羅治國
人類土木工程的歷史,就是用結構征服空間的過程和結果的歷時性累積。這種“征服”除了創造美的功能、美的結構、美的工藝,還要創造美的形式、美的文化與美的生態,即在美的多維價值的共生中把這種征服納入充分張揚人性的軌道。橋梁建筑活動即此“征服”的一種。橋梁結構具有物質和精神雙重屬性,它的精神屬性體現在橋梁結構不僅是實際的工程結構物,并且是人類的審美對象,它體現了人類社會的歷史發展過程,體現了橋梁建造年代的經濟、科技、文化水平,并且反映了橋梁所在地區的歷史、風俗、民情,體現了人類克服困難、改善生存生活環境的偉大精神。相比其他橋梁城市橋梁與人緊密接觸,尤其應該注重其精神屬性的體現。因此現代城市的發展對橋梁在美學上提出了更高的要求。
橋梁造型的美學規則有:統一與變化、對比與調和、重點與一般、過渡與呼應、節奏與韻律、穩定與輕巧,以及尺度與均衡等,處理手法美化環境。所以橋梁結構才會出現各種不同的外形,每一個規則中又存在不同的用不同的形式服務人們,同時美化環境。
梁式橋是實用、經濟、簡潔、純樸的橋型,它充分展示了男性的陽剛之美,具有很強的沿水平方向伸展的力動感和穿越感。剛構橋簡練、挺拔,力的傳遞途徑非常明確,它外表樸實,適應性強,投資少,效益高,多用于橋下需要較大凈空和建筑高度受到限制的情況。拱橋形如玉帶、態似彩虹,優美的弧線清新悅目,氣質典雅,其跨度越大,越給人一種富有彈性的力度感。它在形態上兼容了人文景觀與自然景觀協調美的特征。斜拉橋形態和造型的多種多樣是其顯著的特征。塔型對整個斜拉橋造型影響很大,在景觀上是重點的表現對象,其高聳挺拔的風姿引人注目。塔的造型和索的布置形成不同的橋式風格,塔身醞釀著力的緊張感,顯示出一種直指藍天盡情舒展的動勢,引發觀賞者無窮的遐想。懸索橋跨大體薄,橫越長空,規模壯觀,輕柔空透,美學效應豐富。高揚的索塔,充滿張力的纜索,使橋梁洋溢著大氣、輕靈的美,且其流暢的線型極易吸引觀賞者的目光[1]。
橋梁建筑和其他建筑的基本功用不同,橋梁建筑最基本的功用是通過和跨越功能。所以橋梁建筑的美感主要應該源自于橋梁結構的合理、技術的先進、與環境的協調,更重要的是不應該使人產生迷惘感,結構需要清晰明快,傳力途徑明確,讓人能夠很明晰的理解,另外應該產生穩定安全的心理感覺,優美和諧的視覺效果。
橋梁是構成環境的一個要素,但它并不是一開始就存在的,而是在橋梁竣工以后被新添加在原先的環境之中的。因此,在進行橋梁的規劃及設計時,必須在與原有環境有關的現狀情況下,按建橋后出現的地理、物理環境進行研究,并構思出能導致人們滿意的心理環境的橋梁造型[2]。
由于材料具有各自的特性,因而建成的橋梁,其形式或形態就出現各不相同的情況。而不同的材料給人不同的心理感受,不同的橋型也給人或壯觀或秀美等不同感覺。材料限制了外形,外形又規定了材料,而在它們的背后都受到環境的制約。采用與周圍環境相同或相近的材料,是達到與周圍環境協調的有效方法之一。
不同的氣候條件,也對橋梁結構的造型、材質及用色等方面產生不同的要求。例如,在多霧的地區,橋梁的主要構件如果采用鮮艷的色彩,比采用淺色更適宜,因為鮮艷的色彩在霧天更醒目,更加容易辨別,對于安全的要求更加有利。
橋型選擇和設計過程中應對周圍城市總體環境進行保護、利用、改善和創造,注重橋梁與自然協調、與既有建筑協調、與鄰近橋梁協調。要使橋梁與環境相結合,可以考慮三種方法:消去法;融合法;強調法。
對于人們來說,橋梁是構成社會環境和地理環境的一種客觀存在,但是,它若與自然環境或其他社會環境、地理環境一起被映入人們眼簾,并能在人們的心目中起到象征作用或信號作用時,它就轉化為心理環境的存在。心理環境條件是具有某種意義的或在限制行動方面起著獨特的外來影響的總體。此時,橋梁就在實用功能以外的其他方面與人們相聯系了。
