橋梁景觀結構之美學設計的探索

之涵

(長安大學 陜西 西安 710000)

隨著社會經濟的發展，科學技術的進步，中國橋梁事業的建設也得到空前的發展，中國有了充足的建設橋梁的資金和物質條件。據統計，21世紀以來，中國擁有公路橋梁近66萬座，總長超過3萬公里，目前世界上已建成的主跨跨徑最大的前10座斜拉橋、懸索橋、拱橋和梁式橋中，我國總共占25座。但在橋梁設計美學方面，中國橋梁與發達國家相比存在著差距，其中主要體現在設計思想上。在橋梁設計美學的發展史上，橋梁設計者們對橋梁的美觀產生過許多爭論，最終將橋梁設計美學概述為橋梁環境美、橋梁結構美、橋梁功能美和橋梁形式美。其中把與人類生存關系最為密切的橋梁環境列為首位，橋梁本身的結構美列為之次。那么，在發展中國橋梁審美設計思想的過程中，了解人類橋梁審美的發展歷程，探索橋梁環境的美學設計、橋梁結構的美學設計是非常必要的了。

一、人類橋梁審美的發展歷程

(一)人類對橋梁的審美一部分來源于橋梁的歷史文化積淀。城市在歷史的進程中，又不同時代的東西一層一層疊加形成，就比如建筑作為文化的載體，綜合反映著文化各方面的成就，體現著文化發展的不同層次，這種文化層次長期的沉淀就形成了特有的建筑模式。橋梁也如此，以橋梁為載體，反應各時代的思想文化成果和科技文化成果，在經過歷史時光的流逝和戰爭的洗禮，橋梁本身原設計的主題和內容已經消失，代之以更加豐富的歷史文化內涵。如上海外白渡橋，武漢長江大橋，都成為旅游觀光勝地。灞橋折柳送別的傷別文化；瀘定橋紅軍強渡的紅軍文化；盧溝橋七七事變的抗日文化；汀泗橋、賀勝橋葉挺戰功的北伐文化等等。由于本次小組對西安灞橋展開了歷史文化調研，僅以灞橋為例，說明橋梁歷史積淀產生的情感。自《雍錄》中的描述“此地最為長安沖要，凡自西東兩方面入峣、潼兩關者，路必由之”，點明灞橋的重要位置。“灞橋雪柳”也是古都西安一大美景，自古就有“絕勝煙柳滿皇都”的說法。自唐代以來，灞橋更是成為眾多外放官員離京餞別的理想之處，“灞橋折柳贈別”便成了特有的離別習俗，更是有“送君灞陵亭”“腸斷灞陵橋”的離別之詩。總之，人類對橋梁審美的構成因素，是人們與其朝夕共處，日久天長沉淀在橋梁上的豐富的情感、往事和記憶。

(二)橋梁審美觀的三次歷史變革。

1.從原始的橋梁天然淳樸美到古代的橋梁工藝裝飾美的變化。原始社會人的能力，生產力水平有限，美往往與善聯系在一起，人類主要利用自然界中現成的物體稍加改造來滿足生存的需要，橋梁美多側重于功能美。茅以升說過，人類歷史以前就有三種橋：一是河邊大樹橫跨在河上，形成“梁橋”，梁就是跨越的橫桿；二是兩山間有瀑布，中為石脊所阻，水穿石隙成孔，逐漸擴大，形成所謂的“拱橋”，拱就是彎曲的梁；三是一群猴子過河，兩段猴子各抱住一棵樹，成為一串“猿橋”，形式上就是現代所謂的“懸索橋”。那時的這些橋梁多帶些原始、天然的印記，人們從中感受到的美也是一種粗壯、淳樸的美。到古代社會，隨著生產力的發展，人們在滿足最基本的生存需要后，還有余力考慮精神的需求，對自己的產品進行美化，附加裝飾。于是人們的審美觀念發生第一次革命性的變化，從粗壯、純樸、天然的美轉變為細膩、華麗的裝飾美。此時橋梁的美多表現為工藝裝飾美和形式美。過剩的強度，簡單的設計與繁瑣的裝飾是這個時代橋梁的特征。在西方，歐美早期橋梁受其他藝術流派的影響比較大，尤其注重橋梁結構之外的裝飾效果，甚至忽略橋梁的功用性，無節制的追求橋梁形式上的藝術設計。如這一時期意大利的嘆息橋，是一座連接總統府與舊時監獄的巴洛克風格的橋。東方的橋梁設計師在橋梁上創造出雕塑藝術的奇葩，中國傳統的圖案雕刻在橋頭、橋身、橋欄欄柱上，避邪紋、云雷紋、水波紋、壽字紋、雙福紋、中國結等各類橋梁紋飾，呈現出不同的時代特色。尤其是皇家橋梁和園林橋梁，這些裝飾更加豐富。

