橋梁美學設計原則及應用淺析

紀盈舟

摘 要：如今橋梁結構體系已經(jīng)日趨完整成熟，很難再尋求突破，而橋梁造型卻有很大的發(fā)展空間。現(xiàn)代的橋梁不僅僅是跨越障礙的結構物，更是設計師和人們眼中的“藝術品”。本文就橋梁美學設計原則進行討論并結合實例探究其在橋梁上的應用和發(fā)展。

關鍵詞：橋梁造型;藝術品;橋梁美學設計原則

中圖分類號：U442.5? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2022）02-0153-04

1 引言

早在公元前1800年古巴比倫王國，就已經(jīng)有多跨的木橋出現(xiàn)，在那時，人們多是利用自然倒下的樹木來作為跨越河流的“橋梁”，僅僅是能使用;一直到后來的石梁橋和石拱橋，比如溫州龍灣的上岸橋、泉州的洛陽橋是我國現(xiàn)存的歷史悠久的石梁橋，北京的盧溝橋、河北趙縣的趙州橋是世界有名的古石拱橋，這時候的橋梁不僅僅是滿足了人馬通行的要求，更是在造型和一些細節(jié)上注重了許多;到了近現(xiàn)代，隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，混凝土橋和鋼橋成為了主流，各種橋型越來越趨于成熟和規(guī)范，橋梁數(shù)量激增，但不管是在外觀造型或者細節(jié)雕琢上都略顯單一、缺乏新意，更多的強調(diào)經(jīng)濟性和安全性，對于造型美學的挖掘還有巨大潛力。截至2020年末，全國共有公路橋梁91.28萬座，其中特大橋梁和大橋共126379座，其余為中小橋梁（詳見圖1）。

2 橋梁美學設計原則

造型作為藝術的語言，起源于“美的和諧”，演變于純粹與自覺[1]。人們學習語言的最終目的是去與他人進行溝通，藝術作品中的抽象的思想和情緒不斷地與橋梁設計師們進行靈魂上的碰撞，與他們的認知交互融合，最終形成了一座座在我們眼前的橋梁，作為語言溝通的“橋梁”，來往的人們就會與之產(chǎn)生情感共鳴，形成更高層面的內(nèi)在交流。橋梁呈現(xiàn)出來的造型隨著時間的推移，會經(jīng)過自然和歷史的考驗，展現(xiàn)出強大的藝術生命力[2]。

安全、適用、經(jīng)濟、美觀、耐久、環(huán)保是我們常常談到的橋梁設計基本原則，而對于橋梁美學設計原則，則更注重于協(xié)調(diào)與特色的塑造，就如中國四大古橋（詳見表1），它們之所以經(jīng)久不衰，不僅僅是在外觀上能震撼到我們，更是承載了一個地區(qū)或者城市的文化;它們不僅在交通上服務于人民，也肩負了中華民族的先進文化，所以，一座設計“優(yōu)秀”的橋梁會成為文化和精神傳遞的紐帶，經(jīng)風歷雨，延綿不斷！

2.1結構布局穩(wěn)定合理

橋梁作為跨越障礙的重要承重結構，其結構布局的穩(wěn)定合理是一切美學設計的前提，這樣才會形成一個美學和力學完美結合的具有足夠強度和穩(wěn)定性的橋梁。橋梁結構設計要有很清晰的層次感，可以讓人們感到結構穩(wěn)固感，有利于增強行車和行人的交通安全感。比如，斜拉橋的橋塔如果設計成上寬下窄的倒三角，就會讓人感到結構有倒塌和傾頹的趨勢[3]，心里會產(chǎn)生驚慌，這就與美學設計相悖。

德國橋梁結構工程專家萊昂哈特說過：“結構必須使本身表示出單純、簡潔的形式，并給人以穩(wěn)定的感覺?；窘Y構的形式也必須和所用的材料相稱[4]?！睂Y構的創(chuàng)新都是建立在對力學的深刻理解上，這就要求結構要有很高的合理性，雖然結構簡單單純，但各個部件都參與受力，不會造成過多的浪費，反作用于橋梁的美感[5]。所以，穩(wěn)定合理的橋梁結構是美學設計的根基，在此基礎上才會衍生出完美的橋梁作品。

