橋梁設(shè)計與環(huán)境協(xié)調(diào)的美學(xué)探究

文/路寧

1 前言

在社會與經(jīng)濟(jì)科技飛速發(fā)展的時代，人們逐漸從追求物質(zhì)改為了追求精神上的慰藉，從而在實(shí)用性的基礎(chǔ)上追求觀賞價值。橋梁是交通系統(tǒng)中重要的角色，在城市中不乏它們的身影，要做到環(huán)境美化，我們可以從橋梁設(shè)計當(dāng)中尋求突破口。

2 橋梁設(shè)計美學(xué)的重要性和價值

在橋梁建設(shè)的初期，橋梁設(shè)計無疑是橋梁整個建設(shè)流程的首要一步，橋梁設(shè)計不僅僅是簡單的制造模型，其中還包含了對工學(xué)、美學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)的綜合應(yīng)用與研究。其中，設(shè)計的美學(xué)要求近年來更加嚴(yán)苛，這不僅要求設(shè)計工程師擁有對美學(xué)的研究，并且還要對橋梁施工擁有一定的認(rèn)知水準(zhǔn)，建設(shè)竣工后的橋梁要實(shí)現(xiàn)美學(xué)與橋體質(zhì)量的高度融合。當(dāng)然，在完成橋梁設(shè)計之后需要預(yù)先進(jìn)行審核，在通過各種檢測之后，才可以進(jìn)入橋梁施工這一流程。根據(jù)橋梁建設(shè)的重點(diǎn)，橋梁的質(zhì)量是否合格是一個重要的方面，但是也不可以盲目地去追求橋梁的橋身質(zhì)量，而忽略了其他有益于橋梁本體的有利局面的鋪設(shè)[1]。工業(yè)設(shè)計的重點(diǎn)不僅僅要保持橋梁的質(zhì)量，更要講究信譽(yù)。對橋梁設(shè)計美學(xué)的探究也是如此，橋梁美學(xué)是一門與實(shí)際生活息息相關(guān)的學(xué)問，其中不僅有工程建造之后的樣式，更多的是設(shè)計的技巧和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法，橋梁設(shè)計美學(xué)以設(shè)計為主，美學(xué)為輔[2]。

3 橋梁設(shè)計的必要組成方面

我國橋梁建設(shè)行業(yè)能發(fā)展成為如今功能性完備的狀態(tài)，得益于建筑行業(yè)發(fā)展初期時確定的大體理念：以功能性為主、重視建筑的實(shí)用性以及注重環(huán)境保護(hù)的“方針”。關(guān)于橋梁設(shè)計的組成一般包括以下兩大方面：一是場地交通設(shè)計，二是視覺設(shè)計。

場地交通設(shè)計通俗來講分為兩部分：場地設(shè)計與交通設(shè)計。場地設(shè)計重點(diǎn)在于在不破壞原有的自然地形地貌以及自然事物的情況下建造設(shè)計建筑物，從而達(dá)到一種建筑與環(huán)境相協(xié)調(diào)的效果，例如中國的古典建筑物——古典園林，正是將場地設(shè)計做到了極致。古人建造建筑物時講究的“天人合一”建筑理念，在古典園林上就得到了很好的體現(xiàn)；再例如歐洲的凡爾賽宮，也是園林的代表之一，它體現(xiàn)了西方設(shè)計師對建筑與自然高度融合理念的理解。場地設(shè)計一般在設(shè)計圖紙中能夠使人們更直觀的感受，例如上海的八分園，其在復(fù)雜的地形中通過巧妙的交通設(shè)計避開了令人頭痛的交通線路問題。場地設(shè)計主要為建筑物提供較好的工作平臺，交通設(shè)計的目的主要是為建筑物和周邊環(huán)境建立更好地連接，兩者是不可分割的設(shè)計理念。古典建筑物如此，橋梁設(shè)計亦是如此，通過對場地交通的綜合考慮建造與環(huán)境相融合的橋梁。

