橋梁美學(xué)2019年度研究進(jìn)展

梁艷，何畏，唐茂林

(西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，成都 610031)

橋梁發(fā)展史是一部人類(lèi)自身發(fā)展史的真實(shí)寫(xiě)照。從最原始的天生橋，簡(jiǎn)易的獨(dú)木橋、汀步橋，到后來(lái)技藝雙絕的拱橋，發(fā)展到現(xiàn)代化的超千米的纜索承重橋梁，無(wú)不傾注了人類(lèi)無(wú)與倫比的智慧和辛勤的汗水。對(duì)美的追求是人類(lèi)向高級(jí)文明進(jìn)化的結(jié)果，在滿足了基本的物質(zhì)需求后，人類(lèi)必然會(huì)追求高層次的精神世界。美學(xué)思想與人類(lèi)發(fā)展密切相連，浸潤(rùn)了人類(lèi)文明的整個(gè)脈絡(luò)。橋梁美學(xué)思想，雖然其概念的提出也就半個(gè)世紀(jì)左右的時(shí)間，但其歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)期。人類(lèi)聰慧的先輩，給我們留下了精美絕倫的趙州橋、玉帶橋、倫敦塔橋等人類(lèi)遺產(chǎn)，也給后人留下豐厚的橋梁美學(xué)精神遺產(chǎn)。雖然這些精神遺產(chǎn)大多數(shù)沒(méi)有通過(guò)文字的形式流傳下來(lái)，但卻深刻地影響到橋梁建設(shè)。

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，中國(guó)橋梁無(wú)論是規(guī)模、數(shù)量、質(zhì)量還是技術(shù)都已經(jīng)處于世界先進(jìn)行列。橋梁美學(xué)也是當(dāng)代橋梁建設(shè)面臨的熱點(diǎn)問(wèn)題，尤其在橋梁概念設(shè)計(jì)和方案評(píng)選階段，對(duì)橋梁美學(xué)的重視程度可以說(shuō)已經(jīng)超越了任何時(shí)候，一線設(shè)計(jì)人員也為此傾注了大量心血。但是，對(duì)橋梁美學(xué)理論的研究，現(xiàn)也遇到一些問(wèn)題：一方面，美學(xué)思想和理論偏于感性，主觀性較強(qiáng)，難以形成系統(tǒng)；另一方面，橋梁美學(xué)研究偏于社會(huì)科學(xué)，在當(dāng)前將工程建設(shè)成果指標(biāo)化的情況下，科研人員在短期內(nèi)難以得到明顯的回報(bào)，這也是當(dāng)前橋梁美學(xué)越來(lái)越受到重視，但工程人員卻難以滿足越來(lái)越高的美學(xué)要求的主要原因。

幸運(yùn)的是，不少有識(shí)之士在大量的工作實(shí)踐中總結(jié)了許多有益的橋梁美學(xué)思想和經(jīng)驗(yàn)。在過(guò)去的幾年中，中國(guó)有許多精品橋梁?jiǎn)柺?，這些橋梁或精致、或飄逸、或靈巧、或雄偉，無(wú)不傾注了工程人員滿腔的熱情。筆者通過(guò)整理過(guò)去幾年橋梁美學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展以及已建橋梁的橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐，對(duì)橋梁美學(xué)的理論研究及實(shí)踐應(yīng)用新進(jìn)展和未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行了總結(jié)，提出了自己的觀點(diǎn)和建議，希望對(duì)橋梁建設(shè)有所裨益。

1 橋梁美學(xué)理論與方法

1.1 橋梁美學(xué)理論

對(duì)橋梁美學(xué)的系統(tǒng)研究可以追溯到20世紀(jì)三四十年代[1]。1937年，德國(guó)結(jié)構(gòu)工程師卡爾·塞西特勒與弗里茨·雷昂哈特合著出版了專(zhuān)著《橋梁造型》。1942年，日本的鷹部屋福平教授編撰了《橋梁美學(xué)》，1965年出版了《橋：美的條件》。雷昂哈特教授是最早系統(tǒng)地研究并實(shí)踐橋梁美學(xué)的專(zhuān)家。1979年，在他的倡議下，國(guó)際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)成立了“結(jié)構(gòu)工程美學(xué)”工作小組。由此，橋梁美學(xué)開(kāi)始得到普遍關(guān)注。20世紀(jì)80年代，普林斯頓大學(xué)的大衛(wèi)·比林頓教授提出了“結(jié)構(gòu)藝術(shù)”(Structural art)，構(gòu)建出橋梁設(shè)計(jì)的“3E原則”。1991年，美國(guó)交通運(yùn)輸研究委員會(huì)下屬的橋梁美學(xué)分委會(huì)出版了《世界橋梁美學(xué)》一書(shū)，這是全球16個(gè)國(guó)家24位橋梁美學(xué)專(zhuān)家(包括中國(guó)的唐寰澄先生)的合著。世紀(jì)之交，全球掀起一股建造千禧橋的風(fēng)潮，這為橋梁美學(xué)在人行橋上的應(yīng)用提供了空間和舞臺(tái)，對(duì)橋梁美學(xué)理論與設(shè)計(jì)方法的研究提供了實(shí)踐基礎(chǔ)。