2.2和諧與多元相統(tǒng)一

2.2.1比例與對稱的靈活應用

橋梁的比例通常指的是其本身的三維尺寸的關系，以及橋梁整體與局部和周圍環(huán)境之間的關系，它與施工環(huán)境、技術和材料有密切關系，經(jīng)常由幾何分析法（以幾何圖形作為基礎來設計）和數(shù)學分析法（例如黃金分割法、動態(tài)勻稱法）來確定[6]。對稱在我們的生活中無處不在，對稱的結構不僅是美觀的存在，還讓人們感到它的堅定與穩(wěn)固。當然，也不能一味地使用對稱設計方法，適當加入一些非對稱元素會使整個結構顯得更加生動活潑。

2.2.2 韻律與節(jié)奏

韻律與節(jié)奏這兩個因素相輔相成，不可分離。它們衍生于大自然，就如溪流瀑布無時無刻不給人們展示著流水的聲音，適用到古代的詩詞歌賦中，句子內(nèi)部、句句之間的押韻與停頓也體現(xiàn)著詩人們對韻律與節(jié)奏的理解。在橋梁設計中，韻律與節(jié)奏體現(xiàn)在一種規(guī)律性，并不是雜亂無章的，通常有連續(xù)、交替、漸變和起伏等[7]。對于不同的橋型，會有不同的律動感體現(xiàn)，比如在連續(xù)橋梁中，既有等高度梁和墩柱，也有立面漸變的弧線箱梁，再如拱橋中的拱軸線和懸索橋的吊索以及橋梁梁體和顏色的漸變，這些都在體現(xiàn)著韻律與節(jié)奏的應用。它們對橋梁構件的空間排列起到了改善作用，不再是點線面的簡單組合，而是讓人們產(chǎn)生情感共鳴，是美學設計的重要一環(huán)。

2.2.3與環(huán)境和諧相融

這里的環(huán)境有兩層含義，既指外部的自然環(huán)境，也指橋梁結構的內(nèi)部環(huán)境。橋梁與自然相協(xié)調(diào)是我們美學設計的目的，我們通常會用強調(diào)、消隱、融合等方法來達到橋梁與環(huán)境的和諧[8]。突出橋梁的美，隱藏不和諧的部分，使兩者完全融合，才能達到和諧狀態(tài)。在橋梁結構內(nèi)部，細部構件與橋梁整體也應達到和諧相融的狀態(tài)，比如在一個文化氣息比較濃厚的地區(qū)建一座景觀橋，欄桿、路燈等也應該古色古香，要充分融入整座橋梁和周圍環(huán)境。

2.2.4色彩及裝飾

橋梁色彩對橋梁設計極其重要，它就像人們穿的衣服，不同顏色的衣服會讓人有不同的風格，而且合適的顏色會完美地展現(xiàn)出身材，對于橋梁亦是如此，不同顏色的橋梁會讓我們有不同的感受，色彩合適可以更好地融入環(huán)境，展現(xiàn)結構形態(tài)美，增加安全性，塑造地標。色彩的設計原則主要遵循安全原則、規(guī)劃原則、地域性原則和與環(huán)境相協(xié)調(diào)原則[9]。

如果說色彩是橋梁的衣服，那么橋梁裝飾就是搭配衣服的飾品，會給單調(diào)的氣氛增加一絲活潑。像傳統(tǒng)的裝飾方法主要通過一些木紋、石雕像等，木材的抗腐蝕性能較差，現(xiàn)在基本被舍棄，未來更多的是通過各種輕質(zhì)高強材料和圬工材料進行組合來進行橋梁裝飾。比如荊州的夏橋河大橋是一座17孔連續(xù)拱橋，用鋼龍骨上掛幕墻替代傳統(tǒng)實體裝飾側墻[10]，簡單美觀，節(jié)約成本，而且這些裝飾不參與主體結構的受力，后期的維護更換方便快捷。

2.3夜景及視點效果設計

隨著人們對美好生活需求的增加，夜間出行成為更多人的選擇，這就意味著橋梁夜景愈發(fā)重要，甚至要勝過白日景觀。作為現(xiàn)代橋梁，首先要考慮夜間照明，保證行車和行人安全。真正體現(xiàn)出橋梁美的是它的輪廓，所以設計時要用不同的顏色充分體現(xiàn)它的輪廓美，在不同的季節(jié)、不同的時間，采用不同的燈光。無論是在橋上還是在側面、空中，或者是由遠及近、由近及遠動態(tài)觀看，在設計時都應該考慮到，做到每個視角都能夠較好地體現(xiàn)出橋梁的特色，這樣才能營造出更好的觀感。像洪奇門特大橋，是一座雙塔對稱斜拉橋，在橋塔上加入了水滴和木棉花的元素，無論是靜態(tài)或是動態(tài)觀看都能較好地體現(xiàn)出該橋的特色美[11]。

