湛江世貿(mào)人行天橋的景觀特點(diǎn)分析

楊云安，褚東升

(中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510230)

隨著國家城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，城市面貌日新月異，交通車輛與行人數(shù)量與日俱增，城市立交橋、城市人行天橋等構(gòu)造物越來越多。城市人行天橋作為市政配套基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)于減少紅綠燈數(shù)量、提高道路通行能力、保障行人和非機(jī)動(dòng)車過街安全起到關(guān)鍵作用，是現(xiàn)代化城鎮(zhèn)建設(shè)不可或缺的構(gòu)造物。早期的人行天橋主要從經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性等方面考慮，主要以混凝土板橋、梁橋?yàn)橹?，后來慢慢發(fā)展為鋼混組合結(jié)構(gòu)、鋼桁架結(jié)構(gòu)、鋼拱結(jié)構(gòu)、鋁合金桁架結(jié)構(gòu)等，但在結(jié)構(gòu)造型方面多數(shù)大同小異，有些城市甚至千篇一律僅套用幾種常規(guī)結(jié)構(gòu)，缺乏創(chuàng)新。由此導(dǎo)致一些城市人行天橋與周圍環(huán)境不夠協(xié)調(diào)，影響城市的總體景觀效果。因此，橋梁景觀的概念逐漸被提出，并廣泛應(yīng)用于城市人行天橋規(guī)劃與設(shè)計(jì)中，城市人行天橋逐漸發(fā)展成為集使用功能、景觀功能于一體的現(xiàn)代人工建筑。該文以湛江世貿(mào)人行天橋?yàn)楣こ虒?shí)例，詳細(xì)介紹其景觀設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)思路，可為人行天橋或其他具有景觀要求的橋梁規(guī)劃、設(shè)計(jì)提供參考。

1 工程概況

湛江世貿(mào)人行天橋位于湛江市中心城區(qū)世貿(mào)廣場(chǎng)南河上方，跨越主干道椹川大道，其東北側(cè)為世貿(mào)大廈，東南側(cè)為楓葉國際酒店。人行天橋的建設(shè)可以緩解赤坎區(qū)世貿(mào)片區(qū)的交通壓力，解決椹川大道的人車分流，改善周邊交通環(huán)境，提高道路通行能力和綜合服務(wù)水平。由于地理位置特殊，人行天橋不僅要滿足交通通行需求，還要求景觀方面做到橋與景的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。項(xiàng)目地理位置見圖1。

圖1 項(xiàng)目地理位置圖

2 橋梁造型演變

2.1 方案提出

“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”是橋梁設(shè)計(jì)的基本要求，如何適當(dāng)?shù)貪M足和平衡這4個(gè)要求是造橋的藝術(shù)。在滿足安全和實(shí)用功能的前提下，項(xiàng)目業(yè)主允許增加一部分費(fèi)用，希望在方案方面做一些創(chuàng)新，爭(zhēng)取打造為湛江中心商貿(mào)區(qū)的一個(gè)標(biāo)志性建筑。

該項(xiàng)目人行天橋所跨越的位置為椹川大道已建的南河橋，現(xiàn)場(chǎng)無法在現(xiàn)有橋面上立墩，天橋跨越長度達(dá)37 m，同時(shí)為了行人舒適性，應(yīng)盡量降低橋面高度，減少梯道長度。在滿足橋下道路通行凈空的前提下，下承式鋼桁架結(jié)構(gòu)為首選方案。但為了滿足景觀要求，必須在傳統(tǒng)桁架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上做一定的創(chuàng)新。

2.2 方案演變

項(xiàng)目從橋梁景觀的角度，結(jié)合周邊環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列演化與變換處理，橋梁結(jié)構(gòu)造型演變過程見圖2。

圖2 橋梁結(jié)構(gòu)造型演變過程

圖2中，方案(a)為常規(guī)人行天橋的結(jié)構(gòu)方案，非常普通，景觀效果偏差。方案(b)在結(jié)構(gòu)造型方面做了一定改進(jìn)，景觀效果略有改善，但中部主桁架影響內(nèi)部空間使用與通視性，使天橋內(nèi)部顯得不夠開闊。在總結(jié)方案(a)和方案(b)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過大膽創(chuàng)新，演變出了螺旋鋼桁架的橋型方案(c)。優(yōu)化后鋼桁架采用橫斷面呈橢圓形的螺旋桁架結(jié)構(gòu)，并將擋雨、遮陽、防風(fēng)等附屬構(gòu)件作為景觀造型構(gòu)件，通過有規(guī)律的布置，與主體受力螺旋桁架結(jié)構(gòu)一起構(gòu)成有規(guī)律飛舞旋轉(zhuǎn)的“金屬飄帶”，實(shí)現(xiàn)了橋與景的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2.3 方案亮點(diǎn)

