桥梁美学的设计办法
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对于桥梁美学而言，如果单纯将装饰作为美学法宝则未免太过单一。纵览古今内外，许多优秀的桥梁建筑，其结构本身的视觉效果均十分出色。本文从桥梁美学设计应具备的特点入手，对桥梁美学进行探讨。
1.1造型美、功能美和形式美
桥梁造型美、功能美和形式美主要体现在桥梁结构本身的设计上，大到桥型方案的整体效果，小到桥梁结构某个受力构件，如悬索桥、斜拉桥的桥塔，拱桥的拱肋（圈），梁桥的梁体等。归纳起来，大致包含如下几点。
1）比例选择
一座桥梁，只有当其各部分的比例达到匀称和谐时，才能构成优美的形象。桥梁美学中的比例一般包括以下3方面。
（1）整体与局部的三维尺寸关系，即桥梁整体规模与各构件之间的协调关系。桥梁整体规模主要体现在桥梁的跨度、桥墩或塔身的高度上。桥梁的整体规模一旦确定，各构件的外形尺寸就应与整体规模相匹配，如拱桥拱圈（肋）的尺寸与拱桥的跨度、矢高匹配，斜拉桥、悬索桥桥塔尺寸与跨度匹配，连续刚构桥桥墩尺寸与桥跨、墩高匹配等。
（2）局部与局部之间的三维尺寸关系，具体体现在桥梁边、中跨比，拱桥的矢跨比及不同构件之间的协调关系等。桥梁的边、中跨比及拱桥的矢跨比是以其固有的功能关系和结构关系为桥梁美学前提的，必须在深刻了解桥梁结构内在规律的基础上去寻求桥梁体态匀称和比例和谐，决不能违背结构关系和力学原理。不同构件的外形尺寸也应根据其结构关系与力学原理体现出主次有别，如连续梁桥的跨中与支点的梁高、不同墩高的外形尺寸等。
（3）实体部分与空间部分的比例关系，即桥梁结构本身的通透性，其对于周边环境非常优美的桥梁特别重要，如园林建筑中的景观桥、景区中的跨江跨河桥等，我国的上海卢浦大桥、重庆菜园坝大桥、澳大利亚悉尼港大桥均是这方面的典范。如果桥梁结构本身过于繁杂，实体部分占据空间太大，则会使整个桥梁结构显得粗笨、压抑、毫无生气，让人一见即心生沉闷。
2）对称性
对称性是桥梁设计中常见的一种美学处理方法，对称分为镜面对称、平移对称、旋转对称、结晶对称和体量对称。镜面对称方式常用于我国园林中的景观拱桥中，其充分利用水的倒影效果，将水、桥、人与自然充分结合在一起，体现出一种如诗如画的意境。平移对称方式常用于姊妹桥设计中，其往往体现出中国文化中“同”的美感。旋转对称方式较少采用桥梁，原因在于旋转对称结构稳定性差，与桥梁本身所包含的功能及内在受力机理相悖。结晶对称和体量对称方式也常见于各类景观桥梁设计中。对称可以是完整的或不完整的，因为美学不是精确的数学，些许不完整性是允许的，有时还是显示其变化、活泼所必需的。
3）非对称性
对称的结构形式给人以稳重的感觉，而非对称形式在桥梁美学中的运用往往能起到出奇制胜的效果，给人以强烈的灵动感、张力感，体现出整个桥梁结构的活力，改变以往桥梁结构单调、呆板的感觉，如斜拉桥、悬索桥中常见的高、低塔及独塔结构，中、下承式拱桥中的高底拱圈（肋）、斜拉桥中的无背索体系等。桥梁采用非对称结构出发点往往不是根据结构受力特性确定，而是单纯地从人文景观效果出发，这就改变了传统的设计理念，将桥梁的景观要求放在了首位。如天津大沽桥，该桥全长154m，主桥为下承式系杆钢拱桥，由2个不对称拱圈构成，拱圈外倾角度采用1∶3，桥梁呈现出强烈的动感和视觉冲击效果。
