橋梁美學(xué)的設(shè)計辦法
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對于橋梁美學(xué)而言，如果單純將裝飾作為美學(xué)法寶則未免太過單一?？v覽古今內(nèi)外，許多優(yōu)秀的橋梁建筑，其結(jié)構(gòu)本身的視覺效果均十分出色。本文從橋梁美學(xué)設(shè)計應(yīng)具備的特點(diǎn)入手，對橋梁美學(xué)進(jìn)行探討。
1.1造型美、功能美和形式美
橋梁造型美、功能美和形式美主要體現(xiàn)在橋梁結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計上，大到橋型方案的整體效果，小到橋梁結(jié)構(gòu)某個受力構(gòu)件，如懸索橋、斜拉橋的橋塔，拱橋的拱肋（圈），梁橋的梁體等。歸納起來，大致包含如下幾點(diǎn)。
1）比例選擇
一座橋梁，只有當(dāng)其各部分的比例達(dá)到勻稱和諧時，才能構(gòu)成優(yōu)美的形象。橋梁美學(xué)中的比例一般包括以下3方面。
（1）整體與局部的三維尺寸關(guān)系，即橋梁整體規(guī)模與各構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。橋梁整體規(guī)模主要體現(xiàn)在橋梁的跨度、橋墩或塔身的高度上。橋梁的整體規(guī)模一旦確定，各構(gòu)件的外形尺寸就應(yīng)與整體規(guī)模相匹配，如拱橋拱圈（肋）的尺寸與拱橋的跨度、矢高匹配，斜拉橋、懸索橋橋塔尺寸與跨度匹配，連續(xù)剛構(gòu)橋橋墩尺寸與橋跨、墩高匹配等。
（2）局部與局部之間的三維尺寸關(guān)系，具體體現(xiàn)在橋梁邊、中跨比，拱橋的矢跨比及不同構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)關(guān)系等。橋梁的邊、中跨比及拱橋的矢跨比是以其固有的功能關(guān)系和結(jié)構(gòu)關(guān)系為橋梁美學(xué)前提的，必須在深刻了解橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)在規(guī)律的基礎(chǔ)上去尋求橋梁體態(tài)勻稱和比例和諧，決不能違背結(jié)構(gòu)關(guān)系和力學(xué)原理。不同構(gòu)件的外形尺寸也應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)關(guān)系與力學(xué)原理體現(xiàn)出主次有別，如連續(xù)梁橋的跨中與支點(diǎn)的梁高、不同墩高的外形尺寸等。
（3）實(shí)體部分與空間部分的比例關(guān)系，即橋梁結(jié)構(gòu)本身的通透性，其對于周邊環(huán)境非常優(yōu)美的橋梁特別重要，如園林建筑中的景觀橋、景區(qū)中的跨江跨河橋等，我國的上海盧浦大橋、重慶菜園壩大橋、澳大利亞悉尼港大橋均是這方面的典范。如果橋梁結(jié)構(gòu)本身過于繁雜，實(shí)體部分占據(jù)空間太大，則會使整個橋梁結(jié)構(gòu)顯得粗笨、壓抑、毫無生氣，讓人一見即心生沉悶。
2）對稱性
對稱性是橋梁設(shè)計中常見的一種美學(xué)處理方法，對稱分為鏡面對稱、平移對稱、旋轉(zhuǎn)對稱、結(jié)晶對稱和體量對稱。鏡面對稱方式常用于我國園林中的景觀拱橋中，其充分利用水的倒影效果，將水、橋、人與自然充分結(jié)合在一起，體現(xiàn)出一種如詩如畫的意境。平移對稱方式常用于姊妹橋設(shè)計中，其往往體現(xiàn)出中國文化中“同”的美感。旋轉(zhuǎn)對稱方式較少采用橋梁，原因在于旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，與橋梁本身所包含的功能及內(nèi)在受力機(jī)理相悖。結(jié)晶對稱和體量對稱方式也常見于各類景觀橋梁設(shè)計中。對稱可以是完整的或不完整的，因?yàn)槊缹W(xué)不是精確的數(shù)學(xué)，些許不完整性是允許的，有時還是顯示其變化、活潑所必需的。
3）非對稱性
對稱的結(jié)構(gòu)形式給人以穩(wěn)重的感覺，而非對稱形式在橋梁美學(xué)中的運(yùn)用往往能起到出奇制勝的效果，給人以強(qiáng)烈的靈動感、張力感，體現(xiàn)出整個橋梁結(jié)構(gòu)的活力，改變以往橋梁結(jié)構(gòu)單調(diào)、呆板的感覺，如斜拉橋、懸索橋中常見的高、低塔及獨(dú)塔結(jié)構(gòu)，中、下承式拱橋中的高底拱圈（肋）、斜拉橋中的無背索體系等。橋梁采用非對稱結(jié)構(gòu)出發(fā)點(diǎn)往往不是根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特性確定，而是單純地從人文景觀效果出發(fā)，這就改變了傳統(tǒng)的設(shè)計理念，將橋梁的景觀要求放在了首位。如天津大沽橋，該橋全長154m，主橋?yàn)橄鲁惺较禇U鋼拱橋，由2個不對稱拱圈構(gòu)成，拱圈外傾角度采用1∶3，橋梁呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的動感和視覺沖擊效果。