目前，橋梁美學(xué)理論大多借助于建筑美學(xué)理論，還沒(méi)有形成專(zhuān)門(mén)的橋梁美學(xué)理論或流派。近年來(lái)，橋梁美學(xué)理論的發(fā)展沒(méi)有太大的突破。但無(wú)論是設(shè)計(jì)人員還是科研人員，建筑師還是結(jié)構(gòu)工程師，在繼承前人研究理論的基礎(chǔ)上，都在努力地推動(dòng)橋梁美學(xué)理論的發(fā)展。

強(qiáng)瑋怡[2]基于視覺(jué)原理、視覺(jué)心理學(xué)等理論，研究橋梁的空間形態(tài)、比例、細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，概括出城市橋梁外觀設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法。運(yùn)用藝術(shù)設(shè)計(jì)手法優(yōu)化橋梁外觀造型，使橋梁在基于受力合理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)外觀的和諧與優(yōu)美。李力[3]概述了橋梁美學(xué)的基本準(zhǔn)則和不同類(lèi)型橋梁的設(shè)計(jì)問(wèn)題，對(duì)橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定的了解與探究。王嘉鈺等[4]從設(shè)計(jì)美學(xué)的角度出發(fā)，闡述了設(shè)計(jì)美學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)，通過(guò)調(diào)研，結(jié)合案例論證了橋梁美學(xué)的基本方法以及在美學(xué)角度中的橋梁設(shè)計(jì)相關(guān)思考。

羅曉瑜等[5]通過(guò)對(duì)洞庭湖二橋(圖1)橋址自然環(huán)境和地域文化的調(diào)查與分析，從具有當(dāng)?shù)匚幕厣摹芭藕崱敝谐橄蟪龌镜呢Q向線條造型元素。在主橋比例設(shè)計(jì)中采用比例圖解法與黃金分割法確定邊、中跨比。在構(gòu)件造型設(shè)計(jì)中，橋塔造型采用力學(xué)圖式法，以豎向線條元素為橋塔基本造型元素，創(chuàng)作出受力明確、韻律良好、造型新穎的塔型；引橋橋墩造型采用立面豎向刻槽設(shè)計(jì)；錨碇側(cè)面造型采用分層線條設(shè)計(jì)；主梁采用通透的桁架梁。全橋造型元素一致，風(fēng)格統(tǒng)一，當(dāng)?shù)刈匀慌c文化特征在現(xiàn)代橋梁造型設(shè)計(jì)中得到很好的應(yīng)用，是理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的優(yōu)秀案例。

其他國(guó)家的學(xué)者也在積極進(jìn)行橋梁美學(xué)理論和實(shí)踐的探索。以荷蘭為例，該國(guó)大多數(shù)橋梁建于20世紀(jì)六七十年代，由于技術(shù)或功能原因，部分橋梁將不得不更換。隨著交通強(qiáng)度的提高和機(jī)動(dòng)性的增加，新橋的設(shè)計(jì)和建造策略必然與過(guò)去有所不同。新方法需要確保將因建筑工程和未來(lái)的養(yǎng)護(hù)運(yùn)營(yíng)維護(hù)等活動(dòng)引起的交通阻礙影響減至最小。在代爾夫特工業(yè)大學(xué)，Reitsema等[6]正在開(kāi)發(fā)一種SMART橋概念，用于快速無(wú)障礙的基礎(chǔ)設(shè)施置換。通過(guò)利用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的創(chuàng)新技術(shù)并將學(xué)術(shù)研究付諸實(shí)踐，可以實(shí)現(xiàn)最佳選擇。目前正在使用的最新建筑創(chuàng)新技術(shù)，如先進(jìn)的水泥材料(ACM)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)技術(shù)，先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法(ADM)和加速橋梁建設(shè)(ABC)，都是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的手段。這些創(chuàng)新代表著向下一代基礎(chǔ)設(shè)施邁出的新步伐，其中，快速施工、智能橋梁設(shè)計(jì)、可持續(xù)性、零能耗、無(wú)/低維護(hù)和美觀是關(guān)鍵特征。這是橋梁美學(xué)思想與創(chuàng)新技術(shù)結(jié)合發(fā)展的一股潮流，是橋梁發(fā)展的一個(gè)新方向。

圖1 洞庭湖二橋設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)及效果圖[5]Fig.1 Design detail of the second Dongtinghu Bridge [5]

Rusev等[7]介紹了英國(guó)的第一座網(wǎng)狀吊桿拱橋(圖2)，此橋于2017年12月通車(chē)，并支持一條連接曼徹斯特中心的皮卡迪利車(chē)站和維多利亞車(chē)站的新鐵路線。該橋所處區(qū)域歷史修久，古跡較多，所以，其美學(xué)影響至為重要，因此，采用了一種不對(duì)稱(chēng)的“色帶”形式，這種形式在視覺(jué)上將不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起。

