桥梁美学课件 第11章 桥梁景观小品

第十一章桥梁景观小品在我国“双碳”战略背景下，可持续发展理念深入人心，绿色建筑材料和新兴技术在桥梁设计中的应用日益受到重视。桥梁不仅承载着行人的匆匆步履，更承载着可持续发展的理念与对生态环境的深刻敬畏，成为现代景观设计中极具代表性的艺术作品。本章主要介绍竹结构、木结构和3D打印技术在景观桥梁中的应用。11.1引言11.2竹结构景观桥作为现代景观设计的重要组成部分，竹结构桥梁不仅具备独特的美学价值，更深刻体现了人与自然和谐共生的理念，成为生态建筑的典范。竹子的天然纹理和色泽赋予桥梁一种自然美感，这种美感与周围环境相交融，营造出宁静而和谐的氛围。竹材作为卓越的天然建筑材料，因其独特的生长特性和优异的力学性能而备受青睐。生长特性：凭借3-5年短生长周期与可再生性成为可持续建筑核心材料。力学性能：竹材具有优异的抗压和抗弯性能，因而竹材能够在应对复杂的结构需求时，展现出极高的可靠性与稳定性。竹

林11.2.1材料特征1)编织织理11.2.2原竹组织形态线状织理网状织理有序无序原竹的组织形态以编织织理为核心，是竹材在建筑及艺术领域应用基础。在形式上，编织织理主要有线状织理和网状织理两大类：线状织理以单向受力特性为核心，通过并列织理与错列织理实现结构与美学的统一，其方向性线条兼具力学效率与动态美感。网状织理分为有序编织与无序编织，前者注重功能导向，后者突破传统，拓展竹材在建筑表皮与空间界面的艺术表现维度。线状织理网状织理有序无序竹结构节点采用绑扎连接与竹销连接两类工艺：绑扎连接凭借轻质可拆卸优势实现快速装配与经济性，但存在材料断裂风险影响整体稳定。竹销连接通过仿螺栓式打孔避节塑造统一美学，却因局部应力集中导致受荷不均，制约其在现代大型竹构中的广泛应用。a、绑扎连接b、竹销连接2)编织织理(1)灵活编织固定编织节点以钉接与钢构件连接为主导：钉接即通过长零件对原竹进行穿透连接，尤其是螺栓连接，能够实现更强的连接效果，有效传递拉力与压力。钢构件连接则通过编织体与钢节点构件的结合，再与其他构件钉合，具有连接牢固、整体结构无明显集中应力等优势。a、螺栓-水泥连接b、钢构件连接(2)固定编织11.2.3结构形式梁承式结构是竹桥设计中最为常见的结构形式，具备良好的抗弯和抗压能力。主要应用于古镇或景区，以其古朴的色泽和自然的美感，与古镇的历史与文化环境相融合，与景区的自然风光相得益彰。a、古镇竹桥b、景区竹桥1)竹梁承式结构竹拱桥结构适用于大跨径和高承载要求的场景。力梁型竹拱桥结合了拱桥和梁桥的特点，兼具拱的承重优势与梁的跨越能力。拱桥优雅的造型不仅增强了桥梁结构美感，更与自然环境共存，展现出深厚的文化底蕴。a、传统竹拱桥b、力梁型竹拱桥2)竹拱桥结构3)竹廊桥结构a、竹木廊桥b、竹混凝土木廊桥竹廊桥的基本组合单元常以六根“井”字形布置的杆件构成，利用摩擦力实现构件之间的紧密配合，无需钉铆。竹廊桥中竹子的天然纹理和色泽与自然环境相得益彰，呈现出一种质朴而和谐的美感。互承式竹桥充分利用竹材的特性，通过竹构件的相互支撑实现结构的稳定性与耐久性。互承式竹桥在视觉上显得轻盈灵动，且具备高强度和稳定性。