景觀橋梁設計要點研究

趙佳男，萬杰龍

[同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司，上海市200092]

0 引言

關于橋梁建筑美學已有大量的研究[1]，但作為橋梁工程師在工作中遇到橋梁方案設計時，仍存在不知從何入手的問題。對于景觀橋梁設計，國外有明確的建筑設計和結構設計區分，設計模式是由建筑師牽頭、結構配合，而國內設計模式是橋梁工程師為主導、景觀工程師配合，因此對橋梁工程師的藝術修養尤其對景觀設計思維要求也越來越高。本文通過大量國內外案例研究對橋梁景觀設計關鍵維度進行梳理，明確方案設計要點，同時結合兩個典型案例，讓橋梁設計師能夠了解方案設計的著力點和創作思維邏輯。

1 研究方法

橋梁景觀設計過程是一種高級而復雜的思維活動，它運用自然、人文、工程、技術等綜合知識和技巧，在實現基本交通功能的基礎上，創造出新的橋梁造型和空間，是一種高級的創造性活動。設計思維活動不單純依據某一個要素發展，而是定位、環境、文化、空間、結構等多因子的綜合作用。設計思維的深度和廣度主要依托設計師的實踐經驗，是個人長期積累和創造的結果，同時也與個人的直覺、靈感、洞察力、價值觀和心智模式等緊密相關，常帶有主觀性、隨意性、模糊性，將這類知識概念化的表達出來是難點和關鍵，也是進行創新的基礎和源泉。

通過對國內外20 個典型的景觀橋梁案例進行研究，將橋型分為人行橋和車型橋兩大類，車型橋又分為拱橋、斜拉橋等橋型，著重解讀橋梁方案構思的重要維度，包括項目定位、方案解讀、周邊環境、當地文化、設計元素等，通過對這些優秀景觀橋梁進行整理分析，將景觀設計要點歸納為位置與功能定位、環境與景觀分析、文化及形態設計、空間設計、結構設計五大維度。將方案要點分解為這五大維度后，進一步研究方案設計的思維方法和最終形成方案的邏輯關系。收集案例、歸納要點、組合維度、方案構成是本文的基本研究方法和過程，旨在通過對大量案例的研究總結，幫助橋梁工程師理解方案產生的過程，從而更高效的進行方案創作工作。

2 設計要點

2.1 位置與功能定位

位置和功能定位反映的是所建橋梁的宏觀背景，是對項目的城市區位、交通基礎設施、區域未來發展規劃等外部條件進行分析，定位橋梁在項目所在區域中所擔當的角色，例如，地標性[2]、紀念性、延續性等建筑。主要解決的是需要一座什么樣的橋梁，對橋梁功能的需求不局限于提供人和車通行的通道，更多的是橋梁建成后對于城市或者周邊的意義。從橋梁意義出發是構思方案的第一個重要角度，尤其適用于中國國情的方案設計：國外眾多橋梁方案的產生更注重的是空間和功能的邏輯性，國內的橋梁則更加注重其深層內涵和意義的表達，以及對積極向上精神的弘揚與倡導。

2.2 環境與景觀風格

橋梁特質與環境協調是方案設計的必要條件[3]，環境和周邊景觀分析是定義橋梁特質包括風格、造型、材質、色彩較為重要的一環，橋梁周邊環境可以是CBD 式的城市建筑群，可以是歷史悠久的文化古城，也可以是綠水青山的自然風光。根據環境和周圍景觀的不同，選擇不同類型的橋梁特質，使其能夠和諧的融入周圍景觀中，成為城市生活或者自然風光的一部分。橋梁風格分為現代與古典，莊嚴與活潑，動感與靜止等。橋梁造型分為曲線與直線、輕盈與厚重、高聳與延綿等，橋梁材質分為石材、混凝土、鋼結構、不銹鋼、耐候鋼等，橋梁色彩分為暖色與冷色、安靜與跳躍、消逝與突出等，選擇什么樣的橋梁特質是構思方案第二個重要的角度，決定了橋梁方案的外觀類型和整體感覺。除此之外，色彩、附屬、照明等細節設計也體現整體造型的風格。