視覺設(shè)計正如字面所說，通過設(shè)計后滿足視覺上的需求。常見的視覺設(shè)計有對稱設(shè)計、平行設(shè)計、旋轉(zhuǎn)設(shè)計等幾何學(xué)的設(shè)計方案。采用對稱設(shè)計的建筑物例如印度泰姬陵、中國北京天安門、英國的塔橋、法國的埃菲爾鐵塔、俄羅斯的圣彼得堡、法國凱旋門，這些標(biāo)志性建筑物給人以美好的視覺體驗(yàn)；其他設(shè)計也是如此，目的是滿足人的感官需求。綠色建筑設(shè)計不僅僅要追求與環(huán)境的協(xié)調(diào)程度，也要側(cè)重橋梁整體的美感、顏色性能等方面與環(huán)境相融合統(tǒng)一，提升在形狀方面需要與環(huán)境呈現(xiàn)些許差異，以此實(shí)現(xiàn)橋梁與環(huán)境的差異和統(tǒng)一。視覺對于注重美學(xué)建設(shè)的橋梁來講是首要注重點(diǎn)，人一般對事物的印象往往取決于第一次的視覺感官體驗(yàn)，而簡單簡約的幾何學(xué)橋梁設(shè)計理念正符合人的審美特點(diǎn)，簡約的外表便于加深印象，規(guī)整的幾何學(xué)設(shè)計應(yīng)用增強(qiáng)美感。隨著時代的躍進(jìn)，橋梁的設(shè)計美學(xué)已經(jīng)開始應(yīng)用于每一座橋梁的身上，為城市增添了一道亮麗的風(fēng)景[3]。

4 橋梁設(shè)計中所必要的工具

工欲善其事必先利其器，橋梁建設(shè)之初一定要尋求高水準(zhǔn)的技術(shù)人員和工具?，F(xiàn)如今GPS 技術(shù)已經(jīng)家喻戶曉，此項(xiàng)技術(shù)全稱為全球定位系統(tǒng)技術(shù)，在交通運(yùn)輸部門中應(yīng)用十分普遍。此項(xiàng)技術(shù)之所以可以肩負(fù)起交通定位的大任，就是憑借其精準(zhǔn)度高、觀測用時短。而這兩個特點(diǎn)也正符合測量的需要，國內(nèi)許多百年工程皆應(yīng)用到了定位技術(shù)，這也是對此項(xiàng)技術(shù)在工程測量中的重要性的肯定。例如橋梁的施工，對于第一步驟的地基處理就需要很大的科技含量，因此在精密的架橋過程中此項(xiàng)技術(shù)就顯得尤為重要。例如懸臂澆筑施工的橋梁在懸臂澆筑的過程中對精度的要求是非常嚴(yán)格的，在測繪時不允許出現(xiàn)任何差錯，另外在測繪時對當(dāng)?shù)氐牡乩淼孛惨惨龅郊?xì)致入微的勘察與匯總；在成功施工后，安裝懸臂掛籃向兩側(cè)依次對稱澆筑梁段合龍段是否可以成功合龍取決的就是測繪時勘測的詳細(xì)程度。再例如簡支梁橋段的橋墩施工對精準(zhǔn)度又是一大考驗(yàn)。簡單來講，簡支梁橋像一根火柴搭接在兩個立起來的火柴盒上面的結(jié)構(gòu)類型，此項(xiàng)技術(shù)就是校準(zhǔn)核對兩個火柴盒之間的距離的尺子，使兩個橋墩之間的距離不會過大或過小[4]。

