广东省建筑设计研究院“超级工程 背后的 超级智慧”

图1 收费大棚

2018年10月23日上午，举世瞩目的港珠澳大桥开通仪式在珠海举行，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席仪式并宣布港珠澳大桥正式开通。港珠澳大桥跨越伶仃洋，东接香港特别行政区，西接广东省珠海市和澳门特别行政区，总长约55公里，是“一国两制”下粤港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程。大桥开通对推进粤港澳大湾区建设具有重大意义。

在这项举世瞩目的世纪工程中，广东省建筑设计研究院有幸承担了大桥管理区（含收费大棚）、管理养护中心的房建设计工作，以及大桥东、西人工岛的结构专业咨询工作。我们本着科学严谨的态度、提供热情周到的服务、追求高品质的工匠精神，经过全体人员的不懈努力，实实在在地“干出”了一番成绩，为大桥的运营维护提供了有力保障。工程建成后，受到业主的高度评价，开启了我院参与粤港澳大湾区建设的新时代。

明确目标，建设世界级跨海通道

港珠澳大桥房建工程是大桥整体建设的有机组成部分，主要设计范围包括珠海、澳门口岸人工岛上的大桥管理区和设置在珠海十字门中央商务区内的管理养护中心。大桥管理区为珠海、澳门的口岸人工岛与港珠澳大桥的衔接过渡区域，收费大棚为港珠澳大桥入口处的标志性门户建筑，管理养护中心为港珠澳大桥营运期间大桥管理局的办公、后勤基地。其中，大桥管理区占地约30万平方米，建筑面积约0.8万平方米，建筑密度3.17%，绿地率53.7%，区内建筑包括收费大棚（含20车道主线收费岛）、收费及养护办公楼、救援楼、备品备件普通仓库等附属设施用房。管理养护中心占地面积3.67万平方米，建筑面积2.47万平方米，建筑密度20.3%，绿地率65%，区内建筑群体包括综合办公楼（含监控大厅、展览中心及档案馆）、宿舍（含餐厅）、多功能礼堂等附属设施用房。

基于中央、三地政府和两岸三地人民的要求及项目的深远影响，港珠澳大桥管理局从践行科学发展观出发，将港珠澳大桥的建设目标定位为：“建设世界级跨海通道、为用户提供优质服务、成为地标性建筑。”

港珠澳大桥房建工程的建设目标为满足大桥高速行车的管理要求，为人们提供安全、快捷、美观的综合行车环境，以及优质、方便、舒适的配套服务。为了实现这一目标，房建工程需要对公路进行监控、通信、收费等营运方面的管理，在设计中需将大桥管理区、管理养护中心的建设列为必不可少的附属建设项目，要求与大桥高速公路同时完成使用。房建工程能为大桥路段的正常运行提供管理、收费、监控、养护、拯救、服务等一系列功能设施。

收费大棚是港珠澳大桥的入口，其地理位置十分突出，是向全世界展现了中国基建风采的“国之大门”。因此，其总体规划设计、房建设计、绿化设计等各方面都需要结合象征意义，做到协调统一、风格一致，力争使该区域成为港珠澳大桥工程的国家门户景观。

管理养护中心的建设目标是“为大桥和所管辖的道路提供一个高效、高质的安全运行环境”，因此在整体规划设计中，需强化其功能意义、企业文化意义、地域特色意义，创造一个“舒适高质、绿色办公、绿意生态、自然和谐”的管理环境。

破解难点，助力地标性门户建筑建设

在建筑的设计过程中，项目设计面临着“如何展现国家形象、如何应对工程限额设计要求、如何展现企业文化内涵、如何突出建筑地域特色”等挑战。

项目位于广东省珠海市内，地处北回归线以南的低纬度亚热带季风区，属亚热带海洋性气候，日照充足，终年气温较高，日温差小，5月至9月为集中降雨期。对珠海市影响较大的灾害性天气包括台风、暴雨、冷空气、强风和寒露风等。

大桥管理区位于珠海、澳门口岸填海人工岛内，地块地形平坦，呈三角半岛形态，海岸围合、视野开阔。区内建筑需考虑极端台风暴雨天气、不稳定地基、临海景观、与桥梁工程、交通工程的设计接口界面等问题，综合考虑建筑场地的地形、地质、朝向、环境等因素，并结合场地的功能要求，总体设计需充分体现其象征意义和功能合理化的场所精神，并注重收费大棚的设计，使之成为地标性门户建筑。

管理养护中心场址周边山体起伏连绵，建筑地块位于山谷之间，用地高差变化大，设计对用地的地形地貌等自然条件进行了深入研究，进行了多种方案比较。房建选址根据高程规划条件等进行了全面整体考量，因地制宜、选材恰当、控制投资，满足使用功能要求，确保交通流线清晰、建筑物布置合理。同时，还考虑建筑与周围环境的有机结合，自然景观融入建筑，建筑又突显企业文化及突出地域特色，做到设计的经济、适用及美观，创造出一个良好的工作、服务、休息的管理养护中心环境。