4）構(gòu)件外形
橋梁自身各部分構(gòu)造的形象宜給人一種明顯的美學(xué)心理暗示，如主梁的簡潔纖細(xì)、流暢明快，或高聳橋塔的立體沖擊感，平滑的拱肋曲線以及極富節(jié)奏感的吊桿排列等，不宜采用笨拙、粗糙的構(gòu)件外形。構(gòu)件外形并非指通過裝飾手段所營造出的視覺效果，而是單純的構(gòu)件本身的外觀，如城市立交常采用的花瓶墩、拱肋的拋物線形等。筆者認(rèn)為，構(gòu)件外形選用比較成功的例子有重慶千廝門大橋和東水門大橋（單索面斜拉橋）的橋塔。橋塔構(gòu)思來源于鉆石型外形，但又有別于常規(guī)橋塔。塔肢外緣采用圓弧曲線，向上呈流線型（非折線）收攏，取消常規(guī)鉆石型橋塔塔頂，斜拉索采用塔肢合龍?zhí)幍匿撓錂M梁錨固；下塔柱采用橢圓形斷面形式呈流線型往塔底收攏，有別于常規(guī)鉆石型橋塔采用塔肢在橋塔底座生根的處理方式，使整個橋塔呈現(xiàn)出圓潤、通透、流暢的景觀效果。
5）空間層次感
橋梁的空間層次感常常體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)處理上高低錯落有致，張弛有度，能給人一種強(qiáng)烈的韻律暗示。層次感主要包含流線型層次感、等級層次感、功能層次感及視線層次感，其中流線型層次感、等級層次感及視線層次感在懸索橋及中、下承式拱橋中最為常見。懸索橋的纜索、拱橋的拱圈（肋）體現(xiàn)出橋梁結(jié)構(gòu)高低錯落有致，吊桿的等間距排列也給人以強(qiáng)烈的韻律暗示。功能層次感常常體現(xiàn)在雙層或多層橋梁中，如重慶菜園壩長江大橋、杭州錢塘江大橋、武漢長江大橋及南京長江大橋等。
1.2與環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一
橋梁與人們生活息息相關(guān)，其與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一尤其重要。通常，橋梁與環(huán)境的關(guān)系大致可分為以下3種情況
1）突出于環(huán)境之上
橋梁成為周邊環(huán)境的地標(biāo)型建筑，這種情況常見于平坦、開闊地區(qū)的特大型橋梁或城市繁華地帶的市政橋梁。在平坦、開闊地區(qū)，由于建筑及遮擋物較少，視野相當(dāng)開闊，因而當(dāng)一個大型橋梁出現(xiàn)時，給人的沖擊感將會極其強(qiáng)烈。該類橋梁在設(shè)計時應(yīng)盡可能避免采用較小跨徑的橋梁結(jié)構(gòu)，而應(yīng)采用大跨徑的懸索橋、斜拉橋及拱橋等結(jié)構(gòu)，橋塔、拱圈應(yīng)盡可能達(dá)到一定高度（拱圈選用較大的矢跨比）以達(dá)到視覺沖擊效果。如日本的明石海峽大橋，該橋主橋全長3991m，主跨就達(dá)到了1991m，海平面以上鋼塔高度達(dá)到了297m[8]。在城市繁華地帶中的橋梁，宜采用大氣的結(jié)構(gòu)形式以使其突出于環(huán)境之上，形成城市中心地帶的新地標(biāo)。如我國重慶的千廝門大橋和東水門大橋，其連接重慶的彈子石、解放碑及江北3大商圈，橋梁結(jié)構(gòu)采用單索面斜拉橋，橋塔采用高聳的改進(jìn)型鉆石型塔。這2座橋目前尚在施工中，建成后必將成為重慶的新地標(biāo)。
2）融合于周圍環(huán)境
該類橋梁有效地利用自然和社會環(huán)境條件，成為構(gòu)成新環(huán)境的一個要素，不可分割。該類橋梁常常位于周邊環(huán)境非常優(yōu)美的地區(qū)，如我國園林中常見的景觀拱橋，其通長跨徑均較小，不會顯得突兀，與周邊環(huán)境融合協(xié)調(diào)，建筑高度也較低，不會影響整個景區(qū)的通透性和人們的視野范圍。
3）隱藏于環(huán)境之中
這并非指橋梁結(jié)構(gòu)被隱藏起來無法看見，而是指橋梁巧妙利用周邊自然環(huán)境、地形、色彩等要素，使人們的關(guān)注點(diǎn)不再集中于橋梁結(jié)構(gòu)上。如我國著名的泰順廊橋，其通過橋上優(yōu)美的古建筑造型，使人們的關(guān)注點(diǎn)集中在橋上建筑而忽略了橋梁結(jié)構(gòu)本身。某些不知名的小橋往往充分利用周邊環(huán)境及其色彩，隱藏起來，如選用與周邊環(huán)境一致的石質(zhì)或木質(zhì)材料，讓人們走過時幾乎忽略它的存在。該類橋梁通?？鐝綐O小，僅供人行。要實(shí)現(xiàn)橋梁與環(huán)境的協(xié)調(diào)，除需要考慮結(jié)構(gòu)本身的造型美、功能美和形式美外，還可以采用以下幾種方式來實(shí)現(xiàn)。
