現代橋梁創新設計手法及應用分析

黃璇

（廈門市市政工程設計院有限公司，福建廈門 361000）

0 引言

當前，我國橋梁工程在施工工藝方面已經達到世界領先水平，但在造型設計方面仍有上升空間。為避免橋型重復和缺乏創新等問題，應將建筑、藝術、綠化等多元化要素融入橋梁設計之中，使橋梁在滿足結構安全、交通流暢要求的同時，更具備現代美學特點，從而全方位提升民眾的出行體驗。

1 橋梁與建筑結合

橋梁作為重要的公共交通設施，除了要滿足最基本的通行功能之外，還可以通過與建筑的結合，使其具備更多功能。以維琪奧橋為例，其是意大利佛羅倫薩城市中的一座跨河石造拱橋（見圖1），是由美第奇家族修建。通過與建筑的巧妙結合，維琪奧橋讓當地珠寶世家都將店鋪搬到了橋上[1]。這座石拱橋歷經戰火的洗禮和洪水的侵襲，始終保持屹立，是佛羅倫薩著名的地標之一。在橋梁與建筑結合設計時，古代建筑結合橋梁的方式往往是把建筑直接移到橋上，而現代橋梁與建筑的結合方式則更加多樣化。例如，福建省三明市鳳崗大橋（見圖2），通過創新的形式，實現了功能與空間的巧妙融合。

圖1 意大利維琪奧橋

圖2 三明市鳳崗大橋

擬建的鳳崗大橋是沙縣主城區的結構性主干路，也是連接高速、高鐵站、機場的重要對外交通樞紐。經過多次現場踏勘，獲取了項目所處位置的相關信息。當地沙溪河道寬220m，鳳崗橋跨沙溪河及兩岸李綱路和國道G205，橋位距上游鐵路橋1000m，距下游西大橋615m，線位垂直于河岸。橋址北岸建筑密集，景觀帶層次分明，深受市民歡迎。南岸濱江道景觀偏野趣，山丘顯露，行人較少。兩岸建筑多為10 層以下的居民樓、公建樓。

根據兩岸高程、周邊車流、周邊人流、通航要求等因素進行分析，鳳崗大橋通航孔可為1×110m 或2×55m，橋梁寬度為雙向六車道+慢行道，橋梁外形設計需要考慮以下因素：

首先，沙縣的環境特征是青山綠水，鳳崗大橋的橋梁風格宜與沙縣區域的風貌特征相協調。另外，沙溪又稱虬江，龍、鳳可作為橋型創造的文化元素。

其次，鳳崗橋是連接沙縣老城、生態新城的對外交通樞紐，橋梁造型應與其地位相匹配，具有較強的標志性。

再次，兩岸濱水景觀帶寬35～40m，兩岸建筑較低矮，橋梁建筑體量應與空間尺度相協調。

最后，根據當地的城市設計規劃，南岸需打造“濱江活力客廳”，因此鳳崗大橋的設計還需要有方便兩岸溝通、提升南岸人氣的作用。此外，橋梁慢行系統、夜景吸引力的打造也是橋梁設計的要點。同時，從跨沙溪的橋梁天際線考慮，鳳崗大橋宜有一定高度。為此，濱江帶的行人視角、橋上行人行車視角、立面視角均需關注。

基于上述構思，該項目將橋梁和建筑聯系在一起，設計了雙層桁架橋的方案。上層為雙向四車道城市快速路，下層是供市民通行、休憩的慢行空間，在江面上打造出一個寬敞且風雨無阻的公共空間。該橋能夠將兩岸濱水空間連接在一起，如同古代“廊橋”，不僅能提供通行功能，還是人們聚集交流的場所。在下層的慢行空間，還增設3 個圓形露臺，通過吊索拉起平臺。吊索上懸掛膜結構帆，增加了立柱的體量感，使其與橋梁體量相匹配。此外，通過在柱頂懸掛燈具，替代車行橋路燈，避免過多燈桿影響橋梁景觀，同時增強立柱的功能性。

鳳崗大橋主跨240m（52.5×2+67.5×2m），橋寬18.5m，塔高21m。主體結構布置成2 組倒三角形桁架形式，使其自身結構的橫向穩定性得到保證，下層的慢行空間不再設置橫向的交叉桿件，從而獲得了較為整潔的空間。桁架結構通過外包穿孔板的裝飾（見圖3），將桁架桿件規整為錐形體，使空間更加簡潔、現代。此外，通過將曲線條外包穿孔鋼板柔化為曲線鋁板，并點綴金色條邊，營造出流動的空間感受，似波浪和游龍，故有“虬江”之意。平日夜間，該橋能夠出“星河虬龍”的意象（見圖4），浪漫而富有詩意。