2.3 文化與形態設計

在橋梁定位和特質確定之后，我們要對建橋所在城市進行文化的挖掘[4]。文化元素可以是歷史，可以是民俗，也可以是地域性符號，傳遞著方案設計的深層次思想內涵，可能決定方案創作的主題與概念，影響著建筑設計的發展方向[5]。在橋梁造型設計中如何恰當地融入地域性文化，從藝術到技術演變，對于橋梁形態設計的影響至關重要。橋梁方案與純粹的藝術不同，需要把抽象和形象思維相結合，在符合邏輯基礎上不斷大膽地設計創新，而社會的審美觀念會制約方案設計思維，猶如清代與宋代瓷器風格大相徑庭，任何建筑方案的產生都具有其時代特征，而優秀的設計創意都是綜合的、深度的提煉，絕非憑空想象或閉門造車。創意形成的過程一般是元素的調研、提煉、抽象、融合、推敲、成型一系列動作的組合，這需要一定的美學基礎和實踐。對于同樣的文化元素，不同的設計師演化得到的方案形態多種多樣，除了大膽的空間想象，構件比例的調整、截面的變化、各部分的重組等都影響著橋梁的造型。

2.4 空間設計

空間設計包括外部和內部兩個方面，從橋梁以外的角度看包括建筑尺度分析、天際線高度與構成分析、多角度視覺分析、結構比例優化等，是作為一個建筑體，從場地角度分析與周邊建筑物的關系以及自身各部分尺寸之間的關系。從橋梁內部空間考慮出發點是人和車使用的感受[6]，橋梁在實現其連接溝通功能基礎上，穿梭于橋上時可以給人以宏偉、厚重、秀麗、動感、輕盈等不同的感受，也有越來越多的橋梁，在橋上布置觀景平臺和休憩空間，在橋下布設休閑娛樂設施和交流空間，賦予其一定的建筑空間使用功能，在完成了造型及形態設計后對其外在和內在的空間進行推敲和設計，是景觀橋梁方案設計非常重要的一步，影響著最終方案的成形和審美。

2.5 結構設計

越來越多景觀橋梁設計趨向于合理的結構設計，從力學的角度實現美學的目標[7]。作為橋梁工程師應從橋梁專業的角度首先判斷出可選擇的橋型，并結合技術條件進行總體設計后才開始建筑方案的思考和創新，在建筑方案構思的過程中如果打破了原來的總體設計，再從橋梁專業角度判斷是否滿足其原有技術條件，或者是否可以突破原技術條件，這是一個互相影響和反復調整的過程。橋梁的景觀設計一般無法脫離傳統橋型，懸索橋、斜拉橋、拱橋、梁橋，在梳理的案例中不難發現結構受力最為復雜的懸索橋型景觀造型突破的可能性較小，而梁橋、拱橋、斜拉橋結構受力模式相對簡單，能夠突破傳統造型的可能性也更大。除外部技術條件外，結構本身的安全性需求決定了構件尺寸、比例、細節等設計，因此要求橋梁結構不斷地突破和創新，最終實現橋梁造型的創新[8]。

3 案例一：都柏林旋轉人行橋

都柏林旋轉人行橋方案為AC-CA 競賽獲獎方案，該方案旨在成為“一個動態鏈接，刺激多樣化的城市活動，促進壯觀的城市景觀”，見圖1。

圖1 都柏林旋轉人行橋

3.1 位置與功能定位

橋梁位于都柏林核心城區東部，東側3 km 即為海岸線。地塊和路網決定了該橋在通行功能之外需要有更大的延展性，應當成為一個具有豐富多樣性的綜合城市場所，在多個層面上實現周邊街區整體性的提升，相較于地標性，更應當強調的是融合性，見圖2。

圖2 都柏林旋轉人行橋位置及功能定位

3.2 環境與景觀風格

綜合性的城區性質、密集的街區地塊和較小的河流尺度，構成了橋梁的區域環境。橋梁的總體景觀塑造在整體輪廓的尺度上需要保持相對克制，而在橋面環境的尺度上精心雕琢，創造豐富的變化，整體風格上偏重于精致、自然和宜人，并體現深遠的時空感，見圖3。

圖3 環境與景觀風格

3.3 文化與形態設計

都柏林歷史長達一千余年，具有深厚的文化底蘊。橋梁有機的空間彎曲線形與城市會議中心、相鄰的豎琴橋相呼應，也與這座海濱城市的海洋文化相契合，曲線整體的對稱性延續了自格魯吉亞時期近300年的美學傾向，與整個城市在審美上產生強烈共鳴，見圖4。

