探究桥梁美学的设计办法

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1桥梁美学设计思路

对于桥梁美学而言，如果单纯将装饰作为美学法宝则未免太过单一。纵览古今内外，许多优秀的桥梁建筑，其结构本身的视觉效果均十分出色。本文从桥梁美学设计应具备的特点入手，对桥梁美学进行探讨。

1.1造型美、功能美和形式美

桥梁造型美、功能美和形式美主要体现在桥梁结构本身的设计上，大到桥型方案的整体效果，小到桥梁结构某个受力构件，如悬索桥、斜拉桥的桥塔，拱桥的拱肋(圈)，梁桥的梁体等。归纳起来，大致包含如下几点。

1)比例选择

一座桥梁，只有当其各部分的比例达到匀称和谐时，才能构成优美的形象。桥梁美学中的比例一般包括以下3方面。

(1)整体与局部的三维尺寸关系，即桥梁整体规模与各构件之间的协调关系。桥梁整体规模主要体现在桥梁的跨度、桥墩或塔身的高度上。桥梁的整体规模一旦确定，各构件的外形尺寸就应与整体规模相匹配，如拱桥拱圈(肋)的尺寸与拱桥的跨度、矢高匹配，斜拉桥、悬索桥桥塔尺寸与跨度匹配，连续刚构桥桥墩尺寸与桥跨、墩高匹配等。

(2)局部与局部之间的三维尺寸关系，具体体现在桥梁边、中跨比，拱桥的矢跨比及不同构件之间的协调关系等。桥梁的边、中跨比及拱桥的矢跨比是以其固有的功能关系和结构关系为桥梁美学前提的，必须在深刻了解桥梁结构内在规律的基础上去寻求桥梁体态匀称和比例和谐，决不能违背结构关系和力学原理。不同构件的外形尺寸也应根据其结构关系与力学原理体现出主次有别，如连续梁桥的跨中与支点的梁高、不同墩高的外形尺寸等。

(3)实体部分与空间部分的比例关系，即桥梁结构本身的通透性，其对于周边环境非常优美的桥梁特别重要，如园林建筑中的景观桥、景区中的跨江跨河桥等，我国的上海卢浦大桥、重庆菜园坝大桥、澳大利亚悉尼港大桥均是这方面的典范。如果桥梁结构本身过于繁杂，实体部分占据空间太大，则会使整个桥梁结构显得粗笨、压抑、毫无生气，让人一见即心生沉闷。

2)对称性

对称性是桥梁设计中常见的一种美学处理方法，对称分为镜面对称、平移对称、旋转对称、结晶对称和体量对称。镜面对称方式常用于我国园林中的景观拱桥中，其充分利用水的倒影效果，将水、桥、人与自然充分结合在一起，体现出一种如诗如画的意境。平移对称方式常用于姊妹桥设计中，其往往体现出中国文化中“同”的美感。旋转对称方式较少采用桥梁，原因在于旋转对称结构稳定性差，与桥梁本身所包含的功能及内在受力机理相悖。结晶对称和体量对称方式也常见于各类景观桥梁设计中。对称可以是完整的或不完整的，因为美学不是精确的数学，些许不完整性是允许的，有时还是显示其变化、活泼所必需的。

3)非对称性

对称的结构形式给人以稳重的感觉，而非对称形式在桥梁美学中的运用往往能起到出奇制胜的效果，给人以强烈的灵动感、张力感，体现出整个桥梁结构的活力，改变以往桥梁结构单调、呆板的感觉，如斜拉桥、悬索桥中常见的高、低塔及独塔结构，中、下承式拱桥中的高底拱圈(肋)、斜拉桥中的无背索体系等。桥梁采用非对称结构出发点往往不是根据结构受力特性确定，而是单纯地从人文景观效果出发，这就改变了传统的设计理念，将桥梁的景观要求放在了首位。如天津大沽桥，该桥全长154m，主桥为下承式系杆钢拱桥，由2个不对称拱圈构成，拱圈外倾角度采用1∶3，桥梁呈现出强烈的动感和视觉冲击效果。

4)构件外形

桥梁自身各部分构造的形象宜给人一种明显的美学心理暗示，如主梁的简洁纤细、流畅明快，或高耸桥塔的立体冲击感，平滑的拱肋曲线以及极富节奏感的吊杆排列等，不宜采用笨拙、粗糙的构件外形。构件外形并非指通过装饰手段所营造出的视觉效果，而是单纯的构件本身的外观，如城市立交常采用的花瓶墩、拱肋的抛物线形等。笔者认为，构件外形选用比较成功的例子有重庆千厮门大桥和东水门大桥(单索面斜拉桥)的桥塔。桥塔构思来源于钻石型外形，但又有别于常规桥塔。塔肢外缘采用圆弧曲线，向上呈流线型(非折线)收拢，取消常规钻石型桥塔塔顶，斜拉索采用塔肢合龙处的钢箱横梁锚固;下塔柱采用椭圆形断面形式呈流线型往塔底收拢，有别于常规钻石型桥塔采用塔肢在桥塔底座生根的处理方式，使整个桥塔呈现出圆润、通透、流畅的景观效果。