假山造型及结构设计
主题公园假山为了满足主题包装效果，工程结构体形极为复杂,平面不规则,高低变化悬殊。大部分主题公园里的假山都会布置游乐设施和项目,造成整个结构的受力常复杂,且空间钢结构极不规则，一般假山体系分两大部分:外部混凝土面层表面维护结构;内部支撑假山的框架结构。外部混凝土面层表面维护结构,通常采用预先数字放样弯曲的单元化钢筋网片,并在表面喷涂混凝土及特殊岩石样面层形成。内部支撑假山的框架结构,分为两大部分,假山支撑主结构(又称主结构)和假山造型龙骨结构(又称次龙骨结构)。主题乐园假山次结构由于造型复杂,一般采用钢结构,因此次结构通常称为次钢结构。一般来说,主题公园设计假山造型比较复杂,其内部的假山主结构亦会呈现平面和竖向不规则形式且考虑主结构与次钢结构的连接做法,目前主题乐园规划设计假山主结构通常使用钢框架结构形式。但对于造型比较简单的假山工程,也可使用混凝土框架结构,在混凝土主结构中预埋埋件实现主结构与假山次钢结构的连接。主题公园设计假山主结构时,为确保构件加工和施工的便捷性,应尽量使用标准化的构件和规则化的结构。

（本图为珠海长隆04区冰山，过山车从冰山穿插）

 

2.假山建造概念和过程
主题公园方案设计时,根据整体园区的创意主题创作了假山的外观,然后制作一个缩尺的假山石膏模型,这个缩尺的假山模型将把假山的外形及表面细节完全展现出来接下来将进行计算机激光扫描,把这个假山石膏模型数字化,得到假山外皮的网格文件。然后根据计算机扫描得出的网格文件利用电脑处理得出每隔2m高的等高线。
主题公园假山的设计建造过程:首先,根据在假山外形等高线范围内确定内部的主结构框架;再根据外形等高线确定支撑假山面板的次结构。在设计次结构时,如有施工需要,尚应同时把支撑假山面板的挑杆外伸作为将来施工的脚手架支撑。接下来由低至高开始施工假山面板;最后由上至下逐层拆除脚手架,割除外伸部分挑杆,修补面层,即完成假山的施工。
   3.假山风洞试验
主题公园大型假山高度较高,体型复杂,尤其是在山洞和小山包的位置局部风压较大且受力复杂。目前荷载规范不能给出此类位置的荷载计算方法,但这些位置又需要得到准确的风荷载情况,方可进行主钢结构和次钢结构的设计。基于需要,对整个假山表面复杂形状的风荷载取值,有必要由业主委托第三方做整个假山的模型风洞试验。风洞试验的各项参数除了满足〈建筑结构荷载规范〉(G59)的要求外,如有特殊指定,尚需满足其他国家的规范(如美国规范AOE-06第3116章节的相关要求。)
图是珠海长隆冰主题乐园假山项目根据假山的建筑图纸制作了一个覆盖范围达到半径240m的1:200模型,并采用了459个风压传感器。
为了更好模拟整个假山周边地形环境对风的影响,对假山周边的地形也在模型中做了相应模拟。风洞数据进行结合当地风气候统计模型,风气候模型是基于当地的海面风测量和计算机模拟台风。假山钢结构设计时,需要根据风洞试验得到表面风荷载取值,从而对整体结构进行计算。
    通常风洞试验结果中,复杂部位(如洞口处)的局部风荷载比较大,需要在周部钢构件计算时给予重点关注。如果风洞试验的风荷载值经过结构分析后,局部假构件的安全性和人致舒适度无法满足结构设计要求,尚需对此处的假山造型进行整,最终达到符合结构安全性和人致舒适度的要求。

4.假山主次结构的结构体系研究
假山结构由内部主结构及沿表层布置的次结构组成。主结构按照假山的外形变,采用布置较密的框架柱及横梁构成,为加强主结构的抗侧向力能力,框架柱间
设置较多的支撑,整体结构刚度较大。主题公园假山为钢结构框架支撑体系,其下部为钢筋凝土平台。混凝土平台由下部的钢筋混凝土柱、挡土墙、PHC桩、承台和基础拉等组成。假山主结构与面层之间布置较多由主结构伸出的悬臂构件,该悬臂构件方面作为支撑假山面层的永久次结构方面伸出假山面层作为假山面层施工台的支承结构,在主题公园假山面层施工完毕后会进行割除。当次结构悬挑长度较长时用次结构下部增设支撑的方式,以提高次结构的承载能力,并降低挠度变形。假面层由2m×2m的钢筋网片作为支架结构,钢筋网片按照输入的三维定位信息行放样,以模拟表面曲面特征进行细部设计,然后喷涂85~200mm厚的混凝层,并在外表处理成假山岩石的表面,以形成岩石的外观。主结构为支撑假山的主要钢结构,由型钢柱和主梁构成。
   在主结构上再分布假山的次钢结构,次钢结构也有次结构柱、梁,另外还有直接沿假山面钢筋网片相连的次结构挑杆。次结构挑杆是假山次结构的关键节点。每个主题公园假山都是由计算机扫描模型得出的数字模型,对应到挑杆就是每个挑杆上的点的坐标,所有的次结构挑杆进行编号,相应的假山面皮钢筋网片也各有独立编号，这样就做到编号互相对应。

   假山面层为钢筋网片层,假山数字模型扫描后按一定等高线读取主题公园假山外形等高线数据，并按照此数据生成假山面层的钢筋形状,钢筋的外轮廓和假山外形的等高合,这就是主题公园假山三维设计的主要设计思路和方法。整个假山区域形状复杂,假山面板与主钢结构的相对关系也千变万化,因此次挑杆的类型也多种多样,还有部分是采用挑杆与假山施工平台的支撑设计一体即挑杆多悬挑出1.5m作为假山面板施工的平台支撑,当假山面板施工完毕后行割除。
5.钢结构节点的设计与选用
   由于主题公园假山结构体型复杂,与游乐设施和山洞结构有错综复杂的交错和互相支撑,因此假山的钢结构节点形式数目繁多。考虑到尽量减少现场焊机工作和加快现场施工进度,确定了钢构件现场螺栓拼接的总体设计及施工思路,主体结构可采用带支撑的钢架结构,钢柱钢梁之间普遍采取铰接连接,只有个别悬挑梁以及受力极其复杂的钢梁采用了和钢柱的刚接连接。