斜拉橋主塔造型的幾點(diǎn)思考
2013-08-15 00:46:05張磊，林云
黑龍江交通科技 2013年5期
張 磊，林 云
(1. 廣西交通科學(xué)研究院;2. 廣西交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院)
1 概 述
斜拉橋是一種由塔、梁、索三種基本構(gòu)件組成的組合橋梁結(jié)構(gòu)體系。與強(qiáng)調(diào)以水平方向?yàn)榛{(diào)的梁橋不同，屬于懸吊結(jié)構(gòu)的斜拉橋增加了斜拉索和主塔的構(gòu)造，空間構(gòu)圖上顯得更加協(xié)調(diào)，也顯得更為優(yōu)美。同時(shí)，梁、塔、索組成穩(wěn)定、簡潔的三角形幾何形態(tài)，將斜拉橋力的緊張感表露無疑。
現(xiàn)代斜拉橋的建造始于1955年在瑞典建成的Stroemsund 橋，在其后的幾十年特別是20 世紀(jì)90年代以來，斜拉橋的建造在世界范圍內(nèi)方興未艾。我國斜拉橋建設(shè)起步較晚，但發(fā)展迅速，取得了很大的成就。1975年建成的重慶云陽斜拉橋開啟了我國建設(shè)斜拉橋的序幕。迄今為止，我國已建成各種類型的斜拉橋200 多座，斜拉橋跨徑世界排名前50 的我國占到半數(shù)以上。于2008年5月建成通車的蘇通大橋跨徑更是達(dá)到1 088 m，創(chuàng)造了斜拉橋跨徑世界之最。
主塔造型對斜拉橋整體美感的影響甚大。大跨度斜拉橋從整體感覺上也和懸索橋一樣，由于其巨大的規(guī)模與高聳的主塔起到了象征性標(biāo)志作用，產(chǎn)生著震撼人心的魅力，具有強(qiáng)大的生命力。主塔在空間構(gòu)圖上對單維突出的水平大梁起到了協(xié)調(diào)比例的作用，塔、索等構(gòu)件的形式和組合可有多種形態(tài)與選擇，設(shè)計(jì)自由度大大增加，有利于大膽構(gòu)思與創(chuàng)新。
高聳入云的主塔引人注目，是人們觀察斜拉橋的主要視覺部位，尤其是從遠(yuǎn)處眺望時(shí)，斜拉索由于體積小而消失于視覺范圍，索塔的造型更是猶如斜拉橋的面孔一般，起著標(biāo)志性、象征性的作用。不同的主塔造型和不同的索面布置形狀可以形成截然不同的風(fēng)格和美學(xué)效果。
2 主塔造型設(shè)計(jì)
主塔自身蘊(yùn)藏著力的緊張感，顯示出一種直指藍(lán)天向高空伸展的動(dòng)勢，引發(fā)觀賞者升入更高的境界。主塔是人們視覺的主要部位，應(yīng)設(shè)計(jì)得纖細(xì)高聳，并要注意造型的美感。作為斜拉橋主構(gòu)要素而在力學(xué)上起著重要作用的主塔與懸索橋橋塔一樣，其高聳的形象引人注目，起著象征、標(biāo)志的作用，是景觀中最重要的因素。與懸索橋的主塔以門框形為主要造型不同，斜拉橋的主塔的造型更加多樣化，設(shè)計(jì)自由度也更大。主塔造型的改變不會(huì)引起斜拉橋整體結(jié)構(gòu)以及受力上大的改變。
隨著對復(fù)雜橋梁內(nèi)力認(rèn)識(shí)的提高以及人們對美觀效果越來越高的要求，除了上述常規(guī)的的主塔造型之外，近年來還出現(xiàn)了一些造型別致、構(gòu)思巧妙的主塔造型。傾斜的、弧形的甚至拱形的主塔時(shí)有出現(xiàn)，不僅豐富了斜拉橋的范圍，而且很多業(yè)已成為當(dāng)?shù)匾坏啦豢珊鲆暤娘L(fēng)景線。如西班牙塞維利亞市為配合世博會(huì)建造的的Alamillo 橋，以世博會(huì)的會(huì)標(biāo)造型設(shè)計(jì)而成。獨(dú)特?zé)o背索的設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，豎琴形的斜拉索配上傾斜的索塔，不僅使人感覺穩(wěn)定，豎琴形的造型更是令人印象深刻。
3 主塔與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)