互承式竹桥4)竹互承式结构5)竹-钢/混凝土组合结构a、竹-钢组合结构桥b、竹-混凝土组合结构桥竹材具备轻质和抗震性好的优势，钢材提供了优异的抗拉和抗弯能力，混凝土则确保了桥梁的稳定性和耐久性。竹-钢/混凝土组合结构桥梁是一种新型桥梁形式，提升了桥梁的强度与耐久性，同时实现了环保与可持续发展的目标。11.2.4典型案例悬岸飞桥的桥身采用"弧形上翼受拉+直线下翼受压"设计，精准解决竹材抗弯短板，形成"断桥"意象，展现了悬臂结构所特有的张力感，形成了一处独特的景观。安徽黄山悬岸飞桥1)安徽黄山悬岸飞桥一心桥以716根毛竹打造21m跨度下承式拱桥，主体采用原竹结构+竹排桥面，仅用少量螺栓/角钢加固，攻克竹材大跨抗弯难题。造型设计流畅优美，与周边的绿树、河流及建筑相得益彰，促进了桥梁与自然环境之间的互动与融合，展现了人类与自然共生的美好愿景。重庆渝北一心桥2)重庆渝北一心桥3)广州十字水生态度假村竹桥广州十字水生态度假村竹桥十字水竹桥实现混凝土浇灌原竹技术突破，以螺栓-水泥连接强化节点耐久性，主要受力构件采用混凝土填充竹筒捆绑结构提升横向抗压强度，其对称弧线结构融合力学稳定与美学设计，顶棚瓦作曲线呼应竹材形态并以通透竹材排列引导观景视线。世园会竹编桥以119.5米总长突破竹构尺度边界，采用变截面钢结构平衡大跨承载力与桥身轻盈感。桥梁呈现出灵动的曲线形态，勾勒出修长而富有张力的身姿，使桥梁兼具力量与柔美的特质。成都世界园艺博览会竹编桥4)成都世界园艺博览会竹编桥5)福建武夷山国家公园竹桥福建武夷山国家公园竹桥顺桥向斜桥向福建武夷山竹桥以圆竹-钢材组合双拱结构践行“山水竹韵”理念，通过标准化预制拼装技术实现快速建造与低环境干扰。通过生态融合设计使竹材天然肌理与武夷山森林山川无缝共生，彰显低碳绿色营建智慧。6)广州天人山水大地艺术园竹桥广州天人山水大地艺术园竹桥天人山水大地艺术园竹桥曲线形态兼顾了通行需求与视觉美感。上部骨架采用钢结构，满足必要承载要求并有效抵御当地的台风影响。阳光透过多层材料的缝隙，柔和地散射在桥面上，为游客提供了卓越的光影体验。11.3木结构景观桥11.3.1材料特征木材作为人类建筑史上最古老且最具代表性的自然材料。设计师依据使用需求、环境因素及美学目标精准选材，结合科学森林管理保障资源可持续供给。环保性能方面，木材的可再生特性与低碳足迹(相比钢材/混凝土)完美契合可持续发展理念。力学性能方面，木材展现高强度与良好韧性，通过现代加工技术大幅提升耐久性与承载力。木结构景观桥设计与承载方式多样化，结构形式包括梁承式结构、桁架结构、拱桥结构、廊桥结构及互承式结构等。11.3.2结构特征a、梁式木桥b、加拿大魁北克省Mistissini木桥冷硬的钢筋混凝土相比，木材的天然纹理和色彩，与周围自然环境相得益彰，更能营造出温馨的氛围，尤其适合于人行桥和小型景观桥。1)木梁承式结构2)木桁架结构a、江苏昆山农庄车行桥b、上海朱家角古镇景观桥木桁架结构桥以桁架为主要承重构件，其设计使各杆件以单向拉压受力为主，通过合理布置上下弦杆与腹杆应对结构弯矩和剪力。木材与桁架的结合赋予桥梁足够承载力和稳定性，同时实现视觉平衡协调，兼具功能与装饰性。