俞志國(guó)

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

我國(guó)橋梁建設(shè)數(shù)量越來越多，傳統(tǒng)的橋梁設(shè)計(jì)是粗放型的，為了滿足交通運(yùn)輸要求往往采用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的橋型結(jié)構(gòu)，主要滿足橋梁使用功能和安全性即可，因此在橋梁美學(xué)上的關(guān)注較少，相關(guān)創(chuàng)新也不夠。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及城市化迅速發(fā)展，橋梁的建設(shè)不僅僅需要滿足安全性和使用性能，美觀性也是非常關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要素，越來越受到業(yè)主的重視。因此需要在現(xiàn)有橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀下進(jìn)行創(chuàng)新，更多地關(guān)注美學(xué)特征，甚至美學(xué)要素在橋梁設(shè)計(jì)中占據(jù)更加重要的成分，例如城市景觀橋梁[1-2]。

本文首先分析橋梁的功能特點(diǎn)，通過功能特點(diǎn)闡述橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)的需要；其次分析我國(guó)橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與問題，從而提出美學(xué)設(shè)計(jì)方法與過程；再分析橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。最后通過城市獨(dú)塔斜拉橋的美學(xué)設(shè)計(jì)，分析應(yīng)用美學(xué)要素進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)的案例。

1 橋梁的功能特點(diǎn)及美學(xué)特性

1.1 橋梁的功能特點(diǎn)

作為交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要運(yùn)輸載體，橋梁的主要功能是提供交通通行的平臺(tái)，打破通行障礙，同時(shí)還有美學(xué)要素，承載著歷史與發(fā)展的印記，以下進(jìn)行詳細(xì)分析。

（1）交通通行的基本承載平臺(tái)。橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)于具有通行障礙的區(qū)域如河流、山谷、跨路線等問題，可以起到很好的連接功能，可以提供交通通行的基本平臺(tái)，解決人們的出行問題及貨物的運(yùn)輸問題，同時(shí)還能夠聯(lián)系區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)溝通。例如在復(fù)雜山區(qū)環(huán)境下，傳統(tǒng)的通行方式就是通過道路進(jìn)行溝通，對(duì)于具有很大障礙的區(qū)域如河流和山谷，則無法進(jìn)行聯(lián)系，而橋梁的建設(shè)顯然破解了這種障礙，使得天塹變通途，帶動(dòng)社會(huì)流動(dòng)從而提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

（2）社會(huì)與歷史發(fā)展的載體。社會(huì)與歷史的發(fā)展往往通過其建造物進(jìn)行呈現(xiàn)，例如著名的建筑物。而橋梁也是承載社會(huì)與歷史發(fā)展的重要象征，例如趙州橋的建設(shè)采用的石拱橋結(jié)構(gòu)形式很好地代表了當(dāng)時(shí)的建造技術(shù)水平及歷史背景，也承載了當(dāng)時(shí)的社會(huì)文化特點(diǎn)，是后續(xù)人們考究當(dāng)時(shí)歷史的重要載體。例如上海市黃浦江上不斷建設(shè)的橋梁結(jié)構(gòu)形式，從最早的斜拉橋發(fā)展到后面的拱橋，表現(xiàn)了建造技術(shù)的進(jìn)步以及浦江兩岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展的狀況。例如天津市海河上建設(shè)的橋梁形式，諸多都記錄了天津市的文化特點(diǎn)及現(xiàn)代化建設(shè)之路。例如北京市城市立交高架橋梁的建設(shè)，也同樣代表了城市高速發(fā)展的歷史。

（3）區(qū)域文化象征及旅游觀景平臺(tái)。橋梁的建設(shè)具有典型的區(qū)域文化特性，往往是表征區(qū)域文化符號(hào)的載體，也是城市旅游發(fā)展的地標(biāo)性建筑。例如安徽省內(nèi)的諸多大跨徑橋梁建設(shè)往往帶有徽派建筑的風(fēng)格，通過在橋塔或者其他構(gòu)件上融入當(dāng)?shù)匚幕卣骷跋嚓P(guān)符號(hào)來表現(xiàn)當(dāng)?shù)靥厣?。此外，橋梁作為旅游觀景平臺(tái)也是呈現(xiàn)區(qū)域文化的重要表現(xiàn)，例如法國(guó)巴黎塞納河上的諸多橋梁，不僅僅作為交通的載體也是承載旅游業(yè)的重要載體，成為吸引游客的重要地標(biāo)性城市結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的文化背景及底蘊(yùn)。

1.2 橋梁的美學(xué)特點(diǎn)

橋梁的美學(xué)從諸多方面進(jìn)行體現(xiàn)，不僅僅是形式上的美觀性，還有技藝上的美學(xué)價(jià)值。

（1）形式美學(xué)特點(diǎn)。橋梁的形式美學(xué)與其他工藝美學(xué)特征相同，都是通過色彩、紋理、光澤等變化形成美學(xué)要素和符號(hào)，例如通過建造材料的粉飾形成美學(xué)要素、通過結(jié)構(gòu)外形形成美學(xué)要點(diǎn)，或者通過光照特性等。