圖2 英國(guó)新鐵路線上的拱橋Fig.2 The main arch-bridge of new main railway in England

橋梁建筑美學(xué)的理論研究也在同步展開(kāi)。結(jié)合建筑理論，使橋梁美學(xué)與建筑美學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)橋梁工程設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)完美融合是當(dāng)前發(fā)展的一個(gè)主流方向。建筑師和結(jié)構(gòu)工程師通力合作，共同構(gòu)建體現(xiàn)力學(xué)與美學(xué)、橋梁功能性與建筑美觀性完美結(jié)合的橋梁作品，是公眾期待的目標(biāo)。

葉裕民等[8]以武漢市新華路唐家墩人行天橋?yàn)槔?圖3)，以建筑學(xué)視角為切入點(diǎn)，從外部城市景觀、內(nèi)部空間體驗(yàn)、場(chǎng)所精神構(gòu)建等方面對(duì)城市人行天橋設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。通過(guò)多種設(shè)計(jì)元素的綜合運(yùn)用，為行人提供舒適、愉悅的慢行空間體驗(yàn)和文化記憶，提升城市空間景觀品質(zhì)，是橋梁美學(xué)與建筑美學(xué)通過(guò)建筑元素進(jìn)行協(xié)作的案例。

圖3 武漢市新華路唐家墩人行天橋[8]Fig.3 Tangjiadun Footbridge in Xinhua Road of Wuhan[8]

隨著大型數(shù)字化藝術(shù)品的收藏和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的成功應(yīng)用，人工智能和藝術(shù)的交匯具有了新的研究前景。Cetinic等[9]為了探索深度學(xué)習(xí)技術(shù)在理解對(duì)象識(shí)別和分類(lèi)之外的藝術(shù)圖像方面的適用性，采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)來(lái)預(yù)測(cè)與人類(lèi)感知的3個(gè)主觀方面有關(guān)的分?jǐn)?shù)：圖像的審美評(píng)估、情感的喚起圖像以及圖像的記憶性。對(duì)于每個(gè)概念，評(píng)估在不同自然圖像數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練的幾種不同的CNN模型，并根據(jù)定性結(jié)果以及與藝術(shù)品的現(xiàn)有主觀評(píng)分進(jìn)行比較，選擇效果最好的模型。此外，采用不同的基于決策樹(shù)的計(jì)算機(jī)模型來(lái)進(jìn)行分析，以構(gòu)圖和顏色有關(guān)的各種圖像特征來(lái)確定圖像的美感、視覺(jué)情感和記憶力得分方面的相對(duì)重要性。分析表明，內(nèi)容和圖像照明對(duì)美學(xué)有重大影響，其中，色彩鮮艷與對(duì)比強(qiáng)烈影響情緒預(yù)測(cè)，對(duì)象強(qiáng)調(diào)對(duì)記憶性有很大影響。此外，通過(guò)分析不同藝術(shù)風(fēng)格、流派、藝術(shù)家在不同時(shí)期的分布，探索藝術(shù)史背景下預(yù)期的審美、情感和記憶力得分。提出的方法使人們能夠基于高度主觀的藝術(shù)層面去探索美術(shù)收藏的新方法，并且彌合了傳統(tǒng)形式分析與美術(shù)計(jì)算分析之間的差距。學(xué)習(xí)建筑學(xué)的溝通構(gòu)圖理論和方法，將有助于橋梁美學(xué)向更廣闊的方向發(fā)展。

1.2 橋梁美學(xué)與歷史文化研究

美學(xué)思想，與人類(lèi)歷史文化息息相關(guān)。對(duì)橋梁美學(xué)與歷史文化相關(guān)性研究與應(yīng)用也在廣泛開(kāi)展。在橋梁概念設(shè)計(jì)中，橋梁融入歷史文化元素，提升所在城市或地區(qū)的人文情懷，是當(dāng)前橋梁設(shè)計(jì)的重要方向。

隨著時(shí)代的發(fā)展，橋梁建筑的景觀設(shè)計(jì)與藝術(shù)創(chuàng)作早已進(jìn)入業(yè)界的視野，逐步成為城市文化景觀設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)命題。蘇朝浩等[10]從地域性與城市文脈的角度切入，進(jìn)行橋梁建筑中特有的力與美的協(xié)同設(shè)計(jì)，是一個(gè)十分重要的創(chuàng)作思路。從地域、城市和區(qū)域3個(gè)視角，嘗試從關(guān)東文化、長(zhǎng)春文化和空港新城等視角對(duì)橋梁進(jìn)行定位，采用了文脈挖掘、文化原型抽象以及力與形的協(xié)同設(shè)計(jì)等主要方法，實(shí)現(xiàn)了反饋于特定文化語(yǔ)境的力與美的形態(tài)相統(tǒng)一的創(chuàng)作目標(biāo)。作為一個(gè)融合地域文化與橋梁美學(xué)的設(shè)計(jì)案例，可以為橋梁建筑的文化意象表達(dá)以及美學(xué)形態(tài)的研究提供實(shí)證參考與理論線索。