4）构件外形
桥梁自身各部分构造的形象宜给人一种明显的美学心理暗示，如主梁的简洁纤细、流畅明快，或高耸桥塔的立体冲击感，平滑的拱肋曲线以及极富节奏感的吊杆排列等，不宜采用笨拙、粗糙的构件外形。构件外形并非指通过装饰手段所营造出的视觉效果，而是单纯的构件本身的外观，如城市立交常采用的花瓶墩、拱肋的抛物线形等。笔者认为，构件外形选用比较成功的例子有重庆千厮门大桥和东水门大桥（单索面斜拉桥）的桥塔。桥塔构思来源于钻石型外形，但又有别于常规桥塔。塔肢外缘采用圆弧曲线，向上呈流线型（非折线）收拢，取消常规钻石型桥塔塔顶，斜拉索采用塔肢合龙处的钢箱横梁锚固；下塔柱采用椭圆形断面形式呈流线型往塔底收拢，有别于常规钻石型桥塔采用塔肢在桥塔底座生根的处理方式，使整个桥塔呈现出圆润、通透、流畅的景观效果。
5）空间层次感
桥梁的空间层次感常常体现在结构处理上高低错落有致，张弛有度，能给人一种强烈的韵律暗示。层次感主要包含流线型层次感、等级层次感、功能层次感及视线层次感，其中流线型层次感、等级层次感及视线层次感在悬索桥及中、下承式拱桥中最为常见。悬索桥的缆索、拱桥的拱圈（肋）体现出桥梁结构高低错落有致，吊杆的等间距排列也给人以强烈的韵律暗示。功能层次感常常体现在双层或多层桥梁中，如重庆菜园坝长江大桥、杭州钱塘江大桥、武汉长江大桥及南京长江大桥等。
1.2与环境协调统一
桥梁与人们生活息息相关，其与周围环境的协调统一尤其重要。通常，桥梁与环境的关系大致可分为以下3种情况
1）突出于环境之上
桥梁成为周边环境的地标型建筑，这种情况常见于平坦、开阔地区的特大型桥梁或城市繁华地带的市政桥梁。在平坦、开阔地区，由于建筑及遮挡物较少，视野相当开阔，因而当一个大型桥梁出现时，给人的冲击感将会极其强烈。该类桥梁在设计时应尽可能避免采用较小跨径的桥梁结构，而应采用大跨径的悬索桥、斜拉桥及拱桥等结构，桥塔、拱圈应尽可能达到一定高度（拱圈选用较大的矢跨比）以达到视觉冲击效果。如日本的明石海峡大桥，该桥主桥全长3991m，主跨就达到了1991m，海平面以上钢塔高度达到了297m[8]。在城市繁华地带中的桥梁，宜采用大气的结构形式以使其突出于环境之上，形成城市中心地带的新地标。如我国重庆的千厮门大桥和东水门大桥，其连接重庆的弹子石、解放碑及江北3大商圈，桥梁结构采用单索面斜拉桥，桥塔采用高耸的改进型钻石型塔。这2座桥目前尚在施工中，建成后必将成为重庆的新地标。
2）融合于周围环境
该类桥梁有效地利用自然和社会环境条件，成为构成新环境的一个要素，不可分割。该类桥梁常常位于周边环境非常优美的地区，如我国园林中常见的景观拱桥，其通长跨径均较小，不会显得突兀，与周边环境融合协调，建筑高度也较低，不会影响整个景区的通透性和人们的视野范围。
3）隐藏于环境之中
