整合與聚集＊
——由穆勞橋引發(fā)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思考

張思慧 賈慧娟

1 清華大學(xué)建筑學(xué)院

2 金陵科技學(xué)院

穆勞橋采用梁式橋結(jié)構(gòu)，跨度47m。梁的部分為無腹式桁架結(jié)構(gòu)，桁架上下翼緣板呈T形，由松木層壓材經(jīng)釘梢組合而成。結(jié)構(gòu)腹板是由CLT板組合成的兩面中空的木墻，底部翼緣板下端層級(jí)材內(nèi)置預(yù)應(yīng)力鋼索，使得結(jié)構(gòu)下弦的受力性能得到顯著提升。該橋位于奧地利穆勞鎮(zhèn)中一座中世紀(jì)木橋的原址處，其南岸是居于小鎮(zhèn)最高點(diǎn)的汽車站和市政府，北岸是一片松散布置的老城區(qū)和一條沿湖散步道，兩岸之間有接近10m的高差（圖1～4）。穆勞橋建于1995年，由瑞士梅里&彼得事務(wù)所（Meili &Peter）和結(jié)構(gòu)師約格·康策特（Jurg Conzett）共同設(shè)計(jì)完成。

1 結(jié)構(gòu)與空間的整合

1.1 結(jié)構(gòu)要素與空間要素

橋梁的結(jié)構(gòu)與空間通常采用上下分層的布局方式，結(jié)構(gòu)在橋面以下形成獨(dú)立區(qū)域，行人在支撐結(jié)構(gòu)之上穿行。但穆勞橋采用了不同的方式，將結(jié)構(gòu)與空間在同一層級(jí)內(nèi)并置，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成交通空間。同時(shí)，將結(jié)構(gòu)要素與屋頂、地面、墻體等空間圍合要素整合在一起，屋頂與地面作為桁架結(jié)構(gòu)的上下翼緣板，墻體承擔(dān)結(jié)構(gòu)腹板的功能。此外為保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，兩側(cè)廊道、欄桿和屋頂挑檐等圍護(hù)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)分離，作為可替換部分覆蓋于主體結(jié)構(gòu)之上（圖5～7）。這種物質(zhì)層面的整合，為結(jié)構(gòu)與空間的進(jìn)一步的整合創(chuàng)造了基礎(chǔ)。

1.2 結(jié)構(gòu)的空與空間的空

結(jié)構(gòu)與空間的整合不僅包括結(jié)構(gòu)實(shí)體與空間圍合要素之間的整合，還包含結(jié)構(gòu)的空與空間本身在虛體層面的整合。結(jié)構(gòu)的發(fā)展呈現(xiàn)出從實(shí)體到空間的發(fā)展趨向，結(jié)構(gòu)的空形成于結(jié)構(gòu)效率的提升。但本質(zhì)上，結(jié)構(gòu)的空是一種無用的空（Void），指?jìng)鬟f力流的必要實(shí)體之外的冗余部分。相比之下，空間的空（Space）則是完全不同的概念，其所指代的不是剩余部分而是主體，這一點(diǎn)老子在《道德經(jīng)》中有詳細(xì)的論述“埏埴以為器，當(dāng)其無，有器之用。鑿戶牖以為室，當(dāng)其無，有室之用。故有之以為利，無之以為用?！?/p>

穆勞橋在結(jié)構(gòu)類型上接近無腹式桁架結(jié)構(gòu)，構(gòu)成結(jié)構(gòu)的翼緣與腹板在水平與豎向兩個(gè)維度上形成結(jié)構(gòu)空隙。不同于普通的無腹式桁架結(jié)構(gòu)單純?cè)醋粤W(xué)需求的空間布局，為了使行人獲得豐富的穿行體驗(yàn)和對(duì)周圍自然環(huán)境的深層感知，建筑師在橋端部設(shè)置了兩處微妙的空間轉(zhuǎn)折，其與橋中段的開放區(qū)域一起形成了連續(xù)變化的空間場(chǎng)景。這種來自空間思考的感性力量，打破了技術(shù)理性之下建立的空間生成邏輯。通過結(jié)構(gòu)效率與空間感知相互融合，結(jié)構(gòu)的空得以從“無用”走向“有用”，空間的空獲得了一份源自結(jié)構(gòu)的張力（圖8～11）。