隨著城市建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，人們對(duì)橋梁不再簡(jiǎn)單追求單一功能與結(jié)構(gòu)性能，橋梁在文化語(yǔ)境下的藝術(shù)表現(xiàn)性備受關(guān)注。蘇朝浩等[11]從地域文化語(yǔ)境入手進(jìn)行橋梁的建筑創(chuàng)作，是提升橋梁藝術(shù)表現(xiàn)力與文化品位的一個(gè)重要方式。以長(zhǎng)春空港經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)通港灣大路跨飲馬河大橋?yàn)槔?圖4)，通過(guò)文化原型的發(fā)掘、抽象與還原等創(chuàng)作流程，對(duì)橋梁的整體形態(tài)與細(xì)節(jié)進(jìn)行整合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)春地域文化特點(diǎn)在橋梁形態(tài)上的藝術(shù)表達(dá)。

圖4 長(zhǎng)春飲馬河大橋[11]Fig.4 Yinmahe Bridge in Changhcun[11]

圖5 沈陽(yáng)市“一河兩岸”河心島橋梁設(shè)計(jì)[13]Fig.5 River-Center-island bridge in Shenyang[13]

1.3 橋梁附屬建筑設(shè)計(jì)與景觀生態(tài)美學(xué)

橋梁附屬建筑是橋梁工程的一個(gè)重要組成部分，包括橋面欄桿、燈柱、橋頭堡、橋亭、橋廊、橋頭公園、橋梁雕塑、橋碑等等。橋梁附屬建筑是橋梁功能性的延展，是表現(xiàn)橋梁美學(xué)藝術(shù)性的重要載體。許多情況下，橋梁概念設(shè)計(jì)的理念體現(xiàn)和建筑語(yǔ)言的表達(dá)都體現(xiàn)在橋梁附屬建筑上；所以，如何對(duì)橋梁附屬建筑進(jìn)行系統(tǒng)而細(xì)致的設(shè)計(jì)，很大程度上決定了橋梁最終的美學(xué)質(zhì)量。

以橋梁雕塑為例(圖6)，雕塑是對(duì)自然美的理解和表達(dá)，混凝土材料天然具有塑形的特性，結(jié)構(gòu)的形態(tài)總是和材料存在邏輯上的相關(guān)性。曹菲[14]通過(guò)幾座混凝土橋梁項(xiàng)目的雕塑化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討了混凝土結(jié)構(gòu)雕塑藝術(shù)的審美來(lái)源以及雕塑化在結(jié)構(gòu)表現(xiàn)中的作用和實(shí)現(xiàn)方法。

圖6 橋梁現(xiàn)代雕塑藝術(shù)Fig.6 Sculpture art in modern bridge

橋梁景觀以橋梁為主體，以環(huán)境及景觀為載體，是美化橋梁主體及周邊環(huán)境的手段，最近幾年也越來(lái)越受到重視。同樣地，對(duì)橋梁生態(tài)景觀的設(shè)計(jì)考慮，也大多借助了建筑的思想、理論和方法。蔣宇等[15]指出，中國(guó)傳統(tǒng)文化中蘊(yùn)含著豐富的生態(tài)審美智慧，其生態(tài)的生存方式與思維方式塑造了廊橋的審美特色：生命情調(diào)之美、生態(tài)和諧之美、生活意蘊(yùn)之美。發(fā)掘中國(guó)古代廊橋的生態(tài)美學(xué)思想，從生態(tài)美學(xué)的視野中去尋找當(dāng)代橋梁美學(xué)的靈感，創(chuàng)造生態(tài)價(jià)值與文化特色并存的橋梁景觀美學(xué)。圖7為成都安順廊橋，是中國(guó)古代廊橋的典型代表，其獨(dú)特的廊式造型，歷經(jīng)風(fēng)雨，與周?chē)h(huán)境景觀融合，即使周邊現(xiàn)代高樓林立，也沒(méi)有絲毫的違和之感，是橋梁景觀在城市環(huán)境中的完美體現(xiàn)。

圖7 成都安順廊橋Fig.7 Anshun Bridge in Chengdu

1.4 橋梁建筑批評(píng)與評(píng)價(jià)

