威尼斯是久负盛名的国际旅游胜地，其建筑、绘画、雕塑、歌剧等在世界有着极其重要的地位和影响。威尼斯最广为人知的莫过于它水上城市的称号，威尼斯是由118个小岛组成的，177条河流（也称运河）蛛网一样密布其间。威尼斯现在虽然有铁路、公路、桥与陆地相连，但城市无供汽车与火车行走的道路，城市交通主要由水上的船舶承担，最有名的游船是贡多拉（图1）。除了数不清的小河外，最主要的航道是大运河（图2）。

图1 贡多拉

图2 大运河

威尼斯的岛屿由400多座桥梁连接。威尼斯的风景离不开水，也就离不开桥。蜿蜒连绵的水巷以及流动的清波，宛如含情脉脉的少女眼底倾泻着的温柔；河流上漂浮着高翘的小船，小船穿越过各种结构的桥梁，其中有梁桥也有拱桥，还有多孔连续桥；桥梁的建筑材料丰富多彩，有石、砖、木、铁、钢和混凝土等，使得桥梁质感各异；桥梁的色彩或明或暗，有红的、白的、黑的等不同颜色，无不与周围环境协调（图3）。

图3 各种各样的桥

这些桥梁中跨径与规模较大的当数跨越运河的桥梁，其中最为著名的是三座历史名桥，分别为里亚托桥、阿卡代米亚桥和赤足桥；另有一座为现代名桥，也称威尼斯四桥或宪政桥。这里先介绍三座历史名桥。

里亚托桥（Rialto）是跨越大运河最古老的桥，也是这座城市中最著名的景点之一（图4）。最早的里亚托桥建于1180年，原先是木桥，后改为吊桥。在1444年的一次庆典中，因不堪重负，大桥垮塌。从1580年开始花费12年时间，改建为现在的石拱桥。该桥设计师是Antonio da Ponte，桥梁主体结构采用白色大理石，基础为木桩。大桥长48m，宽22m。在桥顶上有一浮亭，两侧设有通向浮亭的斜坡道。在浮亭的两侧斜坡道上布置有20多家小店，出售金饰、皮件、玻璃制品和面具等，是威尼斯市的商业中心。大文豪莎士比亚的文学巨著《威尼斯商人》记述的就是发生在这里的故事，几个世纪以来，《威尼斯商人》不断被后人搬上电影、电视，以话剧、歌剧等形式流传于世。

图4 里亚托桥

阿卡代米亚桥（图5）位于大运河的南端尽头，该桥以它的学院画廊命名（意大利语为Ponte dell'Accademia，意为学院画廊桥）。第一次提议建造是在1488年，然而真正建成时间是1854年。桥原先是钢桥，该桥设计师是Alfred  Neville。在20世纪30年代被拆除，然后新建成一座木桥，尽管大众普遍希望建成一座石桥。可是好景不长，这座木桥在1985年成为危桥，因此又被拆除，从而新建了目前存在的桥梁。桥梁的奇特之处在于它看上去像是木桁拱，但实际结构是钢桁拱，可以说综合考虑了早先两座桥的材料与结构，也可以看成是否定之否定的一个案例。对于具有丰富历史的建筑物，在重建时应该考虑最近的历史，还是考虑最早的历史？在重建时是着重于外观，还是着重于结构？对于这两个问题，这座桥给出了一个满意的答案。

图5 阿卡代米亚桥

赤足桥（Ponte degli Scalzi）位于大运河的东端，该地段附近有一个火车站（图6）。该桥是连接圣十字塞斯蒂耶里和坎纳瑞吉奥两个地方的主要通道。赤足桥南边的圣十字塞斯蒂耶里，是一个靠近罗马广场巴士站的地方。赤足桥的名字由来和该桥北边的坎纳瑞吉奥有关，在那里有一座赤脚才能进去的教堂，名字叫斯卡尔齐教堂，所以将这座桥称为赤足修士桥，简称赤足桥。

