现代桥梁设计特点与表现手法

随着时代和科技的发展，新材料、新工艺的大量应用，国内桥梁的跨度不断被改写，但留给建筑的受体——人的感官体验和印象却日益下降和模糊，更多的是将桥梁看作是一种单纯的通行工具，使得桥梁在现代城市建筑体中的地位反而被削弱，这是一个非常值得桥梁工程师深刻反思的问题，同时也是桥梁工程师向桥梁设计师转型的巨大动力。城市现代人的审美观念在不断变化，现代社会处于高科技时代，现代通讯、现代交通、现代化设施与管理，造就了现代人干练、明确、快捷的工作作风与生活节奏，也形成了相应的审美情趣与感受。对于桥梁，除了结构要求新材料、新技术外，还力图展现工程建筑与社会生产力及社会思想意识的同步发展，要求桥梁造型艺术更贴切时代，或通过修饰和造型引发人的共鸣或精神感染，加强与人的精神互动。基于国内外现代桥梁建筑的风格，可以归纳当前桥梁设计的一些主要的基本手法：“局部适配”如主梁、主拱、桥墩、桥塔等局部构件的修饰手法和设计原则，以及“整体协调”如建筑美学中一些最基本的比例协调、色彩搭配等原则。以单个桥梁体的构件为例，如梁桥或者组合式桥梁的主梁，一般以水平延伸的直线为基本几何形态，艺术表现重在平直、坦途、纤细、流畅，主要表现手法：一是突出缘梁形成“金边”或“饰带”达彼岸，增加连续流畅感；二是可通过梁底的加腋曲线，改变平直的单调感，并能增加跨越感；三是改变梁的断面形态，加长翼缘板，或采用倒梯型、流线型断面，使梁在光影之下更显纤细。而对于拱桥类型的主拱，美在优美的主拱曲线，它孕育着强大的一跨而过的力动感与跨越感，并与直线形态的梁、墩结合，刚柔相济、丰姿绰约，韵律感极强。主拱形态多样，从主拱轴线上看，圆弧拱适用小跨径，施工简便、形态简洁、宁静而稳定；抛物线拱与悬链线拱适用于中、大跨径，前者力动感强，后者则趋于自然和谐。从矢跨比角度看，坦拱比陡拱更显优雅、美观、平和，跨越感强，而陡拱醒目、动人、起伏强烈。从与路面相对位置上看，上承式应用最为普遍，形态自然，桥面通畅且有较大的桥下空间，特别适宜于山区环境，中承式则有起有伏，刚柔相济，形态优美，富有弹性；而下承式桥面上空的曲线轮廊会给人留下更深刻印象，加上色彩涂装，令人赏心悦目，是突出于周围环境创造新景观的最佳选择之一。尽管拱桥形态千姿百态，但无论坦、陡、空、实或上承、下承都应力求结构新颖、构件轻巧纤细韵律优美，并与所处环境相协调。桥梁的墩比梁更靠近人的视点，艺术表现重在轻型、美观。而以混凝土材料为主的桥墩最富可塑性，其几何体态的虚实、空透、刚柔、凹凸、光影等力求比例合谐、韵律优美并与桥梁整体协调统一。桥墩常见断面形态有矩形、多边形、圆形、椭圆形等。对有棱角的断面进行切角或圆弧过渡，以产生斜面或曲面，或者对大面积表面进行凹槽处理以增加纵向线条，都是改善桥墩表面的单调感、增加轻巧感、柔和感、韵律感的有效方法。另外采用生动活泼的上大下小或空透的T、Y、A、X、V、H形墩都可以使桥墩变得体态轻盈，梁下空间增大，视野开放。桥塔是悬索桥、斜拉桥等不可少的主构要素，其高耸挺拨的姿态，起着象征与标志的作用，无疑是景观中的重点。悬索桥由于构造的要求，传统的桥塔无论是桁架式、刚架式都是以门型为主，艺术表现上主要在“门”的形态上下功夫，如塔柱从下向上断面逐渐收分变细，不仅结构上合理，形态上也增加高耸感，另外，柱表面的凹槽、棱角的曲面化同样可增加柔和细腻的美感。上部横梁可为斜线或曲线，以减少呆板单调而增加优美感。横梁或斜撑的安置部位要与总体布置均衡协调，尽可能地简洁、通畅。相对而言，斜拉桥的桥塔可以形式多变而对整体结构没有大的影响，因而设计自由度大是其最大的特点，从仅有1根独柱构成到双柱式、门形、A形、倒Y形、H形等都十分普遍。

现代桥梁设计的多元化趋势

国外诸多建筑师非常善于应用曲线和空间元素以及完美比例打造现代桥梁的个性，譬如西班牙设计桥梁出身的桑地亚哥拉特拉瓦的作品，总有一种腾空飞跃的感觉，轻盈而舒展，是现代建筑中很少见的一类。卡拉特拉瓦作品中秀美的结构，给人以飘逸缈远的遐想。此外，应充分的理解桥梁景观Bridgescape的对于城市CI形象识别系统的重要性。英国桥梁景观学家FrederickGottemoeller将Bridgescape定义为设计桥梁的艺术。Gottemoeller将桥梁景观分解成线型设计、造型设计、平面布局设计、色彩设计、肌理设计、装饰设计等六大部分。Gottemoeller还对桥梁景观设计中符号学运用、历史文化表达及技术美学特性等方面的设计创作进行了阐述，力图使桥梁功能、美学、文化与技术达到统一。综上所述，桥梁设计不是一门科学，更应该是一门艺术。桥梁学科已经不再是单纯的结构设计，也不仅仅是满足功能需求；如果桥梁设计师能把桥梁作为都市建筑生命体灵魂的重要组成部分，通过给桥梁设计引入更多元素和功能，如园林、雕塑、观景台、建筑休闲、等更多人性化设计，桥梁景观设计在我国越来越被重视。伴随其成长过程，还存在一些建筑管理机制、建筑师素质及设计风格等方面的问题，因此，桥梁设计部门应加强景观方面的人才与技术准备，一则为顺应时代潮流，另外也是为与国际接轨使我国的桥梁设计走向世界。