（2）技藝美學(xué)特點(diǎn)。橋梁是承載荷載的結(jié)構(gòu)形式，力學(xué)特點(diǎn)及受力傳力形式共同構(gòu)成了橋梁的技藝美學(xué)，這方面結(jié)構(gòu)傳力的合理性直接決定了美學(xué)優(yōu)異性，如果橋梁設(shè)計(jì)外形很獨(dú)特但是不符合力學(xué)特點(diǎn)則達(dá)不到美學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 我國(guó)橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與問題

早先我國(guó)橋梁的建設(shè)主要是滿足功能性和安全性準(zhǔn)則，對(duì)于美學(xué)要素基本不做考慮，因此設(shè)計(jì)的橋梁形式比較笨拙，景觀要素也考慮很少；隨著現(xiàn)代橋梁技術(shù)的發(fā)展，越來越多的橋梁注重設(shè)計(jì)美觀效果，往往采用新材料和新結(jié)構(gòu)形成輕質(zhì)高強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)，但是設(shè)計(jì)仍然以實(shí)用為準(zhǔn)則，只是稍微考慮美學(xué)要素，這就是我國(guó)目前橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)的基本現(xiàn)狀[2-3]，產(chǎn)生這些現(xiàn)狀的原因是多方面的，詳細(xì)分析如下。

首先，橋梁設(shè)計(jì)建造需要耗費(fèi)較大的資金，需要全社會(huì)投入較大的人力、財(cái)力和物力，各種資源都會(huì)進(jìn)行一定的傾斜，在目前的理念下仍然以節(jié)儉為主要設(shè)計(jì)原則，而在有限的經(jīng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行較大的美觀設(shè)計(jì)創(chuàng)新存在較大的難度，這也是目前橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)難以在公路橋梁中推進(jìn)，而僅僅在城市橋梁使用較多的原因。

其次，橋梁的美學(xué)設(shè)計(jì)可能產(chǎn)生形式美學(xué)和技藝美學(xué)的沖突，有些新穎的結(jié)構(gòu)形式或者體系雖然在形式上是美的，但是可能并不完全吻合力學(xué)受力特點(diǎn)，使得在技藝美學(xué)上打折扣，這就要求通過經(jīng)濟(jì)代價(jià)彌補(bǔ)這種缺陷，這其中需要進(jìn)行平衡，較難進(jìn)行定量。

最后，目前的橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)缺乏應(yīng)有的激勵(lì)機(jī)制，對(duì)于重大型橋梁工程的設(shè)計(jì)往往考慮較多的美學(xué)要素，對(duì)于中小橋梁的設(shè)計(jì)則往往直接以實(shí)用為標(biāo)準(zhǔn)，而實(shí)際上中小橋梁是涵蓋橋梁數(shù)量的大部分，應(yīng)該設(shè)定更好的橋梁美學(xué)激勵(lì)機(jī)制，使得中小橋梁設(shè)計(jì)也注重美學(xué)效果。

3 橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)及發(fā)展方向

根據(jù)橋梁的功能特點(diǎn)和美學(xué)特點(diǎn)，其設(shè)計(jì)方法應(yīng)該從以下幾個(gè)方面開展：

（1）選擇優(yōu)異的結(jié)構(gòu)形式，采用仿生理念進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式的創(chuàng)新，橋型的選擇應(yīng)該力求安全穩(wěn)重和堅(jiān)固輕盈，即以受力安全為主體同時(shí)考慮美學(xué)設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方法要求橋梁的基本外形與結(jié)構(gòu)受力和傳力特點(diǎn)吻合，不能有明顯的力流斷層和轉(zhuǎn)折，體現(xiàn)受力的流暢性與平穩(wěn)性。

（2）進(jìn)行美學(xué)要素重構(gòu)，目前美學(xué)思想中的形態(tài)、比例、色澤和紋理等思路也在不斷地應(yīng)用于橋梁的美觀設(shè)計(jì)中，例如斜拉橋和懸索橋的索塔就是考慮紋理問題采用清水混凝土或者其他美觀性外部粉飾形成景觀效果，橋梁的景觀照明就是根據(jù)色澤配合形成整體設(shè)計(jì)。

（3）體現(xiàn)人文歷史特點(diǎn)，根據(jù)橋梁建設(shè)所處的文化與歷史背景，應(yīng)該在橋梁關(guān)鍵構(gòu)件的設(shè)計(jì)中融入相關(guān)元素，例如橋塔的設(shè)計(jì)或者主梁形狀的設(shè)計(jì)等，引入歷史文化因素。

（4）與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性，橋梁的設(shè)計(jì)應(yīng)該與周邊環(huán)境進(jìn)行很好的融合，使得橋梁結(jié)構(gòu)與環(huán)境形成統(tǒng)一的整體，例如武漢長(zhǎng)江大橋與龜山和蛇山的呼應(yīng)，澳大利亞悉尼大橋和悉尼歌劇院的呼應(yīng)，布魯克林大橋與曼哈頓的呼應(yīng)等。

