淺論景觀橋梁創(chuàng)新設(shè)計(jì)要點(diǎn)

王一鶴

中都工程設(shè)計(jì)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(guó)各行業(yè)的發(fā)展速度和方向，同時(shí)關(guān)系到我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展進(jìn)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(jì)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(jìn)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(jì)的工程需求也隨之提升。設(shè)計(jì)師一方面需要解決功能為主的設(shè)計(jì)；另外一方面需要滿足大眾對(duì)美的需求。例如在實(shí)踐的過程中，橋梁的景觀特點(diǎn)之一是每一個(gè)城市里橋梁所跨越的河流都會(huì)給大家一種似曾相識(shí)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(dāng)?shù)爻蔀榫坝^區(qū)域行人所關(guān)注的焦點(diǎn)。因此在設(shè)計(jì)的路徑中，需要關(guān)注建筑與周圍環(huán)境的有機(jī)融合，以此來達(dá)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(jì)的質(zhì)量和高度都會(huì)影響著一代代人。從本質(zhì)上看，景觀橋梁工程在實(shí)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(shì)下的發(fā)展潮流。BIM可以在精準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，找到自身和橋梁工程之間的契合點(diǎn)。最后，對(duì)于從古羅馬時(shí)代就已明確的以“實(shí)用、堅(jiān)固、美觀”為基本原則的工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師如何把握好三者之間的平衡，也是一個(gè)永恒的命題[1]。

2 景觀橋梁創(chuàng)新設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 注重創(chuàng)新設(shè)計(jì)手法

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

仿生學(xué)設(shè)計(jì)從其字面角度可理解為仿造生物形態(tài)的設(shè)計(jì)，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(yùn)用到工程建設(shè)中去。運(yùn)用仿生學(xué)理論設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，如拱形結(jié)構(gòu)，可參考脊椎動(dòng)物的骨架結(jié)構(gòu)，抗壓能力強(qiáng)，形態(tài)動(dòng)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(jì)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(qiáng)度和延性；在橋梁造型抗風(fēng)設(shè)計(jì)方面，通過對(duì)樹干、魚類的流線外形的模仿進(jìn)行主梁和主塔的設(shè)計(jì)，減小橋梁所受風(fēng)阻，保障安全的同時(shí)也節(jié)約了造價(jià)。

地域性設(shè)計(jì)則是指每一處橋梁的建設(shè)都可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐奈幕}絡(luò)進(jìn)行針對(duì)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(guó)建設(shè)中扮演著重要的角色?？陀^而言，雖然仿古式橋梁確實(shí)具備并彰顯了中國(guó)的地域性，但中國(guó)傳統(tǒng)基于木結(jié)構(gòu)的建筑風(fēng)格、語(yǔ)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(shí)代橋梁建設(shè)的重難點(diǎn)。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(jiǎn)潔、實(shí)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(jì)去探討研究的。

2.2 合理運(yùn)用建筑信息模型

在參數(shù)化設(shè)計(jì)大行其道的當(dāng)下，橋梁設(shè)計(jì)的語(yǔ)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(jì)進(jìn)行對(duì)比可以看到，設(shè)計(jì)師可以結(jié)合實(shí)際情況，使用Revit等BIM軟件進(jìn)行三維實(shí)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(jì)算出城市景觀橋梁深化設(shè)計(jì)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(xì)化技術(shù)，增加工作效率，減少出錯(cuò)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(dòng)化的工程量的計(jì)算，計(jì)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(duì)其他的方面實(shí)施合理的統(tǒng)計(jì)和計(jì)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(shí)用、堅(jiān)固、美觀”的設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)師如何把握好三者之間的平衡，也是一個(gè)永恒的命題。而在實(shí)踐過程中，“堅(jiān)固安全”與“造型美觀”這兩大原則，時(shí)而存在嚴(yán)重矛盾，時(shí)而互相協(xié)調(diào)促進(jìn)。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(shí)，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(qiáng)文化自信的需要，卻也不得不缺失了一種“真實(shí)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(duì)于工程設(shè)計(jì)而言難能可貴，且成效明顯。以西班牙橋梁設(shè)計(jì)師卡拉特拉瓦為例，其設(shè)計(jì)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(bǔ)了另一端所缺失的鋼索拉力，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)形態(tài)、橋梁結(jié)構(gòu)自身邏輯等進(jìn)行了一系列的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。也正因此，現(xiàn)代景觀橋梁設(shè)計(jì)中，要根據(jù)各方面的設(shè)計(jì)需求，積極發(fā)揮結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在橋梁的景觀和觀賞性地位愈來愈高的當(dāng)代背景下，設(shè)計(jì)師可以注重創(chuàng)新設(shè)計(jì)手法，合理運(yùn)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(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)新時(shí)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。