橋梁是一種特殊的建筑物，其蘊(yùn)含的哲學(xué)思想折射出整個(gè)社會(huì)的群體價(jià)值。對(duì)既有橋梁和待建橋梁進(jìn)行建筑批評(píng)或評(píng)價(jià)，也是橋梁建筑美學(xué)理論發(fā)展的一個(gè)方向，將推動(dòng)橋梁事業(yè)健康發(fā)展。橋梁建筑批評(píng)研究起步較晚，理論基礎(chǔ)還比較薄弱。目前，從事這方面工作的研究人員大多是有建筑背景的專(zhuān)業(yè)人員，部分具有橋梁專(zhuān)業(yè)背景的科研人員在逐漸轉(zhuǎn)向這方面的研究，雖還處于起步階段，但這種觀念的轉(zhuǎn)變令人鼓舞。

18世紀(jì)之前的橋梁批評(píng)屬于建筑批評(píng)的一部分，近代橋梁批評(píng)思想出現(xiàn)了技術(shù)美學(xué)的新觀念。20世紀(jì)，橋梁美學(xué)理論從興起、發(fā)展到逐漸走向成熟，為橋梁批評(píng)提供了美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，但至今尚未形成系統(tǒng)的橋梁批評(píng)理論體系。李瑩[16]對(duì)橋梁批評(píng)的歷史進(jìn)行了研究，分3個(gè)主要階段梳理了不同時(shí)期橋梁批評(píng)思想和理論的發(fā)展，以及與其相關(guān)的美學(xué)思想、建筑批評(píng)理論、工程技術(shù)發(fā)展概況和橋梁的風(fēng)格與特點(diǎn)。李瑩[17]也對(duì)中國(guó)橋梁界對(duì)科學(xué)、全面地評(píng)價(jià)橋梁的價(jià)值與意義的理論與方法進(jìn)行了較為深入而系統(tǒng)的研究。為了建立橋梁價(jià)值與意義評(píng)判的依據(jù)，在橋梁工程理論和建筑批評(píng)理論研究的基礎(chǔ)上，橋梁批評(píng)研究汲取橋梁美學(xué)、橋梁史、價(jià)值論、符號(hào)學(xué)等學(xué)科的理論與思想，建立了以批評(píng)主體、批評(píng)客體、價(jià)值問(wèn)題、橋梁符號(hào)和批評(píng)方法研究為核心內(nèi)容的理論框架。

2 橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐

任何理論都離不開(kāi)實(shí)踐，橋梁美學(xué)思想也貫穿于橋梁建設(shè)的全過(guò)程。過(guò)去的一年，許多精美的橋梁出現(xiàn)在中國(guó)大地上，一些橋梁工作者也為此做了很多經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，使我們有幸能夠見(jiàn)到一線設(shè)計(jì)人員的前沿設(shè)計(jì)理念在橋梁上得以實(shí)踐。從這些作品中能夠發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員的態(tài)度越來(lái)越務(wù)實(shí)，橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠協(xié)調(diào)統(tǒng)一，過(guò)去那種片面追求橋梁造型“新、奇、特”的現(xiàn)象有所改觀。

圖8 漯河市沙河大橋Fig.8 Shahe Bridge in Luohe

圖9 拱塔斜拉橋[20]Fig.9 Arch-tower cable-stayed bridge[20]

Olipitz[22]介紹了奧地利菲拉赫蓋爾河上方的一座公路橋梁的施工情況，表明所有參與施工過(guò)程的人員在新的創(chuàng)新施工方法中所表現(xiàn)出的非凡勇氣。在菲拉赫建造的這座創(chuàng)新拱形橋梁，采用一種組合橫截面，示范性地展示了雄心勃勃的美學(xué)橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)建筑環(huán)境的積極影響，由此產(chǎn)生的附加美學(xué)價(jià)值已經(jīng)得到證明。在所在位置構(gòu)成這座橋梁，其靈感來(lái)自自然，并與道德和美學(xué)相呼應(yīng)，賦予了建筑獨(dú)有的特色，說(shuō)明土木工程師在創(chuàng)作過(guò)程中不僅需要涵蓋橋梁結(jié)構(gòu)的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等方面，還需要在設(shè)計(jì)方面對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新性的強(qiáng)調(diào)。

Beadepereda等[23]介紹了圣飛利浦一座橫跨雅芳河的人行天橋(圖10)。該橋是解決復(fù)雜穿越問(wèn)題的創(chuàng)新解決方案：為兩個(gè)具有明顯高程和外觀差異的堤岸之間提供連接。設(shè)計(jì)應(yīng)適合于當(dāng)前和遠(yuǎn)期情況，并要求與現(xiàn)有的橋梁和未來(lái)建筑物和諧共存。這座橋是一個(gè)50 m跨度、4 m寬的鋼梁橋，具有叉形的幾何形狀，設(shè)有殘疾人和騎自行車(chē)的坡道以及一個(gè)樓梯，以最大限度地發(fā)揮其功能。這樣設(shè)計(jì)生成的形狀，符合結(jié)構(gòu)、美學(xué)和功能的多方面需求。由于采用了這種整體方法，該橋結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)單、優(yōu)雅且對(duì)于人行天橋和河道使用者均清晰明確，一目了然。

圖10 圣飛利浦人行天橋[23]Fig.10 Footbridge in San Philips[23]