木拱桥轻盈灵活，建造工艺通常采用传统的木工技术，如榫卯结构，展示了古老建筑智慧与精湛工艺的完美结合。通过拱形结构支撑传递荷载，以拱架为主要承重构件，有效将荷载从桥面传递至桥基。a、浙江宁波V-LanD甬江天地木拱桥b、南京漆桥老街木拱桥3)木拱桥结构木廊桥是一种富有功能性的桥梁形式，通常具有对称性，对称的设计理念使得其在功能与美学之间取得了良好的平衡。木廊桥兼具桥梁的通行功能与长廊的遮蔽特性。a、浙江泰顺三魁廊桥b、南京九间廊桥4)木廊桥结构上海金泽普庆桥5)木互承式结构互承式结构木桥利用相互连接的构件来分散荷载，从而增强桥梁的稳定性和承载能力。结构的精巧与复杂使其成为工程设计中的一大亮点，这种复杂的结构形式与木材的自然纹理相结合，产生了较好的美学效果。11.3.3典型案例1)广东古劳水乡侨一桥广东古劳水乡侨一桥“侨一桥”是一座精美的木结构景观拱桥，采用三根曲木大梁作为主结构件，在现场施工过程中通过“榫卯”连接与钢构螺栓的组合实现稳固的连接。该桥桥顶俯瞰呈方形，侧立面“上-左-右”外轮廓呈直线。2)江苏苏州胥虹桥江苏苏州胥虹桥胥虹桥横跨胥江古运河，造型简洁，与整个主题广场景观完美融合，是世界上跨度最大的单孔木结构现代拱桥。胥虹桥桥体使用的木材为赤松，全桥分成4段，通过技术手段将木材胶合、挤压，形成拱桥所需要的弧度。3)甘肃渭源灞陵桥甘肃渭源灞陵桥灞陵桥是一座气势恢宏的木质景观廊桥，紫红色的曲拱单孔桥如同彩虹般横跨于清源河之上，其桥身从两岸桥墩底部逐级升高，形成凌空而起的优美线条，整体结构高耸且悬挑，给人以陡峭而惊险的视觉冲击。飞虹桥为世界最大单跨纯木质桁架人行景观桥梁。两侧桥台采用混凝土灌注桩基础，构成重力式桥台，采用桁架结构体系，4榀跨度为99米的木制桁架组成，通过横杆、斜杠、腹杆及弦杆共同构成受力结构体系，支撑在两侧重力式桥台上。山东滨州飞虹桥4)山东滨州飞虹桥都江堰南桥是连接南街与复兴街的一座雄伟壮丽的廊式古桥。桥面上有各种彩绘、雕刻、彩塑以及书法楹联，被誉为“水上画楼”桥身增设了木雕及金柱上的对联，天棚采用彩绘天花与卷棚仿古天棚桥头的重檐上装饰有彩塑的珍禽奇兽和各种民间传说中的戏剧人物四川都江堰南桥5)四川都江堰南桥普庆桥是一座仿照宋代画家张择端所绘制的《清明上河图》中的汴水虹桥所建造的单孔木拱桥。桥体呈朱红色，左右两侧各嵌有5个狮头。

狮子憨态可掬，惟妙惟肖，象征着守护和力量，寓意桥木的稳固与安全。上海金泽古镇普庆桥6)上海金泽古镇普庆桥11.4园林景观桥园林景观桥的功能性主要体现在交通功能、分隔与组织空间功能、景观焦点功能和提供观赏视角四个方面。园林景观桥融合了自然美学与人文情怀，是连接人与自然的纽带。园林景观桥的设计应与周围环境相协调。园林景观桥的结构设计需满足功能性与美观性的双重要求。园林景观桥的设计还需考虑四季变化与不同天气条件下的景观效果。11.4.1功能属性园林景观桥的首要功能是连接园林中不同的区域，方便人们通行，引导游览路线。湖南长沙梅溪湖上的步行桥，又被称为中国结步行桥，中国结象征着幸运和繁荣。桥梁由直线形“散步道”和拱形“登山道”交错组成，连接了不同高度的多个平台，实现交通联系。湖南长沙中国结步行桥1)交通功能通过桥梁的设置，将园林空间进行划分和组织，形成丰富的景观层次与区域。