王一鶴

中都工程設(shè)計有限公司華南分公司 廣東 廣州 510075

引言

道路建設(shè)關(guān)系到我國各行業(yè)的發(fā)展速度和方向，同時關(guān)系到我國整體經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展進程。景觀橋梁是一種比較特殊的橋梁類型，除了具備一般橋梁的交通功能外，還具有文化、空間、造型等功能，因此景觀橋梁的設(shè)計難度要比常規(guī)橋梁高。

1 問題的提出

隨著科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展和延伸，城市居民生活品位開始提升，橋梁設(shè)計的工程需求也隨之提升。設(shè)計師一方面需要解決功能為主的設(shè)計；另外一方面需要滿足大眾對美的需求。例如在實踐的過程中，橋梁的景觀特點之一是每一個城市里橋梁所跨越的河流都會給大家一種似曾相識的親切感。也就是說，在公園或者景觀帶中，橋梁與水系構(gòu)成的景觀不僅具備天然的觀賞性，也理所應(yīng)當?shù)爻蔀榫坝^區(qū)域行人所關(guān)注的焦點。因此在設(shè)計的路徑中，需要關(guān)注建筑與周圍環(huán)境的有機融合，以此來達到“聚合信息、為我所用”的建設(shè)境界。不管是建筑師，還是工程師，設(shè)計的質(zhì)量和高度都會影響著一代代人。從本質(zhì)上看，景觀橋梁工程在實施建設(shè)的過程中，需要思考功能和美觀的雙重需求。此外，隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，三維可視化模型建設(shè)也成為目前形勢下的發(fā)展潮流。BIM可以在精準化的基礎(chǔ)上，找到自身和橋梁工程之間的契合點。最后，對于從古羅馬時代就已明確的以“實用、堅固、美觀”為基本原則的工程設(shè)計，設(shè)計師如何把握好三者之間的平衡，也是一個永恒的命題[1]。

2 景觀橋梁創(chuàng)新設(shè)計要點

2.1 注重創(chuàng)新設(shè)計手法

景觀創(chuàng)新設(shè)計手法包括但不限于仿生學(xué)設(shè)計、地域性設(shè)計等。

仿生學(xué)設(shè)計從其字面角度可理解為仿造生物形態(tài)的設(shè)計，就是人類從生物的軀體構(gòu)造原理中獲取啟發(fā)，再巧妙地運用到工程建設(shè)中去。運用仿生學(xué)理論設(shè)計的結(jié)構(gòu)，如拱形結(jié)構(gòu)，可參考脊椎動物的骨架結(jié)構(gòu)，抗壓能力強，形態(tài)動人；薄殼結(jié)構(gòu)，源自蛋殼，其受力均勻，流線勻稱。仿生學(xué)手法在景觀橋梁設(shè)計中的應(yīng)用主要是模仿生物的軀體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、色彩色澤和生態(tài)功能等。例如在材料結(jié)構(gòu)方面，借用纖維的抗拉性能，以添加劑的形式摻入混凝土以提升其強度和延性；在橋梁造型抗風(fēng)設(shè)計方面，通過對樹干、魚類的流線外形的模仿進行主梁和主塔的設(shè)計，減小橋梁所受風(fēng)阻，保障安全的同時也節(jié)約了造價。

地域性設(shè)計則是指每一處橋梁的建設(shè)都可以結(jié)合當?shù)氐奈幕}絡(luò)進行針對性的創(chuàng)新。這一手法的典型案例——仿古式橋梁及基于同樣原因產(chǎn)生的折中主義建筑就在現(xiàn)代中國建設(shè)中扮演著重要的角色。客觀而言，雖然仿古式橋梁確實具備并彰顯了中國的地域性，但中國傳統(tǒng)基于木結(jié)構(gòu)的建筑風(fēng)格、語言，與現(xiàn)代新式建筑材料和建造理念存在一定的鴻溝。如何巧妙地彌合二者之間的矛盾，是新時代橋梁建設(shè)的重難點。值得關(guān)注的是，近年來流行的“新中式”建筑風(fēng)格，在沿襲了傳統(tǒng)風(fēng)格的前提下，也向簡潔、實用的現(xiàn)代主義靠攏。無論成功與否，其手段和案例都是值得地域性設(shè)計去探討研究的。

2.2 合理運用建筑信息模型

在參數(shù)化設(shè)計大行其道的當下，橋梁設(shè)計的語言、過程和成果也日益豐富和復(fù)雜化。通過將BIM技術(shù)和二維CAD設(shè)計進行對比可以看到，設(shè)計師可以結(jié)合實際情況，使用Revit等BIM軟件進行三維實體建筑信息模型的建設(shè)。在這樣的創(chuàng)新融合過程中，除了有效地完成二維CAD所具備的功能外，還可以滿足日益復(fù)雜的現(xiàn)代化的建設(shè)需求。例如根據(jù)城市景觀橋梁的幾何尺寸和生成原理，通過合理的建模，計算出城市景觀橋梁深化設(shè)計的工程量，分析材料的使用情況。在現(xiàn)代化技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以使用系統(tǒng)的精細化技術(shù)，增加工作效率，減少出錯率。在結(jié)構(gòu)的視角下觀察，可以看到混凝土或者鋼筋材料的用量。在建筑信息模型的基礎(chǔ)上，完成自動化的工程量的計算，計算出來的結(jié)果基本上存在很小的誤差，可以滿足工程量審核的需要。另外，也可以使用此種技術(shù)對其他的方面實施合理的統(tǒng)計和計算。

2.3 積極發(fā)揮結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

迄今為止，人們?nèi)栽谧裱鴥汕昵肮帕_馬建筑師維特魯威所提出“實用、堅固、美觀”的設(shè)計原則。設(shè)計師如何把握好三者之間的平衡，也是一個永恒的命題。而在實踐過程中，“堅固安全”與“造型美觀”這兩大原則，時而存在嚴重矛盾，時而互相協(xié)調(diào)促進。以前文所提及的折中主義而言，不少橋梁、建筑雖具有鋼筋混凝土等現(xiàn)代建筑之實，卻又不得不披上木漆、木結(jié)構(gòu)屋頂?shù)葌鹘y(tǒng)建筑之皮。雖響應(yīng)了回歸傳統(tǒng)、增強文化自信的需要，卻也不得不缺失了一種“真實的美好”和形式追隨功能的原則。但另一方面，結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新對于工程設(shè)計而言難能可貴，且成效明顯。以西班牙橋梁設(shè)計師卡拉特拉瓦為例，其設(shè)計的阿拉米羅大橋，一改斜拉橋橋塔直立、兩端拉索的傳統(tǒng)形態(tài)，將橋塔直立、單端拉索，巧妙地使橋塔的重力彌補了另一端所缺失的鋼索拉力，對橋梁結(jié)構(gòu)形態(tài)、橋梁結(jié)構(gòu)自身邏輯等進行了一系列的創(chuàng)新設(shè)計。也正因此，現(xiàn)代景觀橋梁設(shè)計中，要根據(jù)各方面的設(shè)計需求，積極發(fā)揮結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新[2]。

3 結(jié)束語

綜上所述，在橋梁的景觀和觀賞性地位愈來愈高的當代背景下，設(shè)計師可以注重創(chuàng)新設(shè)計手法，合理運用建筑信息模型等新技術(shù)，積極發(fā)揮結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，把握好創(chuàng)新要點，來實現(xiàn)新時代理念、技術(shù)手段和需求的相統(tǒng)一，為現(xiàn)代橋梁建設(shè)譜寫新篇章。