2.從古典的橋梁工藝裝飾美到現代的橋梁功能結構美的變化。18世紀的工業革命給生產和經濟帶來了繁榮，引起了從經濟、科學技術到思想、審美觀的巨大的變化。工業革命初期，歐美審美思想出現復古階段，建筑的形象以復古風格為主，以裝飾為主的橋梁美仍然繼續發展，并且范圍有所擴大，這就是盛行一時的“維多利亞”風格。直到20世紀初，工業革命帶來的大機器生產才真正引起了人們審美觀念的第二次大變革。機器產品摒棄了附加在手工產品上的裝飾，使更多人從理論上探討美和實用的吻合，出現了以包豪斯為開端的技術美學思想，也就是現代主義思想。經過不斷地實踐，人們的審美觀念就逐漸從細膩、華麗的裝飾美轉變為實用的功能美和合理的結構美。其中橋梁美學也屬于技術美學的一個門類。這一時期出現了埃菲爾鐵塔，喬治華盛頓橋兩大標志性結構工程。喬治華盛頓大橋的跨徑第一次突破千米，第一次采用撓度理論進行設計，充分顯示出人類的聰明才智所創造出來的結構美。在這個時期，人們認識到橋梁的美更多地來自橋梁的結構本身，并不斷地突破技術極限，修建跨度越來越大的橋梁，現代橋梁美學的思想開始萌芽。

3.從現代的橋梁功能結構美到后現代的橋梁人本環境美的變化。現代科學技術的高度發展，在給人類帶來好處的同時也給自然環境構成了威脅，人們逐漸感到現代主義思想存在千篇一律、缺乏歷史和民族地方風格的弊病，建筑的現代主義受理性主義的影響，試圖依賴科學的方法擺脫自然的束縛，但結果卻帶來對自然、歷史和文化傳統以及生存環境的侵蝕和破壞。人們逐漸意識到，工業產品、建筑或橋梁只有實用、經濟是不夠的，單純依靠功能美引起的感官舒適也不夠，人們要求自己使用的器物和生存的環境具有人情味，富有個性風格。一座橋梁不僅能使用，用得舒服，還要顯示美的形態與環境協調。由此人們的審美觀念發生第三次變革，從功能結構美擴展到人本主義環境美，不再滿足于對于功能和單體審美價值的追求，而注目于人與生存環境總體的和諧、舒適、愉快。這實際上是“以人為本”的思想。“以人為本”的橋梁審美思想更注重環境的影響，更加體現人的身心需求。

二、橋梁環境的美學設計

(一)橋梁與環境的協調

橋梁作為一種構筑物，并不是單獨、孤立地被人所看到，它必然與周圍的各種物象相結合，才能成為景觀的一個主要組成部分。橋梁設計美學要求形成總體環境的審美塑造，做到橋梁與周圍環境的完美統一，顯示出整體、多樣、統一、和諧的美。環境美的目標不應是單一的建筑環境，而是綜合的環境系統，包括水源、生態、能源、交通、排污等。對于橋梁與環境的關系，日本加藤誠平氏提出橋梁與環境協調三原則：一是“消去法”，當橋梁有可能損害環境或景觀時，盡量使橋梁不引人注目而淹沒在環境中，即隱蔽橋梁的存在。二是“融合法”，使橋梁與環境按基本相同的格調相互融合。三是“強調法”，突出橋梁的存在，并使橋梁具有支配環境和成為風景的主要組成因素的作用。另外，還應注意橋型與環境的配合，比如懸索橋柔和的主纜與周圍起伏的島嶼、海面的波浪形成一種很自然的協調；斜拉橋與挺直的建筑相一致；生口橋以及鶴見路橋都很好地處理了與自然的協調關系。