圖4 都柏林旋轉人行橋空間彎曲線形

3.4 空間設計

設計師希望將橋梁打造為城市觸媒，旨在形成一個動態的鏈接促進多樣的城市活動：通行、會面、休憩、觀景等，甚至使其成為一個露天劇場，見圖5。在多種可能性中，設計師希望突出一點——創造一個環顧城市的空間，以實現對都柏林豐富歷史背景的充分展示。

圖5 都柏林旋轉人行橋空間設計

3.5 結構設計

橋梁長約120 m，寬約30 m，可轉動橋墩立于橋梁中心，形成T 形懸臂結構，利用桁架式挑臂實現橋面變寬和曲線造型，使橋梁結構與其形態完美融合，見圖6。

圖6 結構設計示意

4 案例二：三山大橋

三山大橋是為北京2022 冬奧會設計的跨媯河橋梁方案，在前往北京冬奧會的室外賽事主要舉辦地張家口的途中，這座大橋在山巒層疊的景觀中成為一座引人入勝的雕塑，見圖7。

圖7 三山大橋

4.1 位置與功能定位

大橋地處北京高密度的市區與城市北側跌宕河谷之間的門戶位置，緊鄰園博會用地，該地塊在展會結束后改造成為市民的休閑娛樂區。大橋連接各重要節點場所，成為更廣泛的北京擴展區總體規劃中不可或缺的公共聯系紐帶，從形式上把新區與北京的城市肌理融為一體。

4.2 環境與景觀風格

橋梁設計結合考慮了項目周邊起伏的山巒與河谷環境。在自然景觀中連續、流暢、延伸的曲線被運用到設計中，同時其雙螺旋結構又體現出人造物的精致和有序。設計師以一種后現代的筆觸將二者融合，使人與自然和諧相處的理念充分體現，令山景、河景、橋景相得益彰，見圖8。

圖8 三山大橋環境與景觀風格

4.3 文化與形態設計

設計師利用重復的空間圓環序列，打造出一個多層次的景觀形態，將山巒造型與奧運五環合二為一，將其精神內核和承載的期冀隱喻在具象的曲線之中，見圖9。

圖9 空間圓環序列打造多層次景觀形態

從側面看時，大橋似一系列山峰和山谷，與臨近的蔥郁山坡形成了和諧的對話；從頂部看，大橋通過類似DNA 的雙螺旋結構將媯河兩岸連接起來，陣列的圓環演變自奧運標志，象征人類團結。對于觀眾而言，大橋宛如一座多層次的標志，在各個視點呈現出不同的形象，見圖10。

圖10 大橋側面、頂部效果

4.4 空間設計

在前往奧運會賽事的途中，“穿越圓環”成為一個標志性場景，見圖11。天然綠籬和樹木帶將大橋的機動車道和人行道分隔開來，并連接了兩側的綠化河岸，進一步強化了大橋的“公共空間”屬性，同時實現人車分流。橋面寬度的變化使人行道存在多個廣場式區域，吸引市民駐足停留，為橋梁空間功能的拓展提供可能。

圖11 空間設計示意

4.5 結構設計

橋梁長度452 m，由三組交叉相連的拱形鋼結構組成，最大跨徑95 m。拱結構序列形成了一個預應力雙螺旋，在各自頂部和底部互為交叉支撐，主梁通過鋼索懸吊于拱。空間布置的拉索不僅提高了拱圈的整體穩定，還強化了整體結構的剛度。鋼索構成的波狀表面圍合成大橋的內部空間，見圖12。

圖12 結構設計示意

5 結語

景觀橋梁方案設計理念因人而異，沒有統一的法則，但在方案調研過程、考慮因素、思維邏輯方面有一定的規律可循。本文從大量方案中梳理出方案設計要點，根據幾大要點，橋梁工程師可以自行對其他方案案例進行分解和梳理，作為積累學習的方法論，吸收更多的方案設計邏輯和創造靈感。在創作方案時遵循以上要點作為切入點和考慮方向，能夠有效提高效率，因時因地做出多樣化的設計，筆者在工作實踐中收到良好的應用效果。