2.4生態(tài)與文化分析

在可持續(xù)發(fā)展的今天，我們應該重視自然生態(tài)和人文生態(tài)建設。在設計和施工時，應該充分考慮與周圍事物相協(xié)調(diào)，不是去破壞，而是要保護，就如加拿大的班夫國家公園，在高速公路上修建了供野生動物通過的橋梁，這體現(xiàn)了人類對自然的保護和尊重。一座好的橋梁是蘊含文化的，融入當?shù)靥厣幕蔀槌鞘械牡貥私ㄖ?。譬如青島唐島海灣大橋，結合了當?shù)氐摹胺肌薄昂Ｑ笪幕钡瘸鞘刑厣?，設計了獨特的倒Y形塔柱的斜拉橋，充分展現(xiàn)了青島獨特的城市文化。橋梁經(jīng)常會成為一座城市的地標建筑，比如新中國建立后的第一座大橋武漢長江大橋，中國自己設計修建的第一座跨江大橋南京長江大橋以及現(xiàn)在的超級工程港珠澳大橋等等，都蘊含了當?shù)靥厣幕?，成為了城市標志?/p>

3橋梁美學應用實例

3.1蘭州中山橋

中山橋又名蘭州黃河鐵橋，是黃河之上最早修建的鐵橋，位于白塔山下，有“天下黃河第一橋”的美譽。1928年，為紀念孫中山先生，命名為“中山橋”。中山橋歷史悠久，從1909年通車到2004年改為人行橋再到現(xiàn)在，有110多年的歷史，極大地促進了黃河兩岸交通往來。

中山橋長234米，寬7.5米，有6墩5孔，橋上飛架5座弧形鋼架拱梁（如圖2），簡潔大方，鏗鏘有力，它宛如一條巨龍盤踞在黃河之上。粗細不等的直形和弧形的線條協(xié)調(diào)相應，給了人們很強的視覺沖擊，力量感十足。經(jīng)過燈光的修飾，夜晚的中山橋光彩奪目，充滿了活力。中山橋不僅是重要的交通樞紐，更是承載了蘭州的百年歷史，見證了蘭州城的發(fā)展，展現(xiàn)了蘭州人民不屈不撓的精神。

3.2港珠澳大橋

港珠澳大橋全長55千米，主橋長29.6千米，主要由三座通航橋、一條海底隧道、四座人工島等組成，成為港粵澳大灣區(qū)的“脊梁”，極大地促進了經(jīng)濟和文化的交流發(fā)展，被稱為“現(xiàn)代世界七大奇跡”之一，體現(xiàn)了我國強大的綜合國力。

三座通航橋自東向西依次為青州航道橋、江海直達船航道橋和九洲島航道橋。青州航道橋是一座雙塔雙索面斜拉橋，塔頂采用了傳統(tǒng)的“中國結”元素（如圖3），使橋塔顯得精致靈巧;江海直達船航道橋是一座三塔單索面航道橋，塔冠采用了“白海豚”元素，無論是從施工還是到后期的嚴格監(jiān)管，都極大地控制了對伶仃洋的污染和影響，充分保護了瀕臨滅絕的中華白海豚，體現(xiàn)了人與自然的和諧統(tǒng)一和此次工程的生態(tài)美;九州航道橋是一座雙塔單索面斜拉橋，則是采用了“風帆”元素，與另兩座橋相呼應，乘風破浪，揚帆起航。無論是從橋上、空中，還是從輪渡上觀看港珠澳大橋[12]，它都像一件精美的藝術品矗立在伶仃洋上，并與之完美融合，其中蘊含著大量的中國文化元素，成為港珠澳地標建筑。這為中國由橋梁大國走向橋梁強國打下堅實基礎！

4 結語

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平和人們審美水平的提高，冰冷的鋼筋和混凝土已不能滿足時代的要求，橋梁美學的重要性就變得更為重要。橋梁作為“美”的載體，經(jīng)過合適的比例與對稱、韻律與節(jié)奏、色彩與裝飾等一系列原則與方法的雕琢，通過合理的結構呈現(xiàn)出來，與環(huán)境完美和諧相融，并且傳達出中國文化、地域文化，形成一件件建筑界的“藝術品”。橋梁美學已經(jīng)逐漸被人們重視起來，未來也一定會有極大的潛力去不斷發(fā)展和創(chuàng)新！

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