房建工程不仅重视使用上的功能，还注重其在精神方面的作用。建筑造型以极简的设计手法、明快的色调、简约的材料、典雅大方的形体构成，体现了国家门户标志性及交通企业的形象，成为资源合理利用、具地域特色的可持续性建筑。

建筑立面设计还包含大楼标识、广告和灯光设计。灯光设计方面结合建筑形体及整体环境，考虑泛光灯、射灯、景观照明、地灯等夜间照明设计，营造出富有特色的夜景照明效果，立面灯光处理展现了交通企业文化及大桥场所精神等寓意。

景观设计方面，室外环境设计充分强调场所精神并具岭南园林特色。建筑室内公共区域及屋顶设计绿化平台与周围绿化景观相协调，达到室内外景观相交融的效果。

图2 港珠澳大桥主体工程总体布置图

图3 大桥管理区总平面布置图

图4 收费大棚入口

图5 管理养护中心总平面布置图

按照港珠澳大桥工程的性质特点和技术要求，广东省院成立专门了设计项目组，技术上总工程师严格审批和把关，负责有关技术质量；技术领导及技术骨干担任项目负责人及专业负责人，设计组集合各专业最优秀设计人员，全身心投入该项目设计工作，确保设计队伍的稳定性和连续性，有效保证了项目按预定设计进度顺利推进。

匠心卓越，处处彰显设计智慧

大桥管理区大桥管理区位于珠海、澳门口岸人工岛内，总体规划设计中，收费大棚作为标志性门户建筑位于构图中心，地处大桥起点的中心位置，同时为地块的高程最高点，既满足其收费功能要求，同时又可以突出收费大棚的建筑地位。其余配套设备用房分别位于收费大棚相邻区域，便于收费大棚及大桥的日常营运管理、养护。地块景观设计结合人工岛特色，模仿海水的流动性，整体呈线性交错布置，形成立体欢乐的绿色波浪，向前张力趋势明显，象征三地联系紧密、合作共进、经济腾飞。

收费大棚高度(桅杆最高点)为53.64米，建筑层数1层。平面投影呈月牙形，长度约170米，月牙最宽处约22米，正立面近似拱形，拱两端落地。收费大棚采用“桅杆（塔柱）+拉索+大跨度”的曲面钢结构，屋面采用固定双层夹胶玻璃及单层铝板结合形式，增强收费大棚屋面抗风挡雨功能。其中，主结构采用大跨度曲面钢结构，下部采用“V”形斜钢柱支承和两端落地支承，上部采用高强度钢拉索呈放射形拉结，拉索上端点固定于锥形斜桅杆（塔柱）处，桅杆采用钢结构与钢管混凝土结构。

收费及养护办公楼高10.65米，建筑层数2层。救援楼高6.93米，建筑层数1层。两幢楼分居收费大棚两侧地块内，其立面均采用重复韵律感强、构造柱及幕墙相间的立面形式，保证了室内采光通风要求，且与大桥桥墩整体造型风格相呼应。外墙选用白色漆料，立面风格明亮干净，简洁朴素、气质脱俗、色彩醒目、象征性强，易与周围环境相协调。屋面采用绿化屋面形式，能降低能耗，与地块景观绿化相融合。

备品备件普通仓库位于地块西侧，高9.9米，建筑层数1层。备用备品仓库与周边大桥匝道连接便捷，便于材料与工具运输。其内部空间高度较高，适宜储藏物品。设计时减少开窗面积，便于物品储藏，外墙同样选用白色漆料，与大桥管理区附属建筑风格统一。

大桥管理区建筑群体轮廓起伏有致、虚实有序，充分考虑了不同角度的景观视觉效果。收费大棚造型独特，呈弯月型横跨于桥面，气势恢弘。附近收费及养护办公楼、救援楼等附属建筑与区内绿化景观融为一体，形成顺应行车方向的简洁流畅的带状空间组合序列，与港珠澳大桥独特工程技术文化相吻合，颇具时代特色。

管理养护中心管理养护中心以“筑隐于山，桥渡灵溪”为建筑创作设计理念。项目场址位于珠海十字门中央商务区内，周边山形起伏连绵，四面环抱，一隅开阳；建筑地块位于山谷之间，山泉溪流穿越而过，场址内有水库、溪水、山塘等多样原生水系形态。整体环境或静默、或低鸣、或影山、或对月，山水相依、林深泉鸣、天地共灵。