这并非指桥梁结构被隐藏起来无法看见，而是指桥梁巧妙利用周边自然环境、地形、色彩等要素，使人们的关注点不再集中于桥梁结构上。如我国著名的泰顺廊桥，其通过桥上优美的古建筑造型，使人们的关注点集中在桥上建筑而忽略了桥梁结构本身。某些不知名的小桥往往充分利用周边环境及其色彩，隐藏起来，如选用与周边环境一致的石质或木质材料，让人们走过时几乎忽略它的存在。该类桥梁通常跨径极小，仅供人行。要实现桥梁与环境的协调，除需要考虑结构本身的造型美、功能美和形式美外，还可以采用以下几种方式来实现。
1）桥梁色彩的运用
桥梁色彩的搭配应与周围的天然色彩或其他建筑物的色彩相协调，但协调并非指色彩要与周边环境一致，而是应根据桥梁与环境的关系因地制宜，通过色彩的冷暖、远近及力度来体现桥梁与环境的关系。如重庆菜园坝长江大桥，该桥拱肋采用显眼的红色，使整个桥梁突出于环境之上，给人以极强的视觉冲击感。
2）桥梁外观装饰设计
桥梁外观装饰指通过结构表面处理来体现桥梁构件本身的质感及特征，如通过桥头雕塑、路灯装饰，桥面人工绿化等来使桥梁与其周边环境相协调，且应能更好地兼顾当地的民风、民俗。
3）人工照明运用
以人工光展示桥梁的形态特征和建筑风格，采用光效果改善桥梁建筑外观，扬各种桥型形态特征之长，避桥梁局部结构不美观之短。光照度和光色彩要有助于表达照明主题，光面色彩和照明要柔和均匀，给人以舒适之感。需注意，灯具是桥面重要的硬质景观，应与桥梁成为一个整体而不是凸显，其造型要与桥梁建筑风格和形态特征相一致。如浙江宁波的琴桥，该桥为系杆拱桥，其在主梁下精心设置了具有节奏规律和烘托桥体形象的吸顶灯，使桥梁结构看上去轻盈和飘逸，且在河面上呈现出亮丽而清晰的倒影效果。
1.3桥梁结构内涵
如果桥梁能够体现出当地的自然景观、人文景观、历史文化景观或其象征意义，那结构就具有生气与活力，桥梁结构所包含的内涵寓意就会对桥梁建筑起到画龙点睛、锦上添花的作用。由于桥梁的区域性很强，因此桥梁设计之初必须详细了解当地的自然景观、风俗习惯等。本文以2个具体工程实例来阐述桥梁结构内涵在桥梁美学设计中的作用。
1.3.1重庆涪陵乌江大桥复线桥
重庆涪陵乌江大桥为主跨200m的上承式钢筋混凝土拱桥，全长351.83m，桥高84m，位于乌江入长江口上游约2.5km，连接涪陵繁华的城西与尚待开发的城东（图1）。涪陵位于三峡库区，桥位附近有历史遗迹——千年水文站白鹤梁，当地建有白鹤梁博物馆。复线桥方案设计立足于当地的人文景观及历史文化景观，提出以下2个方案。方案1：无背索矮塔斜拉桥。由于桥位位于三峡库区，故该方案从三峡库区纤夫文化出发，将“三峡纤夫”拉纤时弯曲的身体化身为桥塔，纤夫绳幻化为斜拉索，以体现整个桥梁的张力、动感之美。桥塔底座设置“三峡纤夫”浮雕，展现出其简单而不失凝重的生存状态和精神风貌
2结语
桥梁作为公共建筑的一部分，在实现其交通功能的同时，还应作为人们日常生活的一部分，使其与当地环境协调一致，呈现出美的形态。随着我国综合国力的提升，桥梁作为一种建筑形态，其景观效果越来越得到重视，桥梁美学在桥梁设计中所占的比重也越来越大，甚至具备一票否决的能力。因此，桥梁设计者必须改变原有的仅从经济及实用性角度考虑的设计理念，将设计重心转移到注重桥梁结构的美学价值上来。
作者：张杰单位：招商局重庆交通科研设计院有限公司