(二)橋梁環境的設計

橋梁環境設計的出發點就是為了使人和環境構成一個共棲共生、完美的生態體系，現代人的環境需求主要表現為回歸自然、注重文化、高享受和高情感的多元性、自娛性與個性化，因此橋梁環境的設計在本質的意義上，乃是對人類“生存方式”的設計，橋梁環境的美學設計就是為了這個理想，研究如何使人類生活和活動與橋梁環境變得和諧愉快。橋梁環境主要包括城市橋梁環境、自然環境和心理行為環境，本文暫僅討論城市橋梁環境的設計。

在設計美學看來，組成城市的物質手段都應該在創造功能美的同時，追求城市整體的舒適和美觀。城市橋梁規劃是城市設計的重要組成部分，只有通過周密系統的規劃，才能保持新舊橋梁之間的延續和協調，形成一個完美的橋梁群體，提升和美化城市整體形象。

1.城市橋梁規劃應該研究周圍環境的各種要素，包括自然環境和人工環境。比如對橋梁景觀重要性進行分析，可從橋梁的地域功能、交通功能、旅游價值、休閑功能、河道功能、限制性因素進行分級比較，可將每座橋梁的環境要素情況以雷達圖的形式表示出，以明確橋梁組群中橋梁的主次關系和重點橋位。通過分析，在加上設計者的文化要素、個人風格、技巧的融合，就會為每一座橋梁配置出一個極富個性，具有方程“唯一解”的橋型來。

2.城市橋梁規劃應該注意橋梁對城市形體輪廓的影響。處景觀的協調外，還應注意橋梁的體量以及環境天際輪廓線是協調。輪廓線是城市生命的體現，也是潛在的藝術形象，它代表了城市的整體美。可通過對道路沿線的立面景觀分析和河道方向的景觀透視分析，得到橋梁的建筑尺度和建議橋型。對于湖面港灣附近區域，視野開闊，背景輪廓線低矮、簡單，景觀層次單一，橋梁可以采用具有定高度的斜拉橋、懸索橋或者下承式拱橋等橋型。對于橋梁周圍建筑密集，背景輪廓線參差不齊，環境復雜，不宜采用誘導力向上的斜拉橋和懸索橋橋型，多采用梁橋和上承式拱橋。從人群集中的區域向外透視分析，沿河橋梁建筑高度宜近低遠高，從視覺上給人以層次感。在一些節點處宜采用高大體量的橋，給人以強調符號。

3.城市橋梁規劃還應注意同一個區域的橋梁之間需要協調統一。同一河道上的橋梁系列就如同一首樂曲，每一座橋梁就是這首樂曲中的音符。要使一首樂曲優美動聽，組成樂曲的音符之間就要相互協調，同一條河道上的橋梁之間需要協調統一。就比如巴黎的橋梁群落，不是簡單的連接兩岸的交通樞紐，它將厚重的巴黎歷史承載，與寒納河一起，見證花都的變遷和發展。塞納河上的橋梁雖然時間跨度很長，每個年代的橋都保留了時代的印記。但無論怎樣變化，橋的造型、材質都與巴黎的整體風格相濡相融，絕不會是都市的另類。無論是采用五跨連續混凝土拱橋形式的瑪力橋，還是采用鑄鐵單跨拱橋形式的亞歷山大三世大橋，或者是來用三跨連續混凝士拱橋形式的卡盧索橋，橋型風格基本一致，整個橋梁群落形成了一種統一、協調的整體橋梁景觀環境。