处理好建筑与环境的关系是本项目的首要考虑。广东省建筑设计研究院设计师经过反复的权衡及比选，最终采用了“藏与隐”的设计方式。建筑形体表达让位于自然环境，突出山体、果林、溪水，人工与造化相容。建筑群体采用化整为零，分散布局的方式，降低建筑楼层，并与原始地形充分结合，尽量弱化建筑的体量感。建筑设计还保留了地形中大片原生的龙眼树林，以低成本的方式为业主营造出难得的山林园景。各单体利用地形高低错落，形成多变丰富的架空场所，在有限的地块范围内，有效扩展了建筑的使用空间，并为管理局员工提供了全方位的使用便利和体验。

综合办公楼为地面4层、地下2层的建筑，总建筑面积1.31万平方米，建筑主体于地块中部一字展开，沿地形自然曲折，面向入口呈环抱之态。档案馆、展览中心沿中部水系蜿蜒布设，外部回廊环绕，与园景相映成趣。监控大厅融入山体，呈静合之势。餐厅为地面1层，其临水而筑，西闻流水潺潺，东观山林水秀，尽揽开敞之景。多功能礼堂为地面1层，建筑面积约850平方米，其独踞一隅，背山面水，平淡、归真。宿舍共七幢，为地面6层、地下1层建筑，建筑面积共1.08万平方米，设计打破传统格局，化整为零，依山就势，错落有致，建筑或临溪、或面水、或听涧，依山傍水，鸟语叠翠，犹如世外桃源。

管理养护中心主体建筑以极简的设计手法，极富韵律及节奏的建筑语言和线条，塑造点线结合的空间形态，充分表达出了建筑的品格。立柱式围墙，竖向线条的建筑立面，扁钢构造栏杆，无不呼应港珠澳大桥的工程技术个性与文脉。外墙统一明快的白色基调与环境相得益彰，配以国画般黑白灰的色调层次，充分体现了仕隐自如的澹然情怀。

基于国家政策及工程造价的限制，建筑外墙装饰无法采用造价较高的石材及金属板材，同时为配合极简的造型手法，客观上也要求外立面的装饰面材少做或不做分隔；而外挂式板材气质外露张扬，与建筑隐逸、低调的个性也难以协调。项目团队最终决定采用涂料作为外饰面主材，经过多家供应商现场样板比选确认及实际案例考察，选定进口弹性涂料作为实施材料。外窗铝材及栏杆选用深灰色氟碳喷涂工艺，与简约的细节设计搭配，凸显粗料精做的效果、精致的工艺和设计匠心。

图6 管理养护中心建筑群体

图7 综合办公楼入口

图8 宿舍

“溪水伴塘一线开，天光筑影共徘徊。”光，塑造建筑的形态，勾勒空间的灵魂。不同的光影形态，或直接、或间接、或反射，回应着各自的功能需求，刻划建筑的性格。

建筑景观充分利用原有山谷地形地貌，营造多维度自然园景，引泉水、曲溪水、叠流水，水筑交融；建筑形态随山地起伏形成多层次景观平台，建筑空间远借山景，近取水景。地块北面保留原山坡果园的坡地景观，徘徊其间，可体验回归自然的野趣。

建筑连廊或开或合，或曲或折，若隐若现地蜿蜒于山水之间。连廊将分散的建筑形态连成整体，为高温多雨的气候条件创造了全天候的步行通道，行走其间，步移景异，景随身动，观山起山伏，赏云卷云舒，听水缓溪急，品世间百态，好不心旷神怡。

桥，跨山、卧溪、伴塘，人们于桥上，或停、或行、或观、或言、或听、或思。桥，一边连接此岸，一边通向彼岸。桥梁工程师用自己的智慧和技术，跨越山水的阻隔，为人们架设出行的坦途；建筑师借筑抒怀，寓情于景，筑隐于山，桥渡灵溪，为身处世俗的人们构筑心灵出世之道。在这里，可以体验陶渊明“采菊东篱下，悠然见南山”的致远境界；山中之桥与海上之桥遥相呼应，激励奋发向上的治世抱负。

管理养护中心的设计因地制宜，体现了建筑与自然环境高度契合、人与山水的自然融合，实现了建筑实用性与艺术性的高度统一，为管理局创造出一个环保、舒适、优美的工作、服务、休息环境。

全程攻关，确保工程圆满完工

由于收费大棚处于沿海台风多发地区，可能常遇多种恶劣天气，大棚结构及屋面形式需对各种恶劣天气进行综合考虑。

收费大棚为大跨度柔性屋面结构，体型不规则。此结构属风敏感柔性结构，结构自振周期与自然风的卓越周期较接近且阻尼较小，因而风荷载成为控制结构设计的主要荷载之一。我国现行规范对于该复杂结构的风振系数没有给出相应的数据和计算方法。为了保证收费大棚结构设计的安全、经济、合理，广东省院项目团队对收费大棚进行了建筑物表面风压的风洞模拟试验，通过反复多次试验、分析计算，得出结构设计参考计算数据，使收费大棚的抗风安全性大幅提高。至今，收费大棚经受住了2017年“天鸽”及2018年“山竹”两次超强台风的严竣考验，其结构设计具备足够的抗风能力和较高的安全系数。

