桥梁设计的美学考虑.pdf

桥梁设计的美学考虑 牛润明 张耀辉 石家庄铁道学院土木分院 石家庄 050043 摘 要 随着现代化城市 道路 景观的发展 桥梁的美观愈来愈受到人们的关注 该文 论述了桥梁美学的基本法则及美学设计的基本手法 包括桥梁结构设计 景观设计等等 关键词 桥梁美学 景观设计 环境协调 1 前言 桥梁美学是桥梁科学技术和美学的结合 随着 我国经济的发展 科学技术的进步和城市各项交通 事业的发展 人们对桥梁建筑提出了更高的要求 优 秀的桥梁建筑不仅揭示了人类社会的发展 体现出 人类智慧与伟大的创造力 而且往往成为时代的象 征 历史的纪念碑和游览的胜地 纵观世界各国的 大城市 常以工程雄伟的大桥作为城市的标志与骄 傲 如我国的赵州桥 距今已有一千三百多年的历 史 仍不失为桥梁设计中融功能 技术 经济 美观于 一体的典范 并在1991年被美国土木工程学会评为 国际土木工程里程碑建筑之一 国外如悉尼港钢拱 桥 美国的布鲁克林桥 旧金山金门大桥等 都体现 了其在人类生活环境中所产生的精神作用与美学价 值 因而桥梁建筑已不单纯作为交通线上重要的工 程实体 而常作为一种空间艺术结构物存在于社会 之中 因而研究 设计和建造结构合理 造型美观新 颖的桥梁结构 是交通建设发展的迫切需要 2 桥梁美学设计的特点 桥梁主要用于交通负荷 跨越障碍 这是它的基 本功能 同时 如单纯地把装饰当作美的法宝而不注 重其实用价值 也算不上真正的美 正确的桥梁审 美观点是功能 技术 经济与美观融合一体 共同作 用 美寓其中 桥梁美学设计应从以下几方面着手 2 1 桥梁各部构造形象 桥梁本身各部构造的形象宜简洁纤细 流畅明 快 以使快速运动着的人们在瞬间的最初一瞥中得 到 明确 的印象 否则 将是一团模糊或令人眼花 缭乱 所以 简洁纤细 流畅明快应当作为现代桥梁 美学设计的一项原则 它既适用于主体造型 也适用 于细部构造和各种设施 如栏杆等 2 2 桥梁与周围环境的协调 环境协调是指桥梁与其周围自然环境 城镇环 境 临近建筑物及附近其他桥梁的相互协调关系 桥梁作为环境的一部分 除了自身的形式美外 与周 围环境的协调是桥梁美因素中很重要的问题 2 3 绿化环境等景观设计 桥梁景观设计是随着高速公路美学设计而诞生 的 通过景观设计 对桥梁周围景观进行保护 利用 或改善 从而使环境适应现代化的生产和生活需要 对于现代城市桥梁或城市附近的桥梁 采用人工绿 化措施是可行的 3 桥梁美学的基本法则 3 1 多样和统一 中国的美学理论中有 同 与 和 的论述 实质 上讲的是 同 与 异 的对立统一关系 美学要求在 多样性中求统一 也就是 异中有同 一座桥梁由 各部分组成 美学要求使之统一成为有机联系的统 一体 一座桥中的各部分 或一组桥梁中的各座桥 宜是多样的才更加美观 不应使各组成部分呈现出 离散 混乱 毫无秩序 没有互相呼应的状态 或呈现 多元中心的局面 美学中还要求统一中求多样 使 同中有异 譬如说 桥梁中的桥墩 栏杆 灯柱是最要求有划一 的构造部分 但如果在适当的部位 予以变化 则往 往可以取得更好的美学效果 3 2 协调与和谐 协调是一种手段 和谐则是其效果和目的 美 学要求把众多的 异 多样 的部分协调起来 使之 达到 和 即和谐的目的 桥梁美学中的协调处理 分为本身的协调 即个体协调 和桥梁与环境的协 调 即公共协调两类 本身协调是最重要的协调 主体美不需要靠不必要的装饰 而是靠主体形成自 然的美 本身协调是要求整齐而有秩序 在这一基 础上再使之表现出参差错落 富有韵律的变化 环 境协调是指桥梁与周围的自然环境 城镇环境 邻近 09 东 北 公 路 2003年 1995 2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co Ltd All rights reserved 建筑物及附近其它桥梁的相互协调关系 