（5）注重照明設(shè)計(jì)元素，很多橋梁的美學(xué)重要體現(xiàn)在夜晚環(huán)境，因此照明設(shè)計(jì)對(duì)于美學(xué)體現(xiàn)非常關(guān)鍵，通過設(shè)置不同的照明路線和色彩，使得橋梁結(jié)構(gòu)凸顯出生命力和活力。

此外，仿生理念是開展橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)的重要方法[4]，仿生學(xué)就是對(duì)生物體構(gòu)造的外形進(jìn)行“仿照”使得設(shè)計(jì)對(duì)象具有相同的特性，仿生理念幫助設(shè)計(jì)師打破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)瓶頸，為工程設(shè)計(jì)融入新的理念和方法，目前仿生設(shè)計(jì)具有不同程度的分類方法，包括宏觀仿生和微觀仿生兩個(gè)層次。宏觀仿生是對(duì)生物的外部形狀、構(gòu)造及紋理等進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，同時(shí)也包括對(duì)生物的行為規(guī)律、運(yùn)動(dòng)方式及外部意象所進(jìn)行的研究設(shè)計(jì)，主要的內(nèi)容涵蓋了形態(tài)仿生、意象仿生和力學(xué)仿生等方面。微觀仿生則是對(duì)生物體內(nèi)部的微觀系統(tǒng)如構(gòu)造系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)等進(jìn)行研究，研究?jī)?nèi)部系統(tǒng)的反應(yīng)機(jī)理和信息傳遞方式，從而進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，主要內(nèi)容包括功能的仿生、材料的仿生以及神經(jīng)的仿生。這些都可以借鑒到橋梁設(shè)計(jì)中。

4 橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)的案例分析

為了更好地闡述如何利用美學(xué)要素進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)，以城市獨(dú)塔斜拉橋的設(shè)計(jì)為案例進(jìn)行說明，為橋梁美觀設(shè)計(jì)方法提供參考。無背索獨(dú)塔斜拉橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是索塔的外傾形式和塔梁連接區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜性，這些要素在美學(xué)設(shè)計(jì)中都是可以很好考慮的。

首先，傾斜的索塔形式，由于索塔需要平衡拉索的水平力，因此塔的設(shè)計(jì)需要較為穩(wěn)重，而傾斜穩(wěn)重的索塔可以為城市增添亮麗的風(fēng)景，配合在索塔外形上的設(shè)計(jì)，無背索獨(dú)塔斜拉橋的景觀效果將非常顯著。如圖1所示是酒泉神舟友誼大橋，通過采用拱形索塔形式，既能夠穩(wěn)重地傳遞拉索荷載，又凸顯出明亮的景觀效果。

圖1 傾斜索塔形式的造型設(shè)計(jì)

其次，無背索獨(dú)塔斜拉橋的塔梁連接處較為復(fù)雜，因此設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)體量也很大，如果對(duì)于該區(qū)域不進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)，將使得結(jié)構(gòu)美觀性差，索塔與主梁的連接過于突兀。反之，如果在設(shè)計(jì)中考慮力流傳遞的平穩(wěn)性問題，對(duì)連接區(qū)域進(jìn)行平緩過渡，而能夠凸顯結(jié)構(gòu)的力學(xué)美觀效果。例如圖2是捷克易北河的Mariansky Bridge，通過索塔與主梁的流線型構(gòu)型，整個(gè)力流傳遞很好，同時(shí)結(jié)構(gòu)美觀效果非常突出。

圖2 捷克易北河的Mariansky Bridge

最后，針對(duì)索塔結(jié)構(gòu)、拉索、主梁等構(gòu)件，需要充分考慮照明設(shè)施以及色彩、肌理，對(duì)于索塔外形還需要結(jié)合當(dāng)?shù)厝宋囊蛩乜紤]進(jìn)去，設(shè)計(jì)成代表地區(qū)文化符號(hào)的地標(biāo)性橋梁結(jié)構(gòu)。

5 結(jié)語

隨著橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，目前橋梁設(shè)計(jì)不僅僅需要注重安全性、使用性和耐久性，橋梁的美觀性能也是重要的設(shè)計(jì)要素而需要考慮。本文分析了橋梁功能特點(diǎn)和美學(xué)特點(diǎn)，從而說明如何進(jìn)行形式美學(xué)和技藝美學(xué)的綜合，闡述了橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及原因，并提出了美學(xué)設(shè)計(jì)方法和過程，并通過城市獨(dú)塔斜拉橋的設(shè)計(jì)說明如何應(yīng)用美學(xué)要素開展橋梁設(shè)計(jì)。

[1]郭海燕.淺析建筑美學(xué)與高速公路橋梁美學(xué)景觀設(shè)計(jì)[J].交通與運(yùn)輸（學(xué)術(shù)版）,2010（1）:102-105.

[2]馬奎.我國(guó)橋梁美學(xué)中的景觀設(shè)計(jì)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010（13）:147-148.

[3]王靜.橋梁結(jié)構(gòu)與景觀藝術(shù)的結(jié)合淺析[C]//第十七屆全國(guó)工程建設(shè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用大會(huì)論文集.北京：中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)，2014.

[4]胡楠,戴公連.仿生理念在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].世界橋梁，2009（3）:65-69.