图6 赤足桥

除了大运河上的几座桥久负盛名外，另有一座很小但很有名的桥——叹息桥（图7）。叹息桥在圣马可广场边上，是连接原总督府和旁边地牢桥的主要通道。桥的跨径很小，属于小矢跨比的拱式结构，是用石灰石材料修建的，上面有桥屋，其造型属于早期巴洛克式风格，屋顶也为拱式。桥屋封闭得很严实，只有面向运河一侧有两个小窗。叹息桥的设计师是Antoni Contino（他的叔叔Antonio da Ponte设计了Rialto Bridge），建于1600－1603年。Lord Byron在19世纪建议将该桥命名为叹息桥，因为当犯人在总督府接受审判之后，重罪犯被带到地牢中，可能就此永别人世，经过此桥，透过小窗看看外面自由的世界，不禁百感交集，不由自主地发出叹息之声。实际上，当桥梁建成时，总督府已不作为法院进行审判，对面的地牢大部分时间关押的也不是死刑犯而是小罪犯。然而，小小的叹息桥，因警世的作用，早已名闻遐迩，成为游客到威尼斯必访的景点。这就是文化的力量，所谓山不在高，有仙则灵，水不在深，有龙则鸣。对于桥来说，桥不在大，有名才行。桥梁闻名的重点不在于桥梁的跨径或者规模大小等，很多时候在于桥梁的意义深重。

图7 叹息桥

据说除了威尼斯的叹息桥外，世界上还有两座相当有名的叹息桥。一座在剑桥大学，一座在牛津大学。剑桥大学的叹息桥跨越剑河之上，连通圣约翰学院老庭和新院。该桥建于1831年，是一座工艺精美的廊桥。每当学生考试通不过，拿不到文凭，学生往往会来到这里叹息、流泪，后悔莫及。牛津大学觉得剑桥大学叹息桥的警示作用不错，1914年也建了一座叹息桥，连接赫特福德学院的新四合院和旧四合院。不过它是一座旱桥，与剑桥大学的叹息桥相比少了些情趣。

虽然有这么多的桥梁将小岛连接起来，陆路交通还是不便，除了只能靠步行外，另一问题是容易迷路。威尼斯的路极少大路，处处小巷，弯弯曲曲（图8），还常止于河边（图9），极易让你迷失方向。好在有美丽的风景、古朴的建筑以及不老的传说，当然还有那多姿的桥梁，让你沉迷于诗画般的美景中，即使迷路也不会觉得沮丧；甚至有人有意为之，风景太美有理由流连忘返。那更是威尼斯居民的希望，希望你慢慢游玩，多多消费。威尼斯市长常鼓动游客们：lost in Venice（迷失在威尼斯）（图10）。

图8 威尼斯的水网

图9 路尽头是小河

图10 迷失在威尼斯

威尼斯是我喜欢且常去的城市，认路也是我的特长。但即使这样，对威尼斯的路网，我也还是会有点迷茫。不过，我已不再迷路，因为我总结出走出威尼斯小巷三个主要方法。

（1）最为简单的办法就是跟随大流，有众多游客的路必定带你到主要景点，到了那里，你很容易定位，重新出发，找到你要去的地方；

（2）威尼斯街道或小巷路口的墙角上均有路标，请抬头仰望，不要光顾着眼前与脚下；

（3）路在脚下，也在嘴上，但要注意你要问威尼斯当地人，而威尼斯当地人难觅踪影，到处是游客，游客一般也不知道地方，问店员可能是比较可靠的方法。

由于只有三座桥连接大运河两岸，对威尼斯来说，作为一个著名的国际旅游城市的发展非常不利。所以很早就有人提出来修建一座连接Santa Lucia 火车站和Roma广场（汽车站）的第四大桥。

