橋梁設(shè)計中的藝術(shù)性設(shè)計探討

武 文 杰

(東南大學(xué)交通學(xué)院，江蘇 南京 211100)

0 引言

畫作的名字叫做《睡蓮》，出自法國印象派畫家克勞德·莫奈，他也是印象派的代表人和創(chuàng)始人之一。繪畫中不僅只有美麗的睡蓮，樹的倒影，還有一座意境優(yōu)美的拱橋。這座拱橋雖然構(gòu)造簡單，在橋梁工程師眼中，這種結(jié)構(gòu)甚至不能保證結(jié)構(gòu)自身的安全，但是不能否認(rèn)，橋面的曲線、色彩、光影，都使得這座橋梁與周圍的環(huán)境融為一體，意境優(yōu)美?？梢姌蛄翰粌H是一個交通功能性質(zhì)的建筑，還是一個具有藝術(shù)性、美學(xué)性的藝術(shù)品，如圖1所示。

在古今中外繪畫中，不乏橋梁的身影。以中國古代繪畫中的橋梁為例，有鄉(xiāng)間小橋，簡單而意境悠遠(yuǎn)。也有繁華市井中的橋梁，熱鬧而宏偉?？梢姌蛄阂呀?jīng)深深融入到人們的生活中，進(jìn)入藝術(shù)家的視野里。

1 橋梁設(shè)計現(xiàn)狀的原因及藝術(shù)性的需求

1.1 橋梁涉及現(xiàn)狀的原因

在《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定橋梁的設(shè)計原則為：安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀。在達(dá)到橋梁基礎(chǔ)功能的基礎(chǔ)上，我們要追求橋梁施工的環(huán)保與美學(xué)設(shè)計。

但是，實(shí)際上，在橋梁設(shè)計時，尤其是中大型橋梁，橋梁工程師往往更重視橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計，確保其安全性能與交通性能，而忽視橋梁的美觀。

對于一般橋梁設(shè)計師而言，他們?nèi)鄙賹γ缹W(xué)的了解，而更加了解結(jié)構(gòu)的性能與穩(wěn)定性，耐久性，施工性能等實(shí)用方面，尤其對于中大型橋梁而言，無論是跨度等規(guī)模性問題，還是穩(wěn)定性使用壽命等安全性問題，在施工階段，都面臨著很多的技術(shù)難題，所以橋梁建筑師在主觀上會舍棄一些所謂“華而不實(shí)”的設(shè)計，以保證施工相對簡單一些；而對于建筑師與景觀設(shè)計師而言，雖然對美學(xué)有深刻的理解，但是其對橋梁結(jié)構(gòu)不太了解，當(dāng)然不可以隨意的設(shè)計其外形，而舍棄其最為重要的交通性能。

一些中型和大型橋梁作為一個城市的公用建筑設(shè)施，完全可以成為一個地方的地標(biāo)建筑，在完成其交通使命的同時，可以將藝術(shù)性付諸其中，成為一個集實(shí)用性與藝術(shù)于一體的交通建筑。

1.2 橋梁設(shè)計的藝術(shù)性需求

在飛速發(fā)展的現(xiàn)在，人們對橋梁的需求不僅僅是一個通常意義上的交通設(shè)施，也喜歡把橋梁當(dāng)作一個景觀，需要“橋上有景，景中有橋，景橋交融，橋路皆景”的橋梁設(shè)計。

如今我國正在從橋梁大國走向橋梁強(qiáng)國，橋梁的規(guī)模與施工工藝不斷創(chuàng)新與完善，已經(jīng)擁有自主建造大型與特大型橋梁的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，但是對于橋梁美學(xué)的水平與造詣相對西方而言，仍較為落后。

相比國內(nèi)，西方橋梁的美學(xué)設(shè)計更為成熟與優(yōu)秀，我們可以從西方橋梁美學(xué)設(shè)計中汲取經(jīng)驗(yàn)與技能，應(yīng)用到符合我國文化與國情的橋梁建設(shè)中去。

2 橋梁藝術(shù)性設(shè)計的發(fā)展及幾種設(shè)計方法

2.1 橋梁的藝術(shù)性設(shè)計的發(fā)展

19世紀(jì)，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，新材料被不斷發(fā)明，隨之而來的是新構(gòu)造與新的施工技術(shù)。亨利·墨菲，美國著名的建筑設(shè)計師，曾設(shè)計清華大學(xué)校園，他說：將有一類人，不需要多久，能掌握藝術(shù)。這些藝術(shù)家、新建筑的創(chuàng)造者是工程師。工程師不僅僅只是橋梁穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的設(shè)計者，更是藝術(shù)品的締造者。