1）橋梁色彩的運(yùn)用
橋梁色彩的搭配應(yīng)與周圍的天然色彩或其他建筑物的色彩相協(xié)調(diào)，但協(xié)調(diào)并非指色彩要與周邊環(huán)境一致，而是應(yīng)根據(jù)橋梁與環(huán)境的關(guān)系因地制宜，通過色彩的冷暖、遠(yuǎn)近及力度來體現(xiàn)橋梁與環(huán)境的關(guān)系。如重慶菜園壩長江大橋，該橋拱肋采用顯眼的紅色，使整個橋梁突出于環(huán)境之上，給人以極強(qiáng)的視覺沖擊感。
2）橋梁外觀裝飾設(shè)計
橋梁外觀裝飾指通過結(jié)構(gòu)表面處理來體現(xiàn)橋梁構(gòu)件本身的質(zhì)感及特征，如通過橋頭雕塑、路燈裝飾，橋面人工綠化等來使橋梁與其周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，且應(yīng)能更好地兼顧當(dāng)?shù)氐拿耧L(fēng)、民俗。
3）人工照明運(yùn)用
以人工光展示橋梁的形態(tài)特征和建筑風(fēng)格，采用光效果改善橋梁建筑外觀，揚(yáng)各種橋型形態(tài)特征之長，避橋梁局部結(jié)構(gòu)不美觀之短。光照度和光色彩要有助于表達(dá)照明主題，光面色彩和照明要柔和均勻，給人以舒適之感。需注意，燈具是橋面重要的硬質(zhì)景觀，應(yīng)與橋梁成為一個整體而不是凸顯，其造型要與橋梁建筑風(fēng)格和形態(tài)特征相一致。如浙江寧波的琴橋，該橋?yàn)橄禇U拱橋，其在主梁下精心設(shè)置了具有節(jié)奏規(guī)律和烘托橋體形象的吸頂燈，使橋梁結(jié)構(gòu)看上去輕盈和飄逸，且在河面上呈現(xiàn)出亮麗而清晰的倒影效果。
1.3橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)涵
如果橋梁能夠體現(xiàn)出當(dāng)?shù)氐淖匀痪坝^、人文景觀、歷史文化景觀或其象征意義，那結(jié)構(gòu)就具有生氣與活力，橋梁結(jié)構(gòu)所包含的內(nèi)涵寓意就會對橋梁建筑起到畫龍點(diǎn)睛、錦上添花的作用。由于橋梁的區(qū)域性很強(qiáng)，因此橋梁設(shè)計之初必須詳細(xì)了解當(dāng)?shù)氐淖匀痪坝^、風(fēng)俗習(xí)慣等。本文以2個具體工程實(shí)例來闡述橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)涵在橋梁美學(xué)設(shè)計中的作用。
1.3.1重慶涪陵烏江大橋復(fù)線橋
重慶涪陵烏江大橋?yàn)橹骺?00m的上承式鋼筋混凝土拱橋，全長351.83m，橋高84m，位于烏江入長江口上游約2.5km，連接涪陵繁華的城西與尚待開發(fā)的城東（圖1）。涪陵位于三峽庫區(qū)，橋位附近有歷史遺跡——千年水文站白鶴梁，當(dāng)?shù)亟ㄓ邪Q梁博物館。復(fù)線橋方案設(shè)計立足于當(dāng)?shù)氐娜宋木坝^及歷史文化景觀，提出以下2個方案。方案1：無背索矮塔斜拉橋。由于橋位位于三峽庫區(qū)，故該方案從三峽庫區(qū)纖夫文化出發(fā)，將“三峽纖夫”拉纖時彎曲的身體化身為橋塔，纖夫繩幻化為斜拉索，以體現(xiàn)整個橋梁的張力、動感之美。橋塔底座設(shè)置“三峽纖夫”浮雕，展現(xiàn)出其簡單而不失凝重的生存狀態(tài)和精神風(fēng)貌
2結(jié)語
橋梁作為公共建筑的一部分，在實(shí)現(xiàn)其交通功能的同時，還應(yīng)作為人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?，使其與當(dāng)?shù)丨h(huán)境協(xié)調(diào)一致，呈現(xiàn)出美的形態(tài)。隨著我國綜合國力的提升，橋梁作為一種建筑形態(tài)，其景觀效果越來越得到重視，橋梁美學(xué)在橋梁設(shè)計中所占的比重也越來越大，甚至具備一票否決的能力。因此，橋梁設(shè)計者必須改變原有的僅從經(jīng)濟(jì)及實(shí)用性角度考慮的設(shè)計理念，將設(shè)計重心轉(zhuǎn)移到注重橋梁結(jié)構(gòu)的美學(xué)價值上來。
作者：張杰單位：招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司