單對主塔自身而言，無論是獨(dú)柱形、A 形、寶石形、倒Y形都是優(yōu)美的，也各有各的成功范例。但是具體到不同的橋址大環(huán)境，卻并非每一種塔形都是合適的。斜拉橋相對于懸索橋而言，適用的范圍更加廣闊。從人行橋、景觀橋到跨江、跨海大橋都可應(yīng)用，跨徑范圍更是可以從幾十米到上千米不等。斜拉橋可以廣泛應(yīng)用于各種類型的環(huán)境中，但是每一種獨(dú)特的環(huán)境必然要求與其相匹配的主塔造型。無論是與周圍環(huán)境相融合，或是強(qiáng)調(diào)于周圍環(huán)境之上，還是隱退于周邊環(huán)境之內(nèi)，都應(yīng)當(dāng)細(xì)心比較，精心設(shè)計(jì)。
1999年的最后一期英國《橋梁設(shè)計(jì)與工程》雜志評選出的20 世紀(jì)十座最美麗的橋梁中，斜拉橋占到了四座。名列第7 的瑞士Sunniberg 橋獲獎(jiǎng)理由為:是一道優(yōu)美的彩虹，橋梁建筑的精品。為群山中的Sunniberg 橋，作為一個(gè)建筑物與自然有機(jī)地融為了一體。矮塔、豎琴式鋼索與曲線梁猶如一曲動(dòng)聽的樂章。Sunniberg 橋位于生態(tài)敏感的風(fēng)景區(qū)中，能設(shè)計(jì)出如此卓越、創(chuàng)新、美觀的橋梁，無論從橋梁力學(xué)、橋梁建筑、橋梁美學(xué)，以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)性、環(huán)境保護(hù)上都有獨(dú)到之處，值得我們學(xué)習(xí)與借鑒。
4 主塔造型與當(dāng)?shù)厝宋牡娜诤?/h2>
日本著名橋梁專家伊藤學(xué)先生曾經(jīng)說過:橋梁建筑不單是人類生產(chǎn)、生活不可或缺的結(jié)構(gòu)，且能夠滿足人們通達(dá)對岸的心理需求，同時(shí)也是生活環(huán)境中給人以深刻印象的標(biāo)志性建筑，因此很多時(shí)候會(huì)成為文化遺產(chǎn)和審美對象。
我們經(jīng)常說建筑是凝固的音樂，隸屬于建筑的橋梁當(dāng)然很多情況下也可以看成跳動(dòng)的音符，或剛勁，或柔和。但是不同的造型我們卻可以賦予它不一樣的情感表達(dá)，不一樣的文化傳承，由于斜拉橋主塔造型自由度大，在參照橋址處文化的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出能夠代表當(dāng)?shù)匚幕?dāng)?shù)靥卣鞯闹魉o疑更能得到人們的普遍接受和喜愛。為了緩和汽艇賽場周邊的交通狀況，在賽場西邊建了這座帶有曲柱式主塔的斜拉橋。主塔取帆船的桅桿造型，縱向呈弓形，不僅力感強(qiáng)烈，且均衡穩(wěn)定。白色的橋身和藍(lán)天碧水交相輝映，完全融入了當(dāng)?shù)氐捏w育文化中。
杭州江東大橋的競選方案之一——“錢塘飛雁”。“叫霜鴻雁零亂飛，正是今年畫中見”，元代詩人王冕在《夜潮圖》這首詩中生動(dòng)的描繪了錢塘江上鴻雁紛飛的景色，而設(shè)計(jì)正是要再現(xiàn)這一錢塘江上獨(dú)有的美景。該方案充分運(yùn)用現(xiàn)代手法，靈活采用斜塔斜拉橋設(shè)計(jì)巧妙地展現(xiàn)出“錢塘飛雁”主題的景觀再現(xiàn)。中間橋塔采用雙組合橋柱造型，形似展翅飛翔的大雁，舒展大方。兩側(cè)無背索橋塔仿似振翅飛向兩岸的鴻雁，其景象仿佛眾雁齊飛，其氣勢又好比錢江涌潮，必將成為錢塘江上永駐的動(dòng)感標(biāo)志建筑。雖然本方案最終并未中選，但如此的創(chuàng)新和嘗試未嘗不為我們今后的設(shè)計(jì)開拓了一種新的思維，從當(dāng)?shù)厝宋闹刑崛?chuàng)意，融入到橋梁設(shè)計(jì)中，無疑可以使橋梁增色不少，且會(huì)成為當(dāng)?shù)匦碌臉?biāo)簽。
［1］周念先，肖汝誠，林志興. 走向21 世紀(jì)的斜張橋(1)［J］. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，1998，(1).
［2］劉士林，王似舜. 斜拉橋設(shè)計(jì)［M］. 人民交通出版社，2006.
［3］和丕壯. 橋梁美學(xué)［M］. 人民交通出版社1999.
［4］盛洪飛. 橋梁建筑美學(xué)［M］. 人民交通出版社，2001.
［5］陳艾榮，盛勇，錢鋒. 橋梁造型［M］. 人民交通出版社，2005.
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