人們對于橋梁的藝術(shù)性設(shè)計越發(fā)重視，例如：20世紀(jì)，萊文哈特在他的著作《橋梁建筑藝術(shù)和造型》中呼吁美學(xué)，對世界橋梁設(shè)計有著深遠(yuǎn)的影響。

2.2 橋梁的藝術(shù)性設(shè)計的幾種方法

在這里，提出幾種橋梁藝術(shù)性設(shè)計方法：

1)仿生設(shè)計。

自然美，指自然界中原來就有的、不是人工創(chuàng)造的或未經(jīng)人類直接加工改造過的物體的美。

亞里士多德提出過以下理論：

a.由于自然不僅有其規(guī)定性、有其形式、有其可變性，而且有目的，因而它是美的。

b.在此意義上，美的自然可以作為藝術(shù)的借鑒，因而，藝術(shù)可以而且應(yīng)當(dāng)模仿自然。

在此基礎(chǔ)上，我們可以將自然美學(xué)應(yīng)用于實(shí)際生活中，也就是仿生理念。

仿生理念是藝術(shù)設(shè)計的重要思路，眾所周知自然生物界經(jīng)歷了成千上百億萬年的進(jìn)化，諸多生命結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的美學(xué)，當(dāng)然這種仿生設(shè)計也可以應(yīng)用到橋梁設(shè)計中去。

其實(shí)仿生設(shè)計早已運(yùn)用到橋梁設(shè)計中，不僅是因?yàn)槊缹W(xué)，也因?yàn)槠洫?dú)特的結(jié)構(gòu)性能。如懸索橋的發(fā)展由來就是因?yàn)樘俾某瑥?qiáng)跨越能力，懸索橋主纜的六邊形構(gòu)造就是源于蜂窩構(gòu)造特性。

在結(jié)構(gòu)仿生方面，如圖2所示，卡拉特拉瓦設(shè)計作品，位于耶路撒冷的 Chords Bridge，就是基于對人體腿骨的仿生理念進(jìn)行設(shè)計建設(shè)的，這座橋梁也成為城市的重要地標(biāo)性結(jié)構(gòu)。

另外我們也可以采用功能機(jī)理仿生，例如斜拉橋的受力原理是根據(jù)賽臺上推舉運(yùn)動員的姿態(tài)與受力特點(diǎn)而設(shè)計。圖3是著名的法國諾曼底大橋，也是一座斜拉橋，看上去像一個從混凝土橋塔上伸出的鋼索所編成的巨大蜘蛛網(wǎng)，支撐起整個橋身，將荷載與自重傳遞給墩柱。

目前國內(nèi)也逐步出現(xiàn)仿生設(shè)計的橋梁。例如圖4 南京眼步行橋，兩個圓形的主塔就像人的兩只眼睛，也因此而得名，成為南京的地標(biāo)建筑之一。

2)將繪畫要素與橋梁設(shè)計結(jié)合。

在橋梁設(shè)計時，可以將紋理、色彩等要素與橋梁設(shè)計結(jié)合起來，并與周邊環(huán)境相映襯。

以色彩為例：色彩是能引起我們共同的審美愉悅的、最為敏感的形式要素。色彩是最有表現(xiàn)力的要素之一，因?yàn)樗男再|(zhì)直接影響人們的感情。豐富多樣的顏色可以分成兩個大類無彩色系和有彩色系，有彩色系的顏色具有三個基本特性：色相、飽和度、明度。

例如圖5 美國的金門大橋：

峙于美國加利福尼亞洲舊金山金門海峽之上，是世界著名的橋梁之一。

金門大橋采用褐紅色的橋身，飽和度和明度都很高，給人視覺上的色彩沖擊。日常維護(hù)中，也需要經(jīng)常給橋身涂漆，原因之一就是保證它顏色的飽和度和明度。

當(dāng)然，對于美學(xué)而言，協(xié)調(diào)也是極其重要的。例如在繪畫中，整體意識極其重要。整體存在于造型的各種因素里，從輪廓到色調(diào)，從形體表現(xiàn)到空間表現(xiàn)無處不在。在橋梁設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)將橋梁與周圍景觀視為一幅畫，以保持其與周圍景觀的融合與協(xié)調(diào)。金門大橋褐紅色的橋身在四周環(huán)境下格外顯眼，非常艷麗好看。在日出日落之時，與陽光互相映襯，及其美麗。金門大橋以濃霧聞名，在濃霧之下，褐紅色的橋身格外顯眼。