總之，我們應(yīng)該在測繪時就規(guī)避基本所有的技術(shù)問題，以免在施工時發(fā)現(xiàn)危險再追悔莫及。還有近年來興起的BIM 技術(shù)，BIM 技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計等方面的數(shù)據(jù)化工具，并不是具體的某一個工程測量軟件。例如城市在策劃地下排水管道時，就可利用此技術(shù)進(jìn)行操作，以此既可以避免與地下深埋的電纜等不確定性的重要設(shè)備發(fā)生碰撞，又可以快速建立起一套完整的設(shè)計方案；再比如創(chuàng)設(shè)樓房的電氣模型擔(dān)心與其他管道發(fā)生沖突時，就可以利用此技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)操作，整體的出圖步驟也比較簡單，只需導(dǎo)入全球定位技術(shù)收集的數(shù)據(jù)，電腦就會自行進(jìn)行運(yùn)算[5]。此項(xiàng)技術(shù)對測繪的圖紙制作有很大幫助，可以說測繪的圖紙在BIM 眼中只是一道開胃小菜。BIM 技術(shù)對于工程測量最重要的一點(diǎn)是可與數(shù)字化等應(yīng)用系統(tǒng)一起打造規(guī)劃信息化架構(gòu)體系，從一開始就實(shí)現(xiàn)圖紙的數(shù)字化，以此從根源上改善舊的方式方法，減少容錯率。BIM 像一個巨大房子一樣可以容納許多先進(jìn)的技術(shù)，并且它們之間也會互通協(xié)作，進(jìn)而大大提高效率。雖然這項(xiàng)技術(shù)是近些年才闖入市場的，但卻很快得到了各國相關(guān)專業(yè)人士的普遍認(rèn)可，即說明了這項(xiàng)技術(shù)對于橋梁建設(shè)的便捷性與實(shí)用性。這項(xiàng)技術(shù)完全可以模擬橋梁建設(shè)與美學(xué)結(jié)合為一體之后的成果展示，是橋梁建設(shè)工作者的一個得力助手[6]。

除以上的虛擬工具之外，還有一些施工現(xiàn)場經(jīng)常見到的工具，例如全站儀，全站儀全稱全站型電子測距儀，是一種高級的技術(shù)測量儀器，可以測量水平角豎直角斜距平距等諸如此類的空間中的幾何方位關(guān)系。全站儀受人喜愛的原因是它的自動化程度頗高，許多以前需要使用人工計算的步驟和公式，都可以在全站儀中直接輸入數(shù)值得出相應(yīng)的結(jié)果[7]。另外，對橋梁設(shè)計的建設(shè)還需要更加簡便精密的儀器，如果將測量放線比喻成是工程建筑的指南針，那么水準(zhǔn)儀便是指南針的底盤，是測量放線的基礎(chǔ)。測量放線離不開精準(zhǔn)的測距，之前的施工普遍應(yīng)用的皆是普通的水準(zhǔn)儀。由于施工的需求需要，就產(chǎn)生了一種新型的儀器——電子水準(zhǔn)儀。這種儀器較普通水準(zhǔn)儀大大降低了上手難度，是施工測量人員的得力助手。

5 橋梁美學(xué)與環(huán)境協(xié)調(diào)的設(shè)計重點(diǎn)

首先從大局觀來看，人的眼睛對色彩的敏感度是十分高的，色彩要與周圍環(huán)境相適應(yīng)。每種工業(yè)材料都有其指定的顏色，例如混凝土是灰白色，若是想要與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，一般情況下要改變材料本身的顏色來適應(yīng)環(huán)境。解決橋梁的顏色問題后，橋梁的裝飾設(shè)計要補(bǔ)充和完善顏色設(shè)計的不足之處，例如紐約中央公園的拱橋裝飾設(shè)計堪稱典范，它體現(xiàn)于噴發(fā)式藝術(shù)拱圈，并與周圍環(huán)境十分契合。以上兩點(diǎn)便是橋梁美學(xué)與環(huán)境協(xié)調(diào)的設(shè)計重點(diǎn)[8]。

6 結(jié)語

橋梁美學(xué)與環(huán)境協(xié)調(diào)的綜合設(shè)計不僅能夠滿足人們的觀賞性需求，更體現(xiàn)了國家對環(huán)境的重視程度，強(qiáng)調(diào)了環(huán)保的重要性。在考驗(yàn)設(shè)計師水準(zhǔn)的同時，更在橋梁的身上寄托了人們對環(huán)境的憐惜愛護(hù)之情。