2019年，IABSE將杰出結(jié)構(gòu)獎(jiǎng)(OStrA)頒發(fā)給英國(guó)Mersey Gateway Bridge(圖11)。該橋的3座橋塔高度不等，中心橋塔高80 m，兩邊塔高分別為110、125 m。主梁采用后張預(yù)應(yīng)力混凝土單室箱梁，雙幅布置，梁高4.5 m。 Mersey Gateway Bridge是一座優(yōu)雅協(xié)調(diào)的多跨混凝土斜拉橋，無(wú)刻意的設(shè)計(jì)理念，也無(wú)刻意的建筑元素的運(yùn)用，簡(jiǎn)單純粹，體現(xiàn)了形式符合功能的設(shè)計(jì)哲學(xué)。

圖11 英國(guó)Mersey Gateway橋Fig.11 Mersey Gateway in England

過(guò)去幾年，新建的許多橋梁帶給公眾愉悅的審美感受，提升了整個(gè)城市乃至社會(huì)的精神氣質(zhì)，是橋梁美學(xué)在實(shí)踐中運(yùn)用的重要工程案例，如成都五岔子大橋、北京永定河大橋、湖北秭歸長(zhǎng)江大橋、滬通長(zhǎng)江大橋等。雖然一線工程人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)傾注了大量心血，但卻鮮見(jiàn)于公開(kāi)出版的相關(guān)文獻(xiàn)，是為憾事。下面就其中幾個(gè)比較有代表性的案例做簡(jiǎn)要介紹。

成都五岔子大橋(圖12)，這座大橋概念設(shè)計(jì)來(lái)源于莫比烏斯環(huán)，一種單側(cè)、不可定向的曲面，由德國(guó)數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家莫比烏斯和約翰·李斯丁在1858年獨(dú)立發(fā)現(xiàn)。該環(huán)循環(huán)往復(fù)且無(wú)止無(wú)休，因此，被定義為無(wú)限大“∞”的同時(shí)，也象征亙古永恒。借由莫比烏斯環(huán)的無(wú)限之環(huán)概念來(lái)設(shè)計(jì)橋體結(jié)構(gòu)，以此彰顯的恰恰是，成都發(fā)展的無(wú)限可能性和開(kāi)放發(fā)展的廣闊胸懷。上層像彎眉，下層則似微笑，作為連接兩大板塊的重要橋梁，五岔子大橋在結(jié)構(gòu)形式上分兩幅橋進(jìn)行設(shè)計(jì)：上游橋?yàn)橹鳂?，下游橋?yàn)楦睒?，主、副橋間通過(guò)連接通道相接。主橋在上，坡度適宜，是連接兩岸綠道可供自行車(chē)順利通過(guò)的橋體，同時(shí)也符合殘疾人通行規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了功能與形式的統(tǒng)一，也極具人文情懷。

圖12 成都五岔子大橋Fig.12 Wuchazi Bridge in Chengdu

北京永定河大橋(圖13)，是雙塔斜拉橋，橋梁標(biāo)準(zhǔn)寬度47 m，高塔120 m，低塔73 m，高塔和低塔的傾斜交代分別為60°～78°和73°～80°。兩座高低索塔采用傾斜空間異形門(mén)式塔，意為“和力之門(mén)”，將成為連接起城市和自然的和諧之門(mén)。從受力示意模型圖上看，雙塔形如兩個(gè)面對(duì)面坐在地上的人，雙腳互抵，手拉鋼索，各自傾力后拉；背后，又有人在用力拽拉鋼索。從永定河上側(cè)看“和力之門(mén)”，更切近漢字“人”，那種動(dòng)感的張力，是對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化的有力傳承。這樣生動(dòng)的構(gòu)圖思想，將建筑化的形象語(yǔ)言注入橋梁結(jié)構(gòu)，充實(shí)了橋梁的結(jié)構(gòu)形態(tài)表現(xiàn)形式。

圖13 北京永定河大橋Fig.13 Yongdinghe Bridge in Beijing

湖北秭歸長(zhǎng)江大橋(圖14)是目前世界上最大跨度鋼箱桁架推力拱橋，2019年9月通車(chē)。該大橋通車(chē)后，能實(shí)現(xiàn)滬蓉高速、滬渝高速相互連通，有效串起了神農(nóng)架、昭君故里、屈原祠、武陵山、張家界等景點(diǎn)，將長(zhǎng)江三峽、神農(nóng)架、武當(dāng)山三大世界級(jí)景點(diǎn)連成一體，對(duì)促進(jìn)鄂西地區(qū)旅游和三峽庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。橋梁主跨531.2 m，規(guī)模大，體量巨，是典型的環(huán)境視覺(jué)中心。在設(shè)計(jì)上，該橋沒(méi)有任何冗贅的造型，專(zhuān)注于橋梁結(jié)構(gòu)自身功能的科學(xué)合理性，從結(jié)構(gòu)力學(xué)原理的角度有力地闡述了橋梁美學(xué)的極致內(nèi)涵：最合乎力學(xué)原理的橋梁結(jié)構(gòu)即是最美麗的橋梁。該橋主拱優(yōu)美的弧線采用靚麗的中國(guó)紅，橋面欄桿及中央分隔帶的色彩也以紅色為呼應(yīng)，隆重而喜慶是該橋美學(xué)設(shè)計(jì)的點(diǎn)睛之筆。