浙江嘉兴西南湖公园景观桥，连接东边的旅游区和西边的社区。该桥建造过程中没有砍伐任何树木。钢制空中走廊涂装为鲜红色，与周围郁郁葱葱的绿色环境形成鲜明对比，让人享受了一场视觉盛宴。浙江嘉兴西南湖公园景观桥2)分隔与组织空间功能园林景观桥常常成为园林中的视觉焦点，吸引游客的目光，增强景观的吸引力与趣味性。江苏宿迁三台山花海空中栈桥是典型的体现景观焦点功能的案例。该桥为一座悬空的木质步道，沿山势与花海的轮廓蜿蜒而建，与周围自然环境相融合。江苏宿迁三台山花海空中栈桥3)景观焦点功能园林景观桥能够为桥上的行人提供独特的观赏视角，更好地欣赏园林的景色。浙江金华燕尾洲公园内的八咏桥，是一座钢结构景观步行桥。站在八咏桥上，游客可以尽情欣赏燕尾洲公园的美丽景色。桥下流水潺潺，两岸绿树成荫，四季风景各异。浙江金华八咏桥4)提供观赏视角园林景观桥的造型特征多样且富有表现力，其设计体现出自然与人文的和谐共生。11.4.2造型特征a、江苏昆山亭林公园拱桥b、上海韩湘水博园韩湘桥1)园林拱桥拱桥造型优美，曲线圆润，富有动态感，常见的如半圆拱、椭圆拱等。我国拱桥造型之美，种类之多，世界罕有。2)园林平桥a、上海韩湘水博园平桥b、江苏常州近园平桥平桥即桥面平坦的桥，常常设置在溪流或宽而不深的水面上，以石墩、木墩等做垂向支撑，桥面与水面或地面平行，桥面起伏较小，整体形象较为简洁大方，在横跨小溪流处展现了一种自然的朴素之美。廊桥结构多样，主要有明清风格的廊桥和木拱廊桥，其桥面上的廊亭可为行人提供遮风避雨及休息的场所。廊桥不仅是交通设施，还是一种具有极高美学价值的建筑，体现了中国古代建筑艺术的精湛技艺，是中国古代建筑艺术的珍贵遗产。a、苏州拙政园廊桥b、苏州双亭廊桥3)园林廊桥4)园林吊桥a、山东威海羊亭河湿地公园吊桥b、山东禹城徒骇河湿地公园吊桥吊桥作为一种柔性桥梁，其呈流线型设计的桥面不仅减少了风阻，悬挂在主塔上的主缆和吊索增强了视觉效果而显得轻盈而灵动。吊桥以悬挂的方式呈现，彰显了吊桥的结构美，游客在游览过程中能够体验到动感与冒险的刺激。折桥又被称作曲桥，折桥的桥面大多为平桥的形式，只是从平面上来看，桥身多有曲折，呈多段弯折形式。折桥一般有三曲、四曲、五曲乃至九曲之分，大多架设在园林水池之上，以分隔水面使之不显得单调。a、苏州拙政园折桥b、苏州畅园折桥5)园林折桥在园林建筑中，景观桥不仅承担着交通与承载的功能，更兼具为园林增添画境之美的装饰性功能。11.4.3结构特性a、苏州可园梁式桥1b、苏州可园梁式桥2梁式桥主要通过梁来承受荷载，尤其常见于平桥，传统园林梁式桥在承担交通功能的同时兼具古典园林与自然融为一体的意境美。1)园林景观梁式桥拱式桥适合于文化古城和水乡城市，且在受力特征上具有独特的优势，其拱圈结构通过受压，将竖向荷载有效转化为拱的内力，从而能够承受较大的荷载。a、江苏无锡蠡园映月桥b、安徽马鞍山采石矶拱桥2)园林景观拱式桥悬索桥是通过悬挂的大跨度钢缆支撑桥面的一类桥梁，其与自然生态完美融合，彰显了人与自然和谐共生的设计理念。在现代园林设计中，悬索桥常被用来营造一种现代感与未来感，创造出轻盈的景观效果。