中国京冶工程技术有限公司上海分公司 上海 200433
摘要：本文以主题公园假山结构为研究对象，阐述了当前主流主题公园中人造山体的特点，进而分析假山的结构设计方法，希望对主题公园假山设计提供一定的参考作用。
关键词：主题公园 人工堆山 塑石假山 假山主体钢结构
1. 引言
主题公园，是根据某个特定的主题，采用现代科学技术和多层次活动设置方式，集诸多娱乐活动、休闲要素和服务接待设施于一体的现代旅游目的地。纵观当前国内主题公园，大型假山是各大主题公园不可或缺的人造景观。主题公园假山以造景、联系、分隔空间、装饰为主要目的，结合其他多方面的功能作用，对功能空间划分起着十分重要的作用。它主要规划在园区主入口前部、中部等核心位置。当前对于大型假山的结构设计研究不多，有必要对主题公园假山的类型特点及其结构设计方法进行归纳总结，以期对假山结构设计有更多的参考。
2. 主题公园假山的类型及其特点
2.1传统园林景观假山
此类假山基本都以山石或者人工塑石块体作为原料，以造景游览观赏为主要目的，以自然山水为蓝本加以艺术的提炼，将其独自或者和其他景观相互搭配进行堆叠造景，以此展示山石独特之美。其特点是假山精致、体量不大。其设计施工方法都比较成熟。
2.2 大型人造假山
大型人造假山是为了营造主题公园高低起伏的地势，或者凸显主题故事的景观需要，对项目场地进行人工改造或者直接建造大体量人造假山。目前主题公园大型人造假山按照其功能特点大体上分为以下几种类型。
1) 自然景观假山
此类假山完全由人工堆砌而形成，一般高度大于5米，平均坡度大于9度，相对于传统园林景观假山而言，体量大、坡度陡、整体性更强，有些假山表面还设置景观构筑物。如北京市奥林匹克森林公园中的主山“仰山”，是一座完全由人工堆砌而成的山体，其面阔680米，与主湖的相对高度48米，基底面积约43.3公顷，前山平均坡度10.2度，后山平均坡度19.3度，为一典型的自然景观假山。
2) 内部具有建筑使用功能空间的假山
此类假山结合园区的整体建筑布局需要，利用大型人造假山内部空间，设置建筑使用功能空间，比如旅游纪念品商店、公共卫生间、设备用房等。此类假山相当于传统民用建筑外部加上了一层外包装。
3) 内外部设置有游乐设施的假山
融合了现代高科技、材料科技、制作工艺的高端机动游乐设施与假山的结合。无论是体现美国现代文化的迪士尼乐园、海洋文化主题的香港海洋公园、中国的两大主题乐园欢乐谷系列和广州长隆及亚洲最震撼的珠海长隆海洋世界，各类过山车在假山中穿梭飞行。此外还有假山结合水上游乐项目设置假山滑道，如常州恐龙园滑道假山。此类假山山体内通道多，内外部空间关系复杂。如株洲方特欢乐世界维苏威火山，就是一座假山配套过山车游乐项目。
4) 具有瀑布造景假山
大面积的开阔水面几乎被所有主题公园所采用，配合公园假山瀑布造景，瀑布或水流的动感能更好地赋予山体以灵魂，使沉静的山体“活”起来。此类假山一般有多级退台，有瀑布处山体陡峭，瀑布顶部配置蓄水池，荷载大。
3. 假山结构实现形式
通过以上主题公园假山类型及特点的分析可知，此类山体高大陡峭、空间关系复杂，且又是游客人流量大的区域。为保证游客人身安全，其山体的结构设计尤为重要。这种大型山体的结构实现形式有：人工堆砌土体成型、主体混凝土结构体系、主体钢结构体系。
根据大型人造假山的功能特点具体分析选用：①人工堆砌土体成型只能用于自然景观假山；②山体主体采用混凝土或钢结构体系，能满足山体的复杂造型需求，山体内部也可以设置空间和通道，能适合绝大部分大型假山结构体系要求。再结合现场施工进度要求以及山体表皮外包装与主结构的连接因素，当前主题乐园大型假山绝大部分采用的是钢结构主体结构体系+混凝土人工塑石山体表皮外包装形式。下面主要阐述假山主体采用钢结构形式的设计方法。
4. 大型假山主体钢结构设计方法
假山主体结构设计分以下步骤：
4.1 结构设计需要的前期资料
不同于传统二维设计，假山设计必须要有山体三维模型。如果山体还附带建筑使用功能空间和设置有游乐设施如过山车穿过山体，则山体三维模型中应反映建筑空间和过山车安全通道空间。
4.2 搭建假山主体结构计算模型