三、橋梁結構的美學設計

(一)橋梁結構美的表現

橋梁的結構美就是在橋梁中以結構為手段，來表現人類的本質力量。橋梁是一種結構物，因此結構美是現代橋梁美的主要形態之一。力線簡潔，沒有多余的構件，斷面的恰如其分，都是創造橋梁結構美的必要條件。橋梁結構美有四個表現層次，以系桿拱橋為例，力線簡潔，沒有多余構件，利用系桿平衡拱圈的推力，使笨重的橋臺變得輕巧、纖薄，滿足結構美的必要條件，具有結構的基本功能，是橋梁結構美表現的第一個層次；系桿拱橋彎彎的拱圈，一根根吊桿整齊而有規律地排列，表現出的律感，這些是形式美在結構上的表現，這是橋梁結構美表現的第二層次；在橋梁結構發展中，可以看到許多新的結構相有創造性，結構性能有所改善，同時也很新穎。比如系桿拱橋的兩片拱圈本來是平行的，萊昂哈特把兩個拱圈往里靠，變成了提籃式系桿拱，結構上增加了穩定性，外觀上形式很新穎，結構也是合理的。這種形式創新，結構合理就是橋梁結構美的第三個層次；而第四個層次加以想象力，形式更加新穎、結構更為巧妙。如蝴蝶式拱塔斜拉橋，靜態中蘊含動態形象，更強烈地表現出人類的智慧和能力。

(二)橋梁結構美的創新

人們總是喜愛清新脫俗的藝術品，對橋梁建筑也是如此。隨著時代科技的進步，橋梁工程師也在不斷試驗，創造新的材料和新的結構形式。創新，就是橋梁結構美的本質。許多現代橋梁都極富新意，滲透出濃烈的時代氣息。比如新興的無背索斜拉橋，常規的斜拉橋在橋塔兩側均有斜拉索，恒載作用下利用邊跨主梁的重量平衡主跨，使得橋塔兩側斜拉索水平力保持平衡，橋塔僅在活載及附加荷載作用下承受定的水平力及彎矩。與常規斜拉橋不同，無背索斜拉橋把邊跨主梁與橋塔結合在一起，來平衡主跨，組成了梁塔結構的平衡體系，這是對常規斜拉橋造型的突破。后傾的無背索塔身表現出對相對纖細的主跨、主梁強大穩固支撐的力量感，給人深刻、醒目、新穎的審美感受。這就說明，橋梁結構美的生命力在于創新，結構創新是橋梁美的靈魂。

(三)兩類橋梁結構美的設計技巧

1.梁式橋梁。變截面斜腹板連續箱梁橋由于支點處箱梁加高，會使得箱梁底面寬度由跨中向支點逐漸減小，不符合支點處應該加大截面的視覺習慣，因此會感到較為別扭。有一種辦法是將整根箱梁做成與跨中相同的截面，其余加高部分做成等寬度，箱壁不再沿著斜腹板方向繼續傾斜，使底板保持等寬，從主跨到邊跨斜腹板部分都是等高度的。為避免箱壁受力彎折，箱壁內表面仍然傾斜到底。另外，利用鋼梁側腹板外表面的豎向加勁肋，形成豎向線條，不僅有很好的韻律感而且能使橋體纖長的比例得以糾正，看起來更舒服。

2.拱式橋梁。有邊跨的上承式拱橋如果在拱腳處設置大橋臺與邊跨隔開，拱上建筑的跨度又與邊跨不同，就會破壞橋梁的連續性和韻律感。如果拱上建筑與橋梁邊跨跨度做成一致，立柱厚度基本相同，在拱腳處避免使用很大的橋臺，這樣能保持整個橋梁的連續性和韻律感。另外，實腹式多跨拱橋在兩跨之間往往有一片很大的側表面，顯得單調臃腫。可將墩柱突出于拱體側表面，或做些裝飾點綴，還可把橋墩的分水嘴升高。為增加結構的韻律感，可將拱橋吊點錨頭外露在挑出的橫梁上。

總之，橋梁的美學設計經過復雜的發展時期，逐步確立了橋梁技術美、功能美、結構美、環境美的橋梁設計美學體系。隨著中國經濟與科學技術的發展，在改造客觀世界的同時，也引起審美觀念的變革和審美思想的提高，再加上中國深厚的儒道互補哲學基礎和深入人心的天人合一設計思想，中國必定走向橋梁強國。而且，事物的發展總是螺旋式前進，后來居上的，中國的橋梁審美設計思想也將以全新的面貌屹立在世界橋梁之林。