大跨度全鋼結(jié)構(gòu)人行天橋的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)和美學(xué)設(shè)計(jì)

張保

摘要：人行天橋的美學(xué)設(shè)計(jì)和橋梁景觀對(duì)人們的生活環(huán)境有重要的影響。文章闡述了橋梁美學(xué)的基本準(zhǔn)則和人行天橋的特點(diǎn)，并以兩座人行天橋的景觀設(shè)計(jì)為例，對(duì)人行天橋美學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和探討。

關(guān)鍵詞：人行天橋;橋梁美學(xué);橋梁景觀;環(huán)境協(xié)調(diào)

人行天橋作為城市的公共建筑物，不僅要滿足天橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，還要兼顧景觀設(shè)計(jì)的美觀性。這樣才能使人行天橋與城市空間環(huán)境融為一體，既能發(fā)揮天橋基本的通行功能，又能同時(shí)滿足城市建設(shè)的美觀性。將通過某人行天橋的改造案例來具體分析人行天橋景觀設(shè)計(jì)。

一、橋梁美學(xué)的基本準(zhǔn)則

（一）多樣統(tǒng)一

橋梁美學(xué)多樣統(tǒng)一的含義包括多樣中求統(tǒng)一，即從橋梁結(jié)構(gòu)中提取出可以相互統(tǒng)一的因素，來起到銜接、協(xié)調(diào)的作用，如欄桿、燈柱、橋墩等一般采用整齊劃一，形態(tài)相同，間距相同或者有規(guī)律的變化，顯得統(tǒng)一協(xié)調(diào)，簡(jiǎn)潔明快;也包括統(tǒng)一中求多樣，即為避免過多的雷同而顯得單調(diào)呆板，要在統(tǒng)一中尋求多方面變化，例如盧溝橋的石獅子，一些橋梁的欄桿等。橋梁的多樣統(tǒng)一還需要考慮結(jié)構(gòu)體系統(tǒng)一和結(jié)構(gòu)形態(tài)統(tǒng)一，橋梁整體設(shè)計(jì)和各局部設(shè)計(jì)都要體現(xiàn)整體劃一的概念，避免孤立、自成體系的不和諧現(xiàn)象。此外，要達(dá)到多樣統(tǒng)一，還需要考慮體量協(xié)調(diào)，主橋和引橋、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)、橋塔和主梁之間的體量關(guān)系。避免頭重腳輕或者下部厚重，頂上輕巧等不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。

（二）橋梁與環(huán)境相協(xié)調(diào)

橋梁影響原有環(huán)境、改變了景觀，橋梁建成后對(duì)環(huán)境景觀影響至深，當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)其也極為關(guān)注。因此，橋梁與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)是橋梁美學(xué)中很重要的問題。橋梁與環(huán)境協(xié)調(diào)的方式通常有強(qiáng)調(diào)、消隱、融合三種方式。（1）強(qiáng)調(diào)：把橋梁突出于環(huán)境之上，強(qiáng)調(diào)橋梁的存在并引人注目，把橋梁作為主景。（2）消隱：橋梁有可能損害較美的原有景觀時(shí)，橋梁應(yīng)盡可能不引人注意，從屬于環(huán)境。（3）融合：橋梁與景觀相互補(bǔ)充，互相呼應(yīng)，橋梁作為景觀的一部分。橋梁與環(huán)境相協(xié)調(diào)，需根據(jù)橋梁的建設(shè)規(guī)模、橋位處的區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)和文化特色，進(jìn)行具體的分析對(duì)比，最終才能設(shè)計(jì)處與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁方案。

（三）比例協(xié)調(diào)