1）对山体三维模型进行处理，按一定的等高线间距得到山体的等高线，等高线的间距可根据山体总高度、山体外表皮复杂程度、内部通道等使用空间情况具体分析取值。这样也就得到每个等高面处山体外围轮廓线和内部使用空间的范围线，再将山体外围轮廓线向内偏移一定距离（即山体次结构和外表皮厚度）得到山体主结构轮廓线。
2) 在山体主结构轮廓线内进行网格划分，根据轮廓线的具体形状，网格可以是正方形或矩形，按照网格布置柱、梁结构构件，注意在有内部使用空间的范围线内不能布置结构柱，根据结构体系的不同，也可设置柱间支撑。完成每层等高面的网格划分，并且保证每层竖向构件上下对齐，如若遇到空间通道，可设置竖向构件转换梁或者转换桁架。
3) 组装每等高面布置好的构件形成假山主结构三维模型，并从结构体系概念上检查模型的正确性，是否需要增加或减少杆件。如图1某山体三维计算模型典型剖面。
图2 假山塑石山体表皮施工
4.3 假山主体结构计算荷载的合理取值
1）对山体内部的建筑使用空间活荷载、隔墙荷载等按照现行《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）取值，游艺设备荷载按照厂家提资要求取值。
2）混凝土人工塑石山体表皮外包装荷载取值。人工塑石山体表皮做法（由里往外）：主结构-二次钢结构-钢筋网片-钢丝网-水泥砂浆喷浆-水泥砂浆塑型-主题油漆。根据具体塑石混凝土厚度并考虑其表面凹凸程度、山体的倾斜度，荷载值考虑一定的放大。外包装荷载还包括山体表皮找形的二次钢结构荷载。
3）施工工况活荷载取值。假山塑石山体表皮施工如图2所示，其施工操作平台和传统民用建筑施工脚手架不同，传统民用建筑施工脚手架直接落于地面，“依靠”在在建主体结构上，而假山塑石山体表皮施工操作平台直接从主体结构上悬挑出来，待山体面层完全施工完成后才依次从山顶部往下切除。其施工操作平台自重和施工活载不可忽视，应根据实际情况考虑此荷载对主体结构的影响。
4.4 假山主体结构计算分析。
模型建立完整，荷载取值正确，接下来进行主体结构模型的计算分析，这和常规的结构计算分析一样，完成结构的主体受力分析和杆件应力校核工作。
4.5 结构计算结果的合理控制。
假山主体结构计算分析完毕后，对其计算结果指标如何合理把控，建议按照假山的功能特点来进行分类控制。
1）内部具有建筑使用功能空间的假山，假山主体结构和使用功能房屋结构合为一体，其结构计算结果指标，可按照常规民用建筑结构设计来控制。比如遵循规范《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）、《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）等。
2）其他假山结构设计，根据假山具体体型，按照构筑物或者高耸结构进行设计。 比如遵循规范《构筑物抗震设计规范》（GB50191－2012）、《高耸结构设计规范》（GB50135－2006）。
4.6 假山结构基础设计。
假山结构基础设计，可依据其上部结构设计所遵循的规范进行设计，使之与上部结构设计相匹配。基础形式可选择天然基础、筏板、桩基承台等。
4.7 假山结构图纸的合理表达。
与常规建筑结构不同，大型假山主体结构多为空间异型钢结构，准确、简练的图纸表达可用以下图示表示方法：三维轴测图示意图、剖面示意图、结构节点坐标表示等。
5. 结语
主题公园大型假山功能多样、空间结构关系复杂，以上分析了假山结构实现形式，初步探讨了大型假山主体钢结构设计方法，为类似的工程设计提供参考及借鉴。
参考文献
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【2】董练红 谈园林假山结构设计[A].山西建筑.2015 .41（24）：190
【3】张士昌 王连青 史炜洲 某乐园漂流结构设计[A].结构工程师.2017. 33（2） ： 79-82
论文作者:程贤树
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/7
标签：假山论文; 山体论文; 结构论文; 主题公园论文; 荷载论文; 主体论文; 石山论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;