3)結(jié)合當(dāng)?shù)匚幕亍?/p>

當(dāng)?shù)匚幕攸c(diǎn)是當(dāng)?shù)厮囆g(shù)的瑰寶，是在歷史洪流中經(jīng)過選擇、競爭保存下來的優(yōu)秀內(nèi)涵。一座橋梁不可能脫離外界客觀環(huán)境而獨(dú)立存在，所以我們應(yīng)該將橋梁賦予一定當(dāng)?shù)氐奈幕蛩?。將?dāng)?shù)氐乃囆g(shù)元素填加到橋梁設(shè)計中。

我們以圖6倫敦塔橋?yàn)槔?/p>

倫敦塔橋兩側(cè)是用花崗石和鋼鐵建成的高塔，高約60 m，分上下兩層。從外表來看，類似維多利亞時代的磚石塔。塔橋兩端由4座石塔連接， 兩座主塔高35 m，遠(yuǎn)望如兩頂皇冠，莊重而神圣。

維多利亞時代是指維多利亞女王統(tǒng)治時期，他在位的63年是英國最強(qiáng)盛的“日不落帝國時期”，是英國工業(yè)革命的頂點(diǎn)。維多利亞時代科學(xué)發(fā)明達(dá)到繁盛，人們相信科學(xué)，對于工業(yè)革命充滿了興趣和信心。汽船的出現(xiàn)使得運(yùn)輸和貿(mào)易達(dá)到了前所未有的繁榮興旺。經(jīng)濟(jì)方面，達(dá)到全盛時期，當(dāng)時英國的經(jīng)濟(jì)占到了全球的70%。在這個時期，文化也達(dá)到了一定高度，流派包括古典主義，新古典主義，浪漫主義，印象派藝術(shù)，以及后印象派，有百家爭鳴的意味。

所以說維多利亞時期是英國國力強(qiáng)盛的代表之一，代表著當(dāng)?shù)氐膬?yōu)秀文化。

維多利亞式時期的建筑，多為鮮艷華麗的房子，三角形山墻，房頂高聳，屋檐突出。軸輪狀或扇形斗拱、有時尚有角樓、帶門廓柱的陽臺。倫敦塔橋兩側(cè)的高塔就是這樣的建筑，可以說是一件富有歷史底蘊(yùn)的藝術(shù)品。

4)結(jié)構(gòu)設(shè)計的個性特點(diǎn)。

藝術(shù)形象是個性與共性的統(tǒng)一。對應(yīng)于橋梁設(shè)計中，就其共性而言，按受力特點(diǎn)分，有梁式橋、拱式橋、懸索橋、斜拉橋、剛構(gòu)橋和組合體系橋。這些橋梁分類是根據(jù)其結(jié)構(gòu)特性所決定的，主要取決于其受力、施工等實(shí)際應(yīng)用性能，是不易改變的。如何在類似的橋梁設(shè)計中脫穎而出。就需要從功能性，技術(shù)創(chuàng)新性等方面考慮。在一定意義上也是創(chuàng)造性的藝術(shù)美。

我們還以倫敦塔橋?yàn)槔?，兩塔之間的跨度為60多米，塔基和兩岸用鋼纜吊橋相連。橋身分為上、下兩層。

上層為懸空人行道，行人從橋上通過，可以欣賞泰晤士河的美麗風(fēng)光。橋塔內(nèi)設(shè)樓梯上下，內(nèi)設(shè)博物館、展覽廳、商店、酒吧等。這是一般橋梁少有的形式，很少有橋梁會設(shè)置雙層路面，而且有一層是用以行人通行。塔樓的設(shè)計很巧妙，而且在橋梁上建造用以商業(yè)等用途的建筑也是很少見的。

下層用于車輛通行。當(dāng)泰晤士河上有萬噸船只通過時，主塔內(nèi)機(jī)器啟動，橋身慢慢分開，向上抬起，船只過后，橋身慢慢落下，恢復(fù)車輛通行。這也成為吸引游人觀賞的景觀。

設(shè)計者結(jié)合當(dāng)?shù)亟煌ǖ奶匦?，賦予這座橋梁創(chuàng)造性的功能設(shè)計、顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知中船只等通過橋梁需要一定凈空的設(shè)計理念，除此之外還帶有一定的趣味性，可以說是橋梁建筑史上的藝術(shù)品之一。

3 結(jié)語

在橋梁設(shè)計時，不僅需要考慮其交通特性與結(jié)構(gòu)特性，橋梁的美學(xué)性、藝術(shù)性也需要考慮在內(nèi)。

在橋梁藝術(shù)設(shè)計方面，可以從仿生設(shè)計、美學(xué)元素、文化內(nèi)涵、獨(dú)特特性的角度來進(jìn)行設(shè)計。將結(jié)構(gòu)性能與藝術(shù)性相結(jié)合，設(shè)計出可以成為一個區(qū)域地標(biāo)建筑的優(yōu)秀橋梁建筑。