和諧的比例與尺度是橋梁建筑形態(tài)美的必要條件。比例指各部分的相對(duì)尺寸，狹義的是指整體或局部的長(zhǎng)、寬、高之間的尺寸關(guān)系，廣義的還包括實(shí)體與空間、虛與實(shí)、高與低、明和暗等。比例協(xié)調(diào)是剛開始從事橋梁設(shè)計(jì)的工作者較容易忽視的問題，若忽視橋梁的比例協(xié)調(diào)，則設(shè)計(jì)的橋梁往往達(dá)不到預(yù)期效果，容易造成整體橋梁設(shè)計(jì)比例失調(diào)且缺乏穩(wěn)定感。

二、人行天橋景觀設(shè)計(jì)方案

景觀設(shè)計(jì)造型采用了輕鋼材料，頂面采用了規(guī)則簡(jiǎn)潔的曲面菱形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其上面覆蓋了灰藍(lán)色的鋼化玻璃材料，既可保持明亮通透又可遮風(fēng)擋雨。人行天橋橋體立面的形式與頂面形式基本保持一致，都是鏤空設(shè)計(jì)，這樣會(huì)使整個(gè)橋體十分通透明亮，同時(shí)陽光透過橋體頂部的灰藍(lán)色玻璃時(shí)能形成妙趣橫生的投影效果，進(jìn)一步豐富了景觀的層次性。天橋造型部分只在面對(duì)朝陽路的方向設(shè)計(jì)，著重突出在朝陽路上觀看天橋的深度景觀效果，層次結(jié)構(gòu)分明，形成了當(dāng)?shù)氐貥?biāo)式的景觀元素。人行天橋欄桿采用的是金屬灰色的不銹鋼材料，結(jié)合頂部大面積的鋼化玻璃材料，整體風(fēng)格簡(jiǎn)潔美觀，體現(xiàn)了新時(shí)代的特征。橋面采用的是米白防滑地磚材料，天橋橋身采用銀灰扣板，沿橋身設(shè)計(jì)了多彩多樣的LED燈組，在城市景觀照明設(shè)計(jì)中，使燈與橋梁完美融合在一起，并在橋梁設(shè)計(jì)初期就深入考慮了照明設(shè)計(jì)的接口問題，并進(jìn)行了整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，使燈具成為天橋橋體本身不可獲取的組成部分，希望在保證天橋白天景觀美學(xué)效果的基礎(chǔ)上，在夜晚用燈光進(jìn)一步去展現(xiàn)和重塑其的結(jié)構(gòu)美，最終達(dá)到光與橋梁的完美和諧統(tǒng)一。同時(shí)在燈光照明手法上，合理考慮了人民路商業(yè)購(gòu)物中心區(qū)的氛圍和跨街人行天橋的基本功能要求，使得城市地域空間景觀氛圍的產(chǎn)生和橋梁使用功能達(dá)到和諧統(tǒng)一，形成了簡(jiǎn)潔美觀的夜景效果。整個(gè)人行天橋通過對(duì)鋼化玻璃、輕鋼等現(xiàn)代工程材料的合理應(yīng)用以及天橋橋身、頂部的柱網(wǎng)系統(tǒng)體現(xiàn)出完美的現(xiàn)代感，將四周空間環(huán)境與人行天橋完美融合，形成統(tǒng)一和諧的景觀設(shè)計(jì)效果。