如著名的 澳大利亚悉尼歌剧院与在其之前建成的悉尼港钢拱 桥就是建筑物与已建桥梁相互协调成功的一个例 子 3 3 比例 建筑与桥梁美学中的比例是指以一定的比率在 建筑中寓有韵律地重复出现 一般包括三个方面 一是桥梁结构整体或局部的三维尺寸的关系 二是 桥梁结构整体与局部或局部与局部之间的三维尺寸 关系 三是桥梁结构实体部分与空间部分的比例关 系 桥梁在三维空间中具有和谐的比例关系 是桥 梁美必不可少的重要特性 现代桥梁建筑如此多姿 多彩 很大程度上决定于设计者选择的良好比例 3 4 对称 为使比率在桥梁中有秩序和富于韵律地出现 对称是所采用的一类具体方法 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 这 些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 5 韵律 韵律是艺术的精髓 美的最高标准 也是最难用 文字阐述和表达的 桥梁韵律可以这样表达 桥梁 形式的韵律是美学中诸相对面范畴间的关系 在整 体中作有规律的变化或重复 以得到动人的美感 4 桥梁结构的美学设计 4 1 梁式桥 大梁的上下翼缘和栏杆底所形成的水平线为桥 梁的力动感发挥着重要的作用 简支梁的设计常常 保持梁高不变而强调其左右发展的动势 这在创造 功能美方面是颇有成效的 梁高增大而又不希望减 弱其动势时 可在适当部位按适当间距加设垂直加 劲构件 或将装饰物设置在桥墩上部梁的宽阔侧面 上 曲线梁桥梁和桥面板都设计成曲线形 能产生 优美的动势 4 2 桁架桥 上弦杆 下弦杆对桥梁的动势起主要作用 必须 注意其整体形状 并强调其存在 桁架的高度变化与梁高的变化产生的效果相 同 桁架的高度变化宜采用上下侧同时变化的手法 它更能表现出动态美 也容易取得视觉上的平衡 4 3 拱桥 拱桥的动势表现在拱的优美弧线上 清新悦目 并有一种典雅的气质 其跨度越大 越能显示出富有 弹性的力的紧张感 拱的形状有圆弧拱 抛物线拱 悬链线拱 椭圆 拱 尖顶拱等 以抛物线拱最富有力动美 圆弧拱显 得最宁静 目前已有很多桥梁采用高次抛物线拱 很容易与梁的水平线协调 4 4 刚构桥 刚构桥构架的形状对其功能美有主要影响 减 小其断面 用少量构件形成简练的形态 有助于产生 力的紧张感 轻快感 此外 桥墩的形态应与梁的格 调相协调 4 5 斜拉桥 斜拉桥的力动美主要由加劲梁 主塔和主索来 体现 这种桥型水平方向特别长 而主塔和主索起 了协调作用 使之不会违背美的比例法则 取得纵向 和横向的和谐 高耸入云 气势非凡的主塔动势产生 高扬 的 功能 向上伸展的主塔动势和水平延伸的加劲梁动 势取得视觉上的平衡 构成整体上的力动美 主塔 的造型对桥梁的功能美带来巨大影响 过去多用H 型的索塔 近来常用钻石型 使斜拉索汇集于塔顶 增强了力动感 增加主塔高度 减少塔柱宽度 在搭柱上绘制纵 向线条等均可加强主塔的动势 此外 缆索的布置 也在一定程度上影响桥梁的外观 增加斜拉索数量 会在轻快中加强稳定感 5 桥梁与环境协调的美学考虑 5 1 桥梁形态与周围环境的协调 桥梁固定于一个地点 它和桥梁周围空间环境 一起处在人们生活空间之中 构成整体景观 根据 环境条件和桥梁规模的不同可进行相应的美学处 理 主要有以下3种情况 1 特大桥梁 由于它本身规模宏大 气势磅 礴 自然而然地就成为独立的景观 从而成为环境的 主要景观 这时 桥梁美学设计就可以对桥梁本身 美进行处理 使桥梁成为环境美的主体 也就是采用 强调法 2 桥梁规模不大 当地环境景观又已经形成 宜不再突出桥梁 以免影响环境协调 只能使桥从属 于已有景观 并互相呼应 也就是采用消去法 3 较为普遍的情况是需要做到桥梁与环境融 为一体 自然和谐 也就是采用融合法 有效地利用 自然和社会环境条件 使桥梁成为构成新环境的一 个要素 组合于周围总体景观和环境的画面中 