然而，由于威尼斯具有太深厚的文化底蕴，以及其已经存在的三座成功承载着大运河历史的名桥，这样使得许多人不敢承担此项工作，怕无法达到人们预期的效果，同时也怕愧对这一方美景，从而在历史上被留下骂名。但随着游客的持续增加，建设运河第四大桥显得越来越必要，因此到21世纪来临之际，这一问题又被提到议题上来。由于该桥的特殊性，不仅在威尼斯，乃至在意大利，甚至在国际上它的修建都引起了不小的关注。

2001年，第四大桥通过了公开的招投标，最终采用了由西班牙著名建筑设计师Santiago Calatrava (圣地亚哥·卡拉特拉瓦)设计的钢拱桥方案，于2008年建成通行。建成后的桥梁如图11所示。大桥建成后，取名为宪政桥。

图11 宪政桥

威尼斯宪政桥采用的主结构仍是拱桥结构，这与已有的三座桥是一致的。然而，在结构上，它与已有的三座桥有着根本的不同。首先在材料上它并没有采用天然的石材、木材，而是采用现代的钢和玻璃。其次，在矢跨比上采用了极坦的矢跨比（1/16），与已有三座桥的陡拱形成明显的反差。

宪政桥为主跨80.8m的钢拱桥，从梯步开始算总长94m。桥面宽度从底部最小5.58m渐变到跨中最大9.38m。台阶的底部距水面高度为3.20m，而桥梁跨中最高点距水面9.28m。桥大半径起拱，半径为180m，矢跨比1/16。

该桥位于人流密集的两大交通枢纽之间，不仅需要给过桥人以良好的体验，还要给两岸和船上众多游客良好的视觉效果。为此，主拱采用通透性的开口星形（π形）截面（图12）。主受力结构为一根主钢管拱肋、双根副钢管拱肋以及两边小三角形箱肋，分别位于π形连接钢板的各肢端部和两斜腿相交处，由π形连接钢板将它们形成整体。π形横梁同时还作为桥面受力结构。该桥的主拱轴向力，以三根钢管拱为主来承担，两个小三角形截面的边拱的主要作用是增大桥的横向刚度，加大拱的横桥向稳定性。

图12 宪政桥主拱横截面

然而，由于在纵桥向只有平行的π形连接钢板而没有斜撑，主拱肋的受力性能与空腹桁架有点相似，π形连接钢板本身不仅要承受主拱的剪力，还要承受局部的弯矩，其某些部分应力达到临界状态。开口星形截面，刚度不大，在非对称荷载下将会产生较

大的变形；无斜撑的类直腹杆的开口桁架拱肋，使得π形连接钢板受力很大。矢跨比是拱结构重要的几何参数，直接影响着拱的外形。传统的石拱桥均采用较大的矢跨比（1/2—1/3），而近代的拱结构相对要坦一些（1/3—1/8）。一些建筑师则追求很坦的矢跨比（小于1/8），以获得轻松飞越、令人惊奇的效果。但矢跨比同时直接影响到拱的内力。矢高越小（矢跨比越小、拱越坦），拱的水平推力越大；反之，矢高越大（矢跨比越大、拱越陡），拱的水平推力越小。极坦拱会产生极大的水平推力，对下部与基础受力不利，桥的动力性能也下降。

威尼斯宪法桥采用了1/16的矢跨比，而不像原先的三座桥采用较陡的矢跨比（如赤足桥的1/4）。这使得基础上作用的水平推力几乎是竖向力的7倍。为平衡坦拱产生的巨大水平推力，采用了带有截水墙的钢筋混凝土基础。基础平面为矩形截面，长度方向为22.5m，宽度方向为9m，内部采用隔板进行分割加劲，顶面盖一个坚固的盖板，组成22m深的沉箱（如图13所示）。由于当地土质疏松，基础仍有可能产生沉降，基础完工后就要马上对其变形和位移进行控制。

图13 基础截面尺寸图（单位：mm）

由于在荷载作用下产生巨大的基础位移，引起桥的变形并影响结构受力，因此该桥在桥台和上部结构之间安装了千斤顶系统，当每个桥台的水平位移将要超过2cm时采用千斤顶，以恢复人行桥的初始几何位置。