a、太原东山五龙城郊森林公园悬索桥b、贵州黄果树瀑布景区悬索桥3)园林景观悬索桥组合体系桥有多种受力方式，如拱梁组合、吊索与梁组合等。拱梁组合桥是以传统上承式拱桥结构为基础的新颖组合结构形式。钢箱梁与钢主拱的组合，远观如天边的彩虹，装饰于桥梁之上，赋予其独特的视觉魅力。a、浙江嘉善滨水公园梁拱组合桥b、厦门园林博览苑睿智桥4)园林景观组合体系桥11.4.4典型案例十七孔桥是一座连拱石桥，横卧在东堤与南湖岛之间。立面特征：石拱桥由桥面、拱圈、桥墩等部分组成。桥面特征：抛物线形，呈现长虹卧波的视觉效果。拱圈特征：呈对称分布，尺寸由中间向两边减小，产生极强的韵律感。北京颐和园十七孔桥1)北京颐和园十七孔桥2)江苏扬州五亭桥江苏扬州五亭桥五亭桥整体布局非常匀称，桥身两侧对称，五个小亭子分布在桥的两侧，亭与亭之间以短廊相接形成屋面，形成独特的五连拱形态。亭子顶端形式主要有圆顶和方顶两种形式，视觉层次丰富。3)北京颐和园玉带桥北京颐和园玉带桥北京颐和园玉带桥用汉白玉石琢成，桥面是双反向曲线，组成波形线桥型，配有精制白石栏板。双反向曲线增加结构的灵活性和美观性。玉带桥拱高而薄，形若玉带，弧形的线条十分流畅。4)江苏苏州拙政园小飞虹廊桥苏州拙政园小飞虹廊桥拙政园小飞虹廊桥造型秀美，曲线柔和，是一座精美的廊桥，其中朱柱、朱栏上承托弧形灰瓦卷棚顶，三跨石梁拱起并呈八字形。桥体下方的屋廊为朱红色，下横悬有木制匾额，写着“小飞虹”三字。檐枋下饰以倒挂楣子，桥面两侧为万字护栏，桥两端与曲廊相连。雁洲索桥以民间吊桥和四川都江堰过江索桥为灵感，采用三跨式悬索结构，通过两岸水阙固定六根高强拉索搭建而成。桥身舒展的弧线设计，尽显优美形态与亲水特色。湖北武汉雁洲索桥5)湖北武汉雁洲索桥6)河南郑州园博园豫州桥河南郑州园博园豫州桥豫州桥是一座七孔连拱景观长桥，其设计理念借鉴于《清明上河图》中的虹桥，主体为钢筋混凝土结构，桥梁铺装为荔枝面古典灰花岗岩，桥梁两侧设置有花岗岩石材栏杆，人工雕刻花纹。11.53D打印景观桥3D打印景观桥的建造依托于增材制造技术，将数字设计的三维模型转化为物理实体结构。3D打印桥梁可根据特定的环境条件与使用需求进行优化设计，打破了传统标准化解决方案的局限，桥梁能够更好地融入周围自然与人文景观。3D打印桥梁的建造，通常是采用机器人或自动化设备，通过基于挤出的逐层堆叠可打印材料来实现，不仅提高施工效率，还能显著减少材料浪费。部分项目更是运用了特殊角度的打印技术，以替代传统的水平层叠，增强了结构的强度与稳定性，从而确保桥梁在使用过程中的安全性与耐久性。①形式与功能的融合②材料的选择与质感③环境与景观的互动3D打印技术的应用为设计师提供了创造复杂且独特几何形状结构的可能性。3D打印景观桥通常采用创新材料，如高性能混凝土、金属合金或热塑性复合材料等。景观桥作为环境的一部分，需要桥梁与周围的自然景观和人造景观协调一致。④创新与技术的展示⑤人体工程学与用户体验⑥文化与历史的体现3D打印桥梁不仅是功能性结构，更是先进建造技术应用和创新工艺展示的载体。桥梁不仅是视觉对象，更重要的是其作为交通设施的功用，需要关注使用者的实际体验。在3D打印景观桥的设计中，融入文化元素或历史背景，表达地域文化或纪念历史事件。