圖3 鳳崗大橋內部裝飾效果圖

圖4 鳳崗大橋夜景效果圖

2 橋梁與藝術結合

橋梁藝術從誕生之初，便與美緊密地聯系在一起，成為非常引人注目的公共藝術形式之一[2]。在古代，橋梁的藝術表現形式較為單一，主要體現在橋上或橋頭的一些裝飾處。例如，位于法國巴黎市區塞納河上的亞歷山大三世橋（見圖5）。橋上還有許多藝術品和雕塑，比如橋身雕刻的水生動植物圖案，石柱上的鍍銅騎士群雕像、天使雕像等。法國亞歷山大三世橋橋上極盡奢華和繁復的雕塑裝飾使該橋成為巴黎塞納河上最華麗的橋梁[3]。在與藝術結合方面，古代橋梁多以裝飾華麗為美，而現代橋梁則以簡潔大方為美[4]。廈門思明區石亭路天橋設計就是現代橋梁藝術化創新設計的體現（見圖6）。

圖5 亞歷山大三世橋

圖6 廈門石亭路天橋

石亭路天橋位于廈門市湖濱北路與石亭路交叉口附近。天橋選址處距離最近的天橋480m，距離湖濱中路地鐵站285m，周邊為辦公、住宅、學校、公園等用地，如：市政府、市民政局、市檔案館、石亭社區、濱北小學及外國語中學等。行人過街需求量較大，故廈門石亭路天橋主要功能是解決湖濱北路兩側行人過街問題。橋位兩側各有5.1 和5.5m 路側帶，湖濱北路地下有地鐵2 號線區間段隧道，覆土深度約10～12m。湖濱北路地下管線多為電力、給水、通訊等管線，管線遷改工作量較少，天橋具備可實施性。

由于天橋的跨度為35m，周邊多為公共建筑，因此天橋造型宜輕盈、低調又具特色。為此設計人員通過把主體結構放置在橋梁上部以盡可能降低橋面、縮短階梯，同時還能將橋身展現得更加纖細。在造型上，采用弧線設計，意圖使行人動線顯得更加舒緩。向上的弧線所代表的視覺如龍舟，既表現出歡迎之姿，又有昂揚向上之意。在此基礎上，橋梁結合結構受力需求，兩端梁高較大處采取挖空處理，既增加了橋梁的通透感、消減了體量，又豐富了橋梁立面造型（見圖7）。挖空的造型以三角梅為意向，強化了市民對橋梁的印象，使整座橋梁更具藝術性、創新性。搭配夜景燈光后，呈現出靜謐、祥和的環境氛圍（見圖8）。

圖7 石亭路天橋立面效果圖

圖8 石亭路天橋夜景效果圖

石亭路天橋跨度29m，橋長35m，橋寬3m，橋凈高5.5m，梯道中央設置推車坡道，能夠滿足非機動車、嬰兒車過街需求。在結構方面，橋梁的上部結構采用單側梁的形式，整體感強。兩端高、中間薄的梁體也最大化了橋中心的輕盈感，同時也與下方的V 型墩柱保持結構穩定，整體方案最大化了橋梁的通透性與輕盈感，也保持了橋型的獨特性與辨識度，無論在行車視角還是步行視角都能展現出其獨特的地標性。

3 橋梁與綠化結合

近年來，隨著低碳生活、生態城市等城市建設理念不斷更新，城市橋梁中的生態綠化設計成為橋梁創新設計的思路之一。城市橋梁的綠化設計既能美化橋梁，減少熱輻射，又能增加城市的綠化率，提升城市品位[5]。

新加坡濱海灣公園里的超級樹空中廊橋（見圖9）。超級樹共有18 棵，12 棵位于超級樹林，其余6 棵每3 棵作為一組，分別位于入口廣場和蜻蜓湖[6]。超級樹的結構由鋼筋混凝土核心柱、鋼框架樹干、種植板和頂篷4個部分組成。其結構既能當作巨型藤蔓支架，又可以收集太陽能和雨水，自身產生的電能也可以滿足夜間照明需求。

圖9 新加坡超級樹

另外，在超級樹的頂端還設計了樹頂酒吧和距離地面20m 的空中體驗廊橋。長度為128m 的空中橋梁將超級樹連接在一起，游客既可以近距離觀察超級樹的技術細節，又能從不同視角俯瞰濱海灣花園的風景。超級樹融合了自然景觀、橋梁工程和綠色科技，展示了可持續設計和科技對城市景觀產生的積極影響。

4 結語

現代化城市建設發展對橋梁建設品質提出了更高的要求，橋梁不僅要滿足結構安全、交通流暢的要求，還要符合現代美學，且能夠與環保理念充分融合。因此，應不斷加強對橋梁創新設計的重視程度，運用橋梁與建筑結合的觀點與方法，探究橋梁與藝術的共生關系，并將綠化融入橋梁設計的思路之中，以此設計出更具創新特點的橋梁。通過對國內三明鳳崗大橋和廈門石亭路天橋的設計方法進行分析，從橋梁與建筑的結合、橋梁與藝術的結合等方面闡述了橋梁設計中的部分創新思路，希望能夠為今后橋梁創新設計提供借鑒。