該天橋方案具有如下亮點(diǎn)：原創(chuàng)、和諧、自然、簡潔?！霸瓌?chuàng)”就是依據(jù)橋梁的使用功能與其獨(dú)有周邊環(huán)境，提出最適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新方案，而不照搬已有的方案；“和諧”是橋的造型、尺度、色彩與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，相得益彰；“自然”即人行天橋方案與周邊建筑物融為一體，順理成章，給人以自然、舒適的感覺；“簡潔”就是沒有為了單純景觀而增加多余的構(gòu)件，景觀造型構(gòu)件亦是結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件，橋梁整體受力明確、構(gòu)造簡單。

3 橋梁景觀特點(diǎn)分析

3.1 協(xié)調(diào)美

3.1.1 型的協(xié)調(diào)

橋梁和周邊環(huán)境是復(fù)雜多樣的，每座橋所處的環(huán)境均有其獨(dú)特性。周邊的環(huán)境包括現(xiàn)有湖泊河流、地形地勢(shì)、花草樹木、現(xiàn)狀道路、現(xiàn)狀建筑物等，在新建橋梁之前，人們多數(shù)已經(jīng)適應(yīng)了它們的存在，從“存在即合理”的角度可以認(rèn)為周邊環(huán)境是和諧的。而在現(xiàn)狀場(chǎng)景中再增加一個(gè)橋梁建筑，希望既不打破原有的平衡，又能增光添彩，使之與環(huán)境變得更加協(xié)調(diào)，這就是概念方案的難點(diǎn)所在。對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)物來說，其組成有上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)，除了基礎(chǔ)部分外大部分結(jié)構(gòu)為外露可視構(gòu)件，故在滿足通行功能前提下，橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)是有機(jī)的整體，而不能雜亂無章、支離破碎。如果能夠把多樣復(fù)雜的環(huán)境與多部件的橋梁做到統(tǒng)一協(xié)調(diào)，這樣的橋梁方案就能夠被多數(shù)人所接受，就是一件成功的橋梁景觀作品。

世貿(mào)人行天橋位于河道橋梁上，周邊距離現(xiàn)狀高層建筑遠(yuǎn)約50 m，基本位于一片開闊區(qū)域的中心，盡管在天橋與建筑物之間局部存在一些綠化樹木分隔，但視野相對(duì)開闊，故天橋?qū)⒊蔀閰^(qū)域的視覺中心。

綜合考慮天橋的總體布置如下：

(1) 采用一跨通過現(xiàn)狀南河橋(即現(xiàn)狀道路)，主跨為37 m，跨越的道路中間不設(shè)橋墩，兩側(cè)設(shè)4.625 m懸臂跨，橋墩采用與現(xiàn)有道路平行的布置，也就是天橋軸線與橋墩軸線呈113.1°交角。

(2) 橋墩高5.6 m，橋面高出跨越路面約7.0 m，扣除天橋結(jié)構(gòu)高度外，保證了橋下通行凈高不小于5 m的要求。

(3) 為減少橋面以下結(jié)構(gòu)高度和考慮天橋內(nèi)部景觀，螺旋形桁架的橫斷面結(jié)構(gòu)外輪廓透視為長軸8.5 m(水平方向)，短軸6.5 m(豎直方向)的橢圓，故桁架豎向高度為6.5 m。

(4) 為了匹配橋墩斜交113.1°交角，螺旋異形桁架的水平螺距(即桁架節(jié)點(diǎn)距)設(shè)計(jì)取用4.625 m，正好可以在斜向下平聯(lián)對(duì)應(yīng)位置下橫梁位置布置支座。

(5) 梯道立柱與天橋主梁橋墩間距設(shè)計(jì)采用7 m，桁架結(jié)構(gòu)外伸至梯道邊沿。

以上總體布置，在橋梁景觀上成功做到以下平衡與和諧：

(1) 巧妙解決了斜橋布置問題，上部結(jié)構(gòu)與斜布橋墩、現(xiàn)狀道路做到完美統(tǒng)一。

(2) 從外部來看，天橋尺度均衡，橋下凈高、桁架高度與橋墩寬度(將主墩與梯道墩合為一個(gè)整體來看)基本是1∶1∶1的比例，協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

(3) 從內(nèi)部來看，天橋采用寬高比約4∶3的橢圓，降低了橋面以下結(jié)構(gòu)高度，內(nèi)部比例更加穩(wěn)定協(xié)調(diào)。