橋梁結構要滿足物質環境的協調,相對來說是比較容易做到的。但是橋梁結構如何體現橋位處的人文環境,進而為使用這座橋的本地人所接受,從而成為當地人心理上,認可的結構物,卻是一件很困難的事情。橋梁結構的主要目的明確,使得它不可能像建筑物那樣有豐富多彩的造型,橋梁的造型總共就那么幾種,要想單純依靠橋梁結構自身的造型達到表現一定的人文精神的目的,是不容易實現的。這時候往往要依靠橋頭雕塑或小品,橋面上的護欄,橋梁的夜景燈光照明,或者是橋頭的小廣場等附近結構或構件來表達這些人文的內涵[3]。
橋型設計不應片面追求標新立異,而忽視周圍環境的客觀存在,要做到橋梁與城市相融,橋梁與景觀互補,個體與總體統一協調。
國內現行規范對橋梁設計提出的要求是適用、經濟、安全、美觀,這些要求基本上包含了人們關心的所有重要問題。對于安全性和適用性,有各種控制方程或計算理論可以進行結構分析,從而保證這兩點要求。而對于經濟、美觀的要求則沒有具體的指標進行衡量。當然,在方案設計和評審階段會考慮到經濟和美觀的要求,中小橋梁主要關注經濟性,而大型和特大型橋梁對美觀問題越來越重視,但需要指出的是該階段對經濟性的評估往往是只注重考慮建設成本,而對于后期的養護、維修等的長期綜合成本缺乏考慮。因此,這種評估經常是比較片面的。
我國正處在基礎建設的投資巨大的時期。橋梁結構設計首先要滿足交通的需要,適應若干年內交通增長的需要,同時也要適應當時當地的經濟發展狀況,根據橋位處實際環境合理制定橋梁結構形式及規模,不能刻意標新立異,不能刻意追求大跨度,或是不根據實際經濟狀況和周圍環境狀況而采取各種實現起來比較困難的橋型。新穎是橋梁美所追求的,但不是唯一的審美標準。如果單純為了這個目的而使得橋梁建設費用非常昂貴,對于促進經濟發展來說付出的代價過大。對橋梁經濟性的評價,還包括對后期維修養護等費用的考慮。某些橋型也許建設時期費用相對于別的橋型較低,但是建成之后的維修養護費用卻較高,一個典型的例子是斜拉橋的換索問題。由于目前技術水平的限制,斜拉橋拉索的平均使用壽命在20年~30年之間,也就是在其服役期間至少要進行一次換索,如果考慮到后期換索的巨大投入,那么在跨度1 000 m以下的橋型競爭中,懸索橋與斜拉橋在經濟性方面的差距將大大減小。所以對于橋梁經濟性的評價應該包括建設期和建成后的養護期兩方面。
對于城市景觀橋梁,由于它除了交通功能之外,其景觀作用、精神文化作用也很重要,所以對這類橋梁,經濟上要求相對較寬松。但是個人認為,盡管如此,還是應該對橋梁及其周邊環境進行認真的研究,在達到預計的交通功能和景觀等其他功能的同時,還是可以盡量達到經濟性的[4]。
橋梁設計師在加強美學素養的同時應該與建筑師通力合作,橋梁方案設計應該有建筑師的參與,使橋梁的結構創新與橋梁美學價值的體現協調發展。橋梁設計應該結合本地區的實際經濟發展狀況、近期城市規劃及遠期城市規劃,既要適應本地經濟發展情況,滿足近期規劃需要,又要盡量方便城市遠期規劃的實現。在滿足實際需要的前提下,盡量考慮橋梁的經濟性,做到可持續發展。
[1] 張師定.橋梁建筑的結構構思與設計技巧[M].北京:人民交通出版社,2002.
[2] 高振宇,郭文軍,陳 峰.橋梁設計與環境協調的美學考慮[J].鐵道標準設計,2001(1):6-10.
[3] 盛 勇.橋梁美學中關于景觀設計與評價的研究[D].西安:長安大學碩士論文,2001.
[4] 楊德燦,張先蓉.橋梁美學的價值需求與體現[J].中外公路,2004(5):51-52.