圖14 湖北秭歸長(zhǎng)江大橋Fig.14 Zigui Yangzi-river bridge in Hubei

已經(jīng)合龍的江蘇滬通長(zhǎng)江大橋(圖15)，大橋全長(zhǎng)11.072 km(其中公鐵合建橋梁長(zhǎng)6 989 m)，主橋?yàn)榭鐝? 092 m的鋼桁梁斜拉橋結(jié)構(gòu)，是世界上首座超過(guò)千米跨度的公鐵兩用橋。以大橋巨大的體量，將無(wú)可爭(zhēng)議地成為地標(biāo)性橋梁。整個(gè)橋塔采用鉆石型，上塔柱采用人字型，塔身線條圓潤(rùn)柔和，傳力路徑順暢，充滿力感。橋梁主塔、橋墩、欄桿、中央分隔帶采用高雅的材料本色，在落日的余暉襯托下，顯現(xiàn)出歡快的明黃色，襯托著桁架主梁極具自然生命感的淡綠色，使橋梁猶如一條雄偉的巨龍臥于長(zhǎng)江之上。憑借自身的超大規(guī)模，該橋再次詮釋了橋梁結(jié)構(gòu)美的真諦：功能與美學(xué)是辯證統(tǒng)一的，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的橋梁會(huì)完美地闡釋橋梁美的內(nèi)涵。

圖15 江蘇滬通長(zhǎng)江大橋Fig.15 Hutong Yangzi-river bridge

山東淄博潭溪山玻璃橋(圖16)為世界首例無(wú)背索斜拉弧形玻璃橋，建于潭溪山頂海拔700 m的崖壁之上，橋面跨度117 m，懸空高度101 m，外弧最大半徑90 m，橋面寬度2.45 m；梁下方無(wú)鋼架支撐，極具動(dòng)感與美感。該橋造型設(shè)計(jì)理念獨(dú)特，拱塔與主梁線形呼應(yīng)，猶如一只俯瞰大地的智慧之眼。晴天時(shí)，藍(lán)天和白云的倒影鋪滿玻璃橋面，有踏云而行的快感；云霧天氣時(shí)，玻璃橋則在霧中若隱若現(xiàn)，宛如海市蜃樓，使觀眾如同進(jìn)入了夢(mèng)幻般的未來(lái)。整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與造型設(shè)計(jì)有機(jī)融合，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)者對(duì)結(jié)構(gòu)理念完美的理解，把橋梁結(jié)構(gòu)自身的美感完美地通過(guò)力學(xué)原理表達(dá)出來(lái)。該橋集觀光、旅游、休閑于一體，也代表了中國(guó)景觀橋梁發(fā)展的一個(gè)方向。2019年，該橋獲英國(guó)工程師協(xié)會(huì)人行橋結(jié)構(gòu)獎(jiǎng)。

圖16 淄博玻璃橋Fig.16 Glass bridge in Zibo

說(shuō)起最近幾年的代表性橋梁，就不得不提享譽(yù)世界的港珠澳大橋(圖17)。大橋全長(zhǎng)55 km，連接著香港大嶼山、澳門(mén)半島和廣東省珠海市，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，就好像是一條蛟龍蜿蜒騰越在蔚藍(lán)色的海面上。該橋不僅各方面技術(shù)水平世界領(lǐng)先，在設(shè)計(jì)理念上也走在了國(guó)際前列。作為代表國(guó)家對(duì)外開(kāi)放的門(mén)戶工程，該橋處處體現(xiàn)出中國(guó)人民對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化的繼承、對(duì)地球生態(tài)環(huán)境的尊重和擁抱世界各方文化的胸襟。青州航道橋(圖17(a))，塔頂剪刀撐吸收“中國(guó)結(jié)”文化元素，將最初的直角、直線造型“曲線化”，使橋塔顯得纖巧靈動(dòng)、精致優(yōu)雅。江海航道橋(圖17(b))，橋塔整體造型優(yōu)美，親和力強(qiáng)，主塔塔冠造型取自“白海豚”元素，輕盈靈動(dòng)，是實(shí)用性與美觀性的完美結(jié)合，是理性與感性的全情交織，與海豚保護(hù)區(qū)的海洋文化相結(jié)合，具有強(qiáng)烈的地標(biāo)韻味，是港珠澳大橋的重要標(biāo)志性建筑之一。九洲航道橋(圖17(c))，主塔造型取自“風(fēng)帆”，寓意“揚(yáng)帆起航”，造型設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、流暢、大氣，與江海直達(dá)船航道塔身形成序列化造型效果，透露出強(qiáng)烈的力量感，與藍(lán)天白云、伶仃海面渾然天成，具有強(qiáng)烈的地標(biāo)韻味。港珠澳大橋的設(shè)計(jì)建設(shè)理念和精神必將深深影響今后中國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)。