小矢跨比加上该桥主拱肋刚度不大，使得该桥在不对称荷载作用下，如人群荷载主要作用在桥的半跨时，桥梁将产生相当大的轴向力和瞬时弯曲变形。最为严重的问题是威尼斯宪政桥的第三阶振型频率为1.9239Hz，这频率接近行人的步行频率2Hz，极易产生人桥共振。

该桥在使用上有两个问题，第一个问题是对拿着行李的游客来说桥太陡了。其他桥梁的石桥面，有些游客直接将大件行李从桥面上拖下来，而宪政四桥两侧是玻璃桥面，许多游客不敢拖；即使敢拖的，也是小心翼翼，让人捏一把汗（如图14）。

图14 宪政桥桥面

第二个问题就是该桥对残障人没有专门的通道。为此，后来增设了专供残障人的电动设施，但据观察，并无实际应用，形同虚设，上面被贴了各种小图，杂乱不美（图15）。

图15 残障人过桥设施

在经济方面，该桥的建设与养护费用极高。该桥在建筑方案中标后，桥梁工程师对其进行了认真的结构分析，并对结构进行了修改设计，加大了拱肋的截面高度、钢管拱肋的截面、加长了桥台基础的尺寸，等等。工程的实际费用也从原预算的670万欧元，上涨到940万欧元，每平方米的造价达1.958万欧元，是普通人行桥的十倍左右。此外，大桥建成初期就需要每年一到两次对拱脚采用千斤顶恢复拱脚位移，这是一笔不小的维护费用。由于该桥建造成本超过了预算，并且维护成本过高，威尼斯市还曾起诉了设计师卡拉特拉瓦。但是法院最终判定卡拉特拉瓦胜诉。

因此，这座由著名建筑师主导、追求建筑造型的桥，是工程师眼中结构不尽合理、功能有缺陷、造价极高的一座桥，是一座应该受到批评的桥。

然而，这座桥在建筑处理上是颇具匠心的。桥面板采用安全回火玻璃和天然的伊斯特拉大理石，交替在台阶和坡道上使用。栏杆采用玻璃制作，并且具有青铜色的扶手装饰，在扶手里面布置荧光灯，在夜晚时照亮玻璃内表面，产生光彩夺目的效果。主结构的钢材采用红色油漆，而桥面突出栏杆的边缘部分采用白色，与周围建筑的红色坡屋顶和浅色墙面颜色相一致。桥面板和栏杆的淡蓝色玻璃与天空、水面交相辉映，与当地环境融为一体(图16）。

图16 宪政桥主结构颜色

桥台采用钢筋混凝土结构，形成月牙形，并没有占据整个运河河岸，而是在桥底留下了一条可供行人沿运河边自由行走的通路（如图17）。因此，在桥台处形成两片区域，充当桥的延伸，作为庆祝和观赏周围风景的空间。特别是在罗马广场一侧，布置这样一片区域形成了更大的行人空间，使水上公交停靠站和罗马广场之间通行更宽敞。桥台表面会贴上天然的伊斯特拉大理石，桥两端的延伸区域采用粗面岩石板、石块和斑岩铺装。

图17 宪政桥桥台处构造

总之，该桥通透的主拱结构、极坦的矢跨比、明快的色彩、现代高强轻质的钢材和玻璃，以及桥梁飞越运河两岸的轻盈等特点，让我多少次站在桥边，总觉得它与周围历史建筑能和谐一致，并没有给人生加上去的感觉。可以认为，从建筑学上来说，它应该是成功的。

桥梁结构如何既满足安全、功能、经济要求，又能够取得好的建筑造型，这历来是一个难题。为什么威尼斯四桥建筑上是成功的，而结构上是不合理的？为什么它功能是有缺欠的，并且造价是高昂的？

桥梁建筑的出路在哪里？

我迷失在威尼斯宪政桥。