天橋總體布置實(shí)景照片見圖3。

圖3 天橋總體布置實(shí)景照片

3.1.2 色的協(xié)調(diào)

色彩是一種視覺感受，在橋梁景觀中具有重要意義。從橋梁美學(xué)角度考慮，色彩的運(yùn)用既要在日景下與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)，也要在夜景下通過不同光源照射產(chǎn)生令人滿意的繽紛效果。

世貿(mào)人行天橋在橋梁涂層色彩選用時(shí)從使用功能、周邊環(huán)境色彩、周邊夜景燈光和天橋自身的燈光色彩等多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，尋求功能與美觀的統(tǒng)一。具體考慮如下：

(1) 環(huán)境色：天橋周邊建筑基本為住宅/酒店/醫(yī)院，色彩以淺黃/淺綠/白色為主，天橋近處為綠色景觀樹木，以綠色為主，橋下道路與廣場(chǎng)地面基本為灰色。

(2) 功能要求：天橋跨越城市主干道，通行車輛多，天橋尺度相對(duì)較大，天橋色彩對(duì)于橋下通行車輛來說，需要給駕駛員良好的視覺感受，以減少交通事故。并給穿越天橋的過街行人身心舒暢的色彩感受。

(3) 景觀要求：天橋位于開闊區(qū)域中心，為增強(qiáng)景觀性需增加照明景觀，橋梁的色彩應(yīng)適應(yīng)豐富多變的燈光效果，而不能過多影響燈光的顏色變化。

基于上述分析，世貿(mào)人行天橋最終色彩設(shè)計(jì)方案為：①混凝土橋墩、梯道與鋼桁架部分采用淺黃涂層，②天橋上的遮陽鋁板采用銀色涂層。天橋的建成效果表明，其色彩設(shè)計(jì)成功為天橋增光添彩，實(shí)現(xiàn)了功能與色彩的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

3.2 簡潔美

3.2.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件為景觀造型構(gòu)件

結(jié)構(gòu)與美觀的協(xié)調(diào)，是橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)的核心。只有把結(jié)構(gòu)構(gòu)件作為景觀造型構(gòu)件，才能保證橋梁的經(jīng)濟(jì)性，才能把橋梁經(jīng)濟(jì)和美觀有機(jī)結(jié)合。

世貿(mào)人行天橋的造型遵循了“簡潔就是美”的主導(dǎo)原則，將結(jié)構(gòu)受力的桁架桿件變形為扭曲構(gòu)件，即將常規(guī)桁架的上、下平聯(lián)桿件、斜腹桿向外彎曲，縱向形成螺旋形，內(nèi)部空間橫斷面透視為橢圓形，這樣景觀造型構(gòu)件就是結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件，不因造型需要另外增加受力構(gòu)件。這種主體空間構(gòu)件受力連續(xù)、明確，豎向抗彎性能好、橫向抗扭性能優(yōu)，故在獲得景觀造型的同時(shí)亦保證了結(jié)構(gòu)受力的簡潔合理。桁架受力構(gòu)件均采用400 mm×500 mm鋼箱形截面尺寸，根據(jù)受力計(jì)算采用不同的鋼板厚度，實(shí)現(xiàn)了桿件尺寸在外部視覺上的一致性。主體造型確定后橋面系橫梁采用斜向布置，對(duì)應(yīng)布置在下平聯(lián)位置，與下平聯(lián)桿件結(jié)合，節(jié)省了工程用量，同時(shí)從橋下看，視覺上減少了構(gòu)件線條，避免了繁雜。

桁架主體透視見圖4。

圖4 天橋主體桁架透視圖

3.2.2 擋雨、遮陽、防風(fēng)附屬構(gòu)件為景觀造型構(gòu)件

世貿(mào)人行天橋所在地湛江，地處北回歸線以南，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，降水充沛，夏季長，日照強(qiáng)烈。對(duì)于面向公眾使用的人行天橋，也需要有防風(fēng)、防曬、通風(fēng)等功能，因此天橋需設(shè)計(jì)遮雨棚、遮陽板等附屬構(gòu)件。但附屬構(gòu)件不能影響天橋主體景觀，并考慮如何將其作為景觀構(gòu)件使用，這是附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需綜合考慮的要點(diǎn)之一。