例 19 第26卷第1期 牛润明 张耀辉 桥梁设计的美学考虑 1995 2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co Ltd All rights reserved 如 城市道路与高等级公路上的中 小桥梁就应尽量 使其与线路格调一致 从而使道路和桥梁自然融为 一体 5 2 桥梁与桥梁之间的协调 根据相邻桥梁间的距离 桥梁间的协调一般有 两种处理方法 1 若其间隔较大 则可采用多样而统一的方 法 如法国巴黎塞纳河上的众多不同样的3孔拱桥 德国莱茵河上杜塞尔多夫的众多不同式样的斜拉桥 等 成为某类桥梁的博物馆 2 对于相距较近的桥 如采用不同的形式 必 然会引起视觉混乱 而采用相同的形式 则能以复调 的韵律引起人们的注意 6 桥梁景观设计 6 1 色彩 色彩对桥梁美起着重要的作用 色彩既可使桥 梁增添姿色 也可使其形象受到损伤 桥梁色彩的 搭配谋求与周围的天然色彩或其他建筑物的色彩与 桥梁本身的颜色取得协调 配色时首先根据环境及桥梁本身的形象确定基 准色即主色调 然后搭配其他色彩 不要搞得眼花 缭乱 色彩繁杂 要注意整体上的统一 同时突出重 点 协调相同色 相似色及补色的平衡 舍去无用的 色 6 2 装饰 桥体表面有时需要加上雕刻或铸件等饰物 栏 杆 桥墩 桥台也一并进行装饰 国外流行的做法是 将装饰件设计成具有深刻内涵的结构 我国在桥体 装饰方面历史悠久 技艺独特 在国际上享有盛誉 例如四川泸县九曲河上有一座龙脑桥 桥墩上分别 雕刻有龙四条 雕刻工艺雄浑有力 形神兼备 远远 望去 恰似群兽出水 踏波戏浪 势不可挡 当然 已具备完美形式的桥梁 不必再进行装 饰 以免弄巧成拙 适得其反 6 3 人工绿化 以绿地 树木等改变环境景观设计是现代桥梁 的重要标志 人工绿化景观设计要有目的 因地制 宜地发挥绿化的功能和效益 对桥梁交通环境进行 绿化 其功能主要有3个方面 1 景观观赏功能 如美化桥头环境 使沿路 景观更加和谐 车行其间 给乘客以顺畅 赏心悦目 的感觉 2 有利于交通安全 绿树成行可起到诱导视 线的作用 如立交桥匝道的外侧成行植树 对行车就 是良好的诱导标志 3 环境保护功能 保护原有的植被 加强绿 化 有利于增加坡面稳定 水土保持 水土涵养 调节 气温和为鸟兽提供巢穴 绿化与隔音板等相互协调 配合 有利于减轻或缓和噪声的影响 有利于净化环 境 吸附空气中灰尘 吸收二氧化碳和其它有害气 体 有利于空气净化 为人类提供清洁 新鲜的空气 当然 桥上绿化一般要考虑经济造价的问题 但 从长远考虑 为了美化环境和保护环境的要求 适当 的绿化是可取的 总之 无论是人工绿化环境 还是 保护 利用天然植物 设计和施工人员都应认识到这 是建设现代化优美环境的一部分 应在桥梁美学设 计中付诸实施 以突出现代化桥梁的特色 7 结语 孙子曰 凡战者 以正合 以奇胜 故善出奇者 无穷天地也 不竭如江河 桥梁美学设计 无疑要遵 从世所公认的美学原则和借鉴美贯中外的范例 但 是 生套原则与盲目效仿并不能产生真正的美 只有 充分发挥形象与逻辑思维的综合能力 实现桥梁与 环境的有机结合和形式与功能的高度统一 寓意于 象 出奇创新 方能使桥梁具有夺天地之造化的永恒 魅力 参考文献 1 樊凡 桥梁美学 北京 人民交通出版社 1987 2 余丹如 桥梁美学漫谈 国外公路 1998 18 1 3 高振宇 桥梁设计与环境协调的美学考虑 铁道标准设计 2001 21 1 Aesthetics in Bridge Design Abstract Following the developing of modern cities roads and landscape the bridge beauty is paid more at2 tention by people The basic principles of