圖17 港珠澳大橋Fig.17 Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge

近年來(lái)，許多結(jié)構(gòu)合理、造型優(yōu)美的橋梁在世界各地修建，限于篇幅，不再一一介紹。中國(guó)作為基建大國(guó)，廣大設(shè)計(jì)者在實(shí)踐中努力開(kāi)創(chuàng)橋梁設(shè)計(jì)的新理念，把橋梁造型與實(shí)踐美學(xué)完美結(jié)合，充分體現(xiàn)了中國(guó)橋梁技術(shù)的先進(jìn)性和橋梁建設(shè)者勇于開(kāi)拓進(jìn)取的創(chuàng)新精神，為橋梁事業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

3 橋梁美學(xué)教育

對(duì)橋梁工程人員進(jìn)行美學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，是提升橋梁美學(xué)質(zhì)量的長(zhǎng)遠(yuǎn)保障。教育界在積極行動(dòng)，努力培養(yǎng)具有美育思想情懷的后繼接班人。楊春健等[24]在“中國(guó)古典園林中的橋”的研學(xué)課程中，通過(guò)頤和園的調(diào)查、動(dòng)手實(shí)踐等活動(dòng)實(shí)現(xiàn)了“研與學(xué)”的有機(jī)融合，學(xué)生自主合作、嘗試探究、點(diǎn)撥評(píng)價(jià)等形式貫穿研學(xué)過(guò)程的始終，學(xué)習(xí)充滿了研究性，是中等教育向?qū)I(yè)教育轉(zhuǎn)化的一個(gè)探索。

中國(guó)多所高校，如西南交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、大連理工大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)等，相繼開(kāi)設(shè)了《橋梁美學(xué)》、《橋梁概念設(shè)計(jì)》等相關(guān)美學(xué)美育課程，旨在培養(yǎng)具有藝術(shù)鑒賞力及創(chuàng)造力的工程專(zhuān)業(yè)人才。梁艷等[25]對(duì)《橋梁美學(xué)》通識(shí)課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探討。以建設(shè)“雙一流”大學(xué)和“金課”建設(shè)為契機(jī)，專(zhuān)注于課程設(shè)置和教學(xué)模式的改革創(chuàng)新，結(jié)合當(dāng)前社會(huì)環(huán)境及學(xué)生關(guān)注的熱點(diǎn)，充分利用工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)體模型、工程實(shí)踐、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、社交平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)視頻、傳統(tǒng)優(yōu)秀教學(xué)方法等教學(xué)方式和手段，積極探索工程類(lèi)通識(shí)課程課堂的教學(xué)模式。梁艷等[26]也對(duì)土木工程專(zhuān)業(yè)新型綜合課程《橋梁美學(xué)》教學(xué)改革與實(shí)踐做了一些建設(shè)性的工作。教育觀念的改變，必將促進(jìn)中國(guó)橋梁美學(xué)的發(fā)展邁向新的臺(tái)階。

4 結(jié)論

通過(guò)總結(jié)過(guò)去幾年橋梁美學(xué)的發(fā)展，不難發(fā)現(xiàn)，相較于20世紀(jì)末，純粹對(duì)橋梁美學(xué)理論的研究正逐漸減少，理論服務(wù)實(shí)踐并在實(shí)踐中逐步完善。在這個(gè)信息化的時(shí)代，筆者認(rèn)為，橋梁美學(xué)的發(fā)展可從以下幾個(gè)方面開(kāi)展工作：

1)橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)與橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是辯證統(tǒng)一體，今后應(yīng)加強(qiáng)兩者在設(shè)計(jì)過(guò)程中的協(xié)同工作，并從理論上繼續(xù)加以研究。

2)對(duì)橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)理論的研究與建筑美學(xué)理論的銜接將會(huì)更加緊密。

3)借助信息化技術(shù)，如BIM、人工智能等，使橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐有機(jī)對(duì)接。

4)在橋梁概念設(shè)計(jì)階段，為橋梁注入人文情懷，注重橋梁景觀與環(huán)境設(shè)計(jì)，仍是未來(lái)發(fā)展的重要方向。

5)及時(shí)總結(jié)橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中的美學(xué)思想，也是工程人員應(yīng)有的情懷和責(zé)任。

6)注重橋梁美學(xué)性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，杜絕片面追求標(biāo)志性景觀橋梁而脫離實(shí)際的現(xiàn)象，仍是當(dāng)前各方義不容辭的責(zé)任。

7)對(duì)橋梁美學(xué)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)，目前還處于起步階段，教育界還需做更多工作。