該天橋采用在主桁架桿件組成分區(qū)內(nèi)規(guī)則間隔地設(shè)置數(shù)道豎向遮陽鋼板件，并在其中一部分設(shè)遮陽構(gòu)件的桁架桿件分區(qū)的外側(cè)增加開孔裝飾鋁板，實(shí)現(xiàn)遮陽與擋風(fēng)功能。在桁架上平聯(lián)構(gòu)件區(qū)域的外側(cè)設(shè)置夾膠玻璃雨棚擋雨，透明玻璃既不遮擋光照，亦不會(huì)對(duì)遮陽板和鋁板的景觀造型造成不利干擾。這些附屬功能構(gòu)件與主體桁架桿件一同構(gòu)成螺旋形飛舞轉(zhuǎn)動(dòng)的“金屬飄帶”造型，結(jié)構(gòu)新穎，動(dòng)感的外形映射出城市的燦爛、青春、活力，展現(xiàn)了湛江這個(gè)年輕的城市朝氣蓬勃的面貌。

3.3 景觀照明美

隨著科技發(fā)展，智能照明亦可為橋梁景觀增光添彩。燈光在夜晚除提供照明功能之外，還可通過橋梁建筑物與周邊環(huán)境形成照映，構(gòu)成千姿百態(tài)的光彩世界，集實(shí)用與美學(xué)功能于一體。夜間的色彩主要通過人工燈光表達(dá)，以黑夜為背景，色彩對(duì)比強(qiáng)烈。

世貿(mào)人行天橋景觀照明設(shè)計(jì)遵循“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的原則。

安全設(shè)計(jì)：供配電擬采用TN-S三相五線制系統(tǒng)；電壓380/220 V，頻率50 Hz，要求PE線和N線嚴(yán)格分開。根據(jù)安全需求嚴(yán)格按用電規(guī)范設(shè)置接地、防雷與過電壓保護(hù)設(shè)施。對(duì)于天橋跨域的道路，景觀照明對(duì)機(jī)動(dòng)車駕駛員的眩光限制程度以閾值增量(TI)度量，并符合JGJ/T 163-2008《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定。

適用設(shè)計(jì)：為了操作方便，天橋采用智能開關(guān)控制模塊和LED智能控制方式。LED動(dòng)畫效果控制通過LED燈具控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，設(shè)置工作日、節(jié)假日、重大節(jié)日等不同的開燈控制模式。

經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)：該項(xiàng)目功能照明與景觀照明均采用LED光源，在保證照度功能與景觀照明效果的前提下，降低能耗，節(jié)約能源。

美觀設(shè)計(jì)：在不影響使用功能的前提下，景觀照明設(shè)計(jì)力求展現(xiàn)天橋外部金屬飄帶的形態(tài)美感和內(nèi)部通道的空間美感。

為了從外側(cè)展示天橋的金屬飄帶形態(tài)，鋁板的螺旋飄帶外側(cè)采用LED像素，規(guī)格為全彩GRB、140°、DC12V、IP66，共設(shè)置14 600個(gè)(單個(gè)功率0.5 W)。主桁架桿件外側(cè)設(shè)置LED定制導(dǎo)光板(全彩GRB)。為了展示內(nèi)部的時(shí)空通道效果與滿足行人通行照明，天橋內(nèi)部空間采用LED點(diǎn)光源(白色)與LED定制導(dǎo)光板(全彩GRB)。為了顯示勾勒墩臺(tái)梯道外輪廓，墩臺(tái)上側(cè)設(shè)置LED投光燈(RGB)，梯道外側(cè)設(shè)置LED洗墻燈。

實(shí)施完成的裝飾照明效果見圖5。

圖5 天橋裝飾照明實(shí)景效果

4 結(jié)論

湛江世貿(mào)人行天橋于2015年7月完成方案設(shè)計(jì)，同年9月完成施工圖設(shè)計(jì)，天橋鋼桁架主體于2017年3月開工建設(shè)，同年11月通過竣工驗(yàn)收。世貿(mào)人行天橋的投入使用，有效緩解了周邊的交通壓力，改善了周邊的居住環(huán)境，滿足了行人過街的需求，極大提升了周邊城市形象。該天橋景觀特點(diǎn)總結(jié)如下：

(1) 人行天橋把傳統(tǒng)的矩形桁架變換為“金屬飄帶”造型，結(jié)構(gòu)新穎，整體造型讓人耳目一新。

(2) 人行天橋在主體結(jié)構(gòu)“造型”與“結(jié)構(gòu)”協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將擋雨、遮陽、防風(fēng)等附屬構(gòu)件作為景觀造型構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性與景觀性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

(3) 人行天橋增加智能景觀照明設(shè)計(jì)，為橋梁夜景提供了豐富多彩的表達(dá)形式。

(4) 項(xiàng)目對(duì)天橋景觀進(jìn)行了重點(diǎn)分析與研究，其設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)思路，可為人行天橋或具有景觀造型要求的其他類型橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考。