11.5.1美学分析11.5.2基本特征3D打印景观桥常见的四个方面包括打印材料、截面形式、建造方式及平面布置形式。高性能聚合物混凝土金属合金1)打印材料打印材料包括高性能聚合物、混凝土和金属合金。高性能聚合物以热塑性复合材料为典型代表，轻质和抗腐蚀。混凝土应用最广泛，高强度和耐久性。金属合金使用粉末烧结或熔融沉积成型等技术。截面形式包括蜂窝结构、中空管状结构、格栅结构和仿生结构。蜂窝结构为均匀分布的轻质高强六边形单元。中空管状结构具有轻量化的特点，减少材料用量。格栅结构为网格布局，减少材料用量，提高桥梁刚度。仿生结构是模仿自然界生物结构，实现高效力学性能和多功能。蜂窝结构中空管状结构格栅结构仿生结构2)截面形式建造方式包括整体打印、分段打印、现场打印和工厂预制。整体打印：一次性打印整座桥梁。分段打印：分段打印后在现场组装。现场打印：直接在桥梁位置进行打印。工厂预制：工厂打印，运输现场拼装。整体打印分段打印现场打印工厂预制3)建造方式平面布置方式包括直线形、弧形或S形、折线形和环形。直线形具有直观简洁、结构简单、施工方便的特点。弧形或S形可以适应地形和景观需求，优美流畅，融入自然环境，增加桥梁长度，提升景观效果。直线形弧形或S形4)平面布置方式平面布置方式包括直线形、弧形或S形、折线形和环形。环形中心突出、视野开阔，可以实现360°的景观视野和交通疏导。折线形是由多个直线段组成，整体呈折线状，线条明快，富有变化，可适应复杂地形。4)平面布置方式折线形环形11.5.3经典案例1)上海桃浦中央绿地3D打印景观桥上海桃浦中央绿地3D打印景观桥2019年1月，一座运用3D打印技术完成的一次成型、最大跨度、多维曲面的高分子材料景观桥在上海普陀区桃浦中央绿地落成。桥梁材料采用了在ASA中加入一定比例的玻璃纤维能够承受长期的日晒雨淋。2)福建泉州3D打印景观桥福建泉州3D打印景观桥2019年6月，在泉州百崎湖生态连绵带采用高分子材料3D打印技术建造了一座新桥梁，较传统混凝土灌浆法缩短了一半以上的施工周期。强度上不逊于钢筋混凝土，每平方米可承受2kN的压强。3)成都驿马河公园3D打印桥——流云桥流云桥2021年2月8日，我国第三座超大型高分子材料3D打印桥——流云桥，在成都驿马河公园卧云泽景观湖上落成，其尺寸更大、造型更优美且工艺更完善。桥梁采用分段打印、现场拼装的施工方式，使用三维激光点云扫射检测技术，仅用了35天便完成了全部3D打印工作。上海智慧湾科创园3D打印混凝土步行桥，借鉴了中国古代赵州桥的单拱结构。设计采用三维实体建模，桥栏板形似飘带，与桥拱共同构筑出轻盈优雅的形态。桥面板采用珊瑚纹，填充细石，形成园林化的路面，体现了3D打印技术在传统桥梁设计中的创新应用。上海智慧湾科创园3D打印混凝土步行桥4)上海智慧湾科创园3D打印混凝土步行桥河北工业大学3D打印“赵州桥”5)河北工业大学3D打印“赵州桥”2019年10月，河北工业大学北辰校区落成了装配式混凝土3D打印赵州桥，并于2020年获得“最长的3D打印桥”吉尼斯世界纪录称号。该桥以河北赵县赵州桥为原型，按照1:2缩尺打印后现场组装，展现了古今建筑技术的完美结合。6)南京浦口高新区3D