为更好推进管理养护中心功能与方案设计工作，广东省院分别对广东省广韶管理中心、惠河管理中心以及龙华管理中心进行了实地调研，并与管理局业主充分沟通，研究分析大桥管理维护单位的企业文化、功能配置、使用需求等。

广东省院项目团队在设计过程中遵循功能适用、经济合理、造型美观的原则，在限额设计范围内充分运用性价比分析、技术经济比较等手段，对设计方案进行多次优化比选，选取简约价廉材料，合理利用地形地貌资源，坚持“技术综合平衡”和“经济综合平衡”的设计理念，使项目设计达到先进、实用、经济的目标，同时坚持在设计过程采用“新技术、新工艺、新材料和新方法”，确保工程“实用、经济、美观、安全”，有效控制工程造价。

为了彰显粗料精作，美化建筑细节，在施工图设计中，广东省院对材料特性研究及进行现场对比选样，通过对构造细节反复调研、方案比选和造价对比分析，项目团队创作并完善了大量节点构造大样，保证了工程造价、设计细节、接口质量，也保证了节点大样在工程实施时的实际可操作性，并明确提出工艺要求，便于施工过程中的标准化工作，组织采用统一的模数、参数和标准构配件，大力推广标准设计的运用，达到控制、实现节约投资的目的。

图9 连廊

图10 多功能礼堂

图11 餐厅

创作设计中，项目遵循可持续发展的基本原则，将自然环境，人文情怀与企业文化共冶一隅。室外泛光照明能丰富建筑夜间形象，为了让建筑夜间形象鲜明并节能环保，广东省院组织开展了泛光照明设计方案研究。在项目中，项目团队对建筑立面竖向柱子、建筑屋面、建筑外墙、绿化平台、天桥地面、连廊柱子、园路等进行照明设计，根据建筑楼体的造型风格及功能特性，外墙泛光照明的光色多采用黄、白两种光色。照明系统采用智能控制照明的方法，以自动、手动控制，实行重大节日、平时及深夜不同时间段的控制手法，遵循节能环保和可持续发展原则，通过智能照明控制系统，将建筑楼体打造成节能环保的灯光工程。

泛光照明设计明确建筑结构，根据建筑外观特点，与周边环境进行综合考虑，从光环境的需求和审美意识出发，做到功能与美观相结合。强化建筑的空间特征，突出架空层、连廊、天桥、园路轮廓，展露建筑夜间的气息形象，使室外的构筑物或景观场地比周围环境明亮，让建筑功能性与景观性结合起来，突出环境的特色，并与山水自然相融合，刻画出建筑的细节。墙面的斑驳树影随风而动，建筑与庭园植物相映成趣，点、线、面组合打造光的形态，令建筑夜间形象鲜明。

在工程施工阶段，广东省院积极对关键的、新的施工工艺进行指导施工。为保证工程质量，以重要样板先行原则，指导样板制作，完成看样定板任务。经常到工地巡视及检查，并出具工地巡查报告。对现场问题进行校核或协商，提出有关意见，使工程勿因疑问而搁置；如发现施工中的各种问题，及时向施工、监理单位提出解决办法，以免影响工程施工。

在港珠澳大桥项目建设中，广东省院本着科学的态度、热情的服务、不厌其烦地追求高品质设计成果的精神，圆满完成了房建工程方案优化及调整工作，积极配合解决施工现场存在问题，为房建工程设计和施工现场配合工作付出了巨大的努力，确保了港珠澳大桥房建工程按时、保质完成。纵观项目始末，广东省院积累了诸多宝贵经验：

第一，重大工程项目既需要技术的创新与支撑，更需要人文精神的融入与建筑师的智慧。

第二，前期方案的深度思考对后期工程实施有战略性的影响。

第三，建筑的品质高低并不取决于材料的贵贱、低廉，普通的材料同样可以塑造高雅而精致的建筑品位。

第四，好的设计作品既有赖于前期设计的细致严谨，更需在后期实施过程中孜孜不倦地深入现场亲力亲为。

“社会主义是干出来的，新时代也是干出来的”，习近平总书记在港珠澳大桥上的寄语鼓舞人心、催人奋进。作为大桥参建单位，广东省院能得到业主方的高度认可我们倍感自豪。未来，广东省院将以习总书记的重要讲话精神为强大动力，大力弘扬实干精神和逢山开路、遇水搭桥的奋斗精神，守正鼎新，营造臻品，为粤港澳大湾区建设再出精品、再立新功。