三、吊裝方案的選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)概況及建設(shè)條件，天橋鋼結(jié)構(gòu)的安裝主要考慮了分段吊裝與整體吊裝2種方案。分段吊裝方案初步擬訂將天橋鋼結(jié)構(gòu)沿縱向和橫向分成4塊，在道路中間搭建臨時(shí)支撐，分段吊裝完成后進(jìn)行整體焊接成型。此方法的優(yōu)點(diǎn)是短時(shí)間內(nèi)所需要的人、材、機(jī)配置比較少;單次吊裝體量比較小，對(duì)吊裝機(jī)械的要求不是很高，對(duì)地基承載力要求也比較小，且對(duì)周圍地上障礙物的影響也比較小;由于是現(xiàn)場(chǎng)拼裝，因此不需要額外尋找拼裝場(chǎng)地，且減少了二次搬運(yùn)。但分段吊裝需多次占用車行道路，對(duì)交通影響比較大;分段焊接施工時(shí)間比較長(zhǎng)，對(duì)工期影響比較大且現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量難以控制;分段焊接施工對(duì)下方車流會(huì)造成一定的影響。整體吊裝方案是指在臨時(shí)拼裝場(chǎng)地將分節(jié)段的鋼結(jié)構(gòu)拼裝成整體，然后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)一次性吊裝就位。這種方案雖然增加了二次搬運(yùn)量，且一次所投入的資源比較多，但鋼結(jié)構(gòu)可以提前在拼裝場(chǎng)地拼裝成型，而且一次吊裝時(shí)間大約8h，可以充分利用后半夜交通流量比較低的時(shí)間段進(jìn)行施工，因此既可以減小工期的壓力，又可以將施工對(duì)現(xiàn)場(chǎng)交通的影響降至最低。經(jīng)綜合比較，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，天橋鋼結(jié)構(gòu)吊裝采用整體吊裝的方案。

四、人行天橋設(shè)計(jì)的技術(shù)美學(xué)

人行天橋景觀設(shè)計(jì)一定要符合天橋自身基本功能的要求，并在此基礎(chǔ)上對(duì)景觀美學(xué)構(gòu)成的各個(gè)元素進(jìn)行深入的美學(xué)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，比如天橋造型的選擇，天橋橋體結(jié)構(gòu)的比例協(xié)調(diào)性，天橋造型尺度大小與空間環(huán)境的關(guān)系，附屬部件的美化加工設(shè)計(jì)，天橋表面顏色和燈光色彩在城市立體空間環(huán)境的整體色彩構(gòu)成中的分量等。這種以實(shí)際應(yīng)用功能與科學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)并重的特性就是景觀天橋設(shè)計(jì)的技術(shù)美學(xué)特性。大多數(shù)時(shí)候，人行天橋的選址都在城市的繁華擁堵地段，比如集中的辦公區(qū)域、商業(yè)街區(qū)、生活小區(qū)、金融購(gòu)物中心等，車流量和人流量都非常大。一般來說，美學(xué)特性必須優(yōu)先考慮，只有這樣才能在滿足基本功能需求的前提下，兼顧經(jīng)濟(jì)原則，設(shè)計(jì)出獨(dú)一無二的天橋景觀。

五、結(jié)語：

橋梁美學(xué)具有較強(qiáng)的主觀性，但也具有相對(duì)穩(wěn)定的通用準(zhǔn)則。橋梁設(shè)計(jì)過程中在遵循橋梁建筑美學(xué)基本要素的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新、采用合理的設(shè)計(jì)方法和藝術(shù)表現(xiàn)手法，可以使橋梁與環(huán)境相協(xié)調(diào)，達(dá)到功能、經(jīng)濟(jì)、美學(xué)的完美結(jié)合。大部分人行天橋具有規(guī)模小、投資小、橋位環(huán)境貼近城鎮(zhèn)生活等特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn)，人行天橋應(yīng)特別注意分析區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)和文化氣息，宜將人行天橋融入?yún)^(qū)域環(huán)境，將天橋的內(nèi)在功能和外在形態(tài)融入周圍居民的生活當(dāng)中。此外，根據(jù)天橋一般規(guī)模較小的特點(diǎn)，還應(yīng)特別注意天橋的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，在統(tǒng)一中求多樣，賦予天橋獨(dú)特的建筑風(fēng)格。人行天橋是與城鎮(zhèn)生活和周圍居民息息相關(guān)的結(jié)構(gòu)物，在今后人行天橋的發(fā)展中，將越來越強(qiáng)調(diào)人的感受。展望未來人行天橋的設(shè)計(jì)，將會(huì)更加強(qiáng)調(diào)以人為本，將人的活動(dòng)與天橋功能融合到一起，由目前的“橋在景中”的基本融合，逐漸發(fā)展到“橋在生活中”的更高層次的融合。

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