1.3 結(jié)構(gòu)與空間的矛盾性與互補(bǔ)性

1 穆勞橋周圍的自然人文環(huán)境

2 穆勞橋與河岸的高差關(guān)系

3 建造中的穆勞橋

4 建造中的穆勞橋

5 作為墻體的結(jié)構(gòu)腹板

6 主體結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系

7 立面圖

8 空間場(chǎng)景

9 空間場(chǎng)景

10 空間場(chǎng)景

11 空間場(chǎng)景

12 結(jié)構(gòu)模型示意圖

13 結(jié)構(gòu)分解軸測(cè)圖

14 平面圖

15 剖面圖

16 建成后實(shí)景

17 建成后實(shí)景

18 彎矩圖

19 穆勞橋躍于水上

在結(jié)構(gòu)與空間整合的關(guān)系中，結(jié)構(gòu)的布局不僅僅指向技術(shù)理性的單一需求，而是滿足整體的合理性。正如原哈佛大學(xué)設(shè)計(jì)研究生院院長(zhǎng)莫恩·莫斯塔法維（Mohsen Mostafavi）的評(píng)價(jià)，在這個(gè)橋的設(shè)計(jì)中我們看到的不是對(duì)單一學(xué)科完美狀態(tài)的追求，而是通過激發(fā)他者的可能性從而獲得整體力量的增強(qiáng)，好像構(gòu)成一捆纖維中纖細(xì)的一束[1]。因此為了使基于整體的目標(biāo)和合理性獲得最大的實(shí)現(xiàn)，作為單一技術(shù)條件下對(duì)于結(jié)構(gòu)效率最大化的追逐需要保持在一種適度的狀態(tài)下，以達(dá)到與其他非技術(shù)要素之間的平衡。本案中，為回應(yīng)空間需求而選擇的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)并不是最高效的，相較于標(biāo)準(zhǔn)的無腹式桁架結(jié)構(gòu)，這種布局方式需要更多克服結(jié)構(gòu)偏心和彎矩分布不均勻等問題（圖12）。而從整體出發(fā)，這種結(jié)構(gòu)布局很好地回應(yīng)了空間的需要，并實(shí)現(xiàn)了與周圍自然環(huán)境之間的對(duì)話關(guān)系。

此外，結(jié)構(gòu)與空間除了矛盾關(guān)系之外還存在著一種相反相成的互補(bǔ)關(guān)系1。由于木桁架節(jié)點(diǎn)做法較為復(fù)雜，如果結(jié)構(gòu)腹板位于翼緣板的中軸線位置則難以通過裝配式的建造方法有效解決兩者之間的連接問題。但空間作用下的結(jié)構(gòu)布局方式突破了自身的弊端，使得腹板得以從翼緣板的中心移至邊緣，通過螺栓和抗變形的預(yù)制鋼構(gòu)件的簡(jiǎn)單做法即可滿足節(jié)點(diǎn)的剛性需求（圖13）。同時(shí)錯(cuò)動(dòng)的空間布局有效增加了結(jié)構(gòu)的慣性矩，通過增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗扭轉(zhuǎn)的能力使其整體的穩(wěn)定性獲得提升。此外，這種互補(bǔ)關(guān)系還體現(xiàn)在翼緣板的斷面尺度上。出檐尺度一方面是出于屋面遮風(fēng)擋雨的需要，另一方面屋檐寬闊的表面有效抵抗了橋身中部的巨大彎矩，實(shí)現(xiàn)了空間尺度與結(jié)構(gòu)尺度的統(tǒng)一（圖14，15）。

2 從整合到聚集

海德格爾說：“橋與河岸一道，總是把一種又一種廣闊的后方河岸風(fēng)景帶向河流。它使河流、河岸和陸地進(jìn)入相互臨近關(guān)系之中，橋把大地聚集為河流四周的風(fēng)景[2]?！?/p>

穆勞橋?qū)ν獠繄?chǎng)所的思考融合在結(jié)構(gòu)與內(nèi)部空間的整合設(shè)計(jì)中，具體體現(xiàn)在兩個(gè)特殊的位置，一處是上下橋時(shí)狹長(zhǎng)而幽暗的空間轉(zhuǎn)折，既觸發(fā)了結(jié)構(gòu)與空間的整合，又以一種和緩的方式將外部空間帶向橋面；另一處位于橋中段兩條人行流線的交匯處，結(jié)構(gòu)徹底打開豎向支撐構(gòu)件的包裹，在中間20m的開敞空間中形成對(duì)外部環(huán)境的收納和聚集（圖16，17）。在這里，一部分人從距離橋面10m以上的公共車站到達(dá)半山腰的舊城鎮(zhèn)，另一部分人從穆勞河岸邊的散步道至對(duì)岸，不同的人流經(jīng)過兩個(gè)微妙的空間轉(zhuǎn)折在此匯聚，停下穿行的腳步，視線隨著屋檐延伸向遠(yuǎn)方，自身也沉浸在穆勞河及其兩岸的自然和人文景觀中……可以說這種聚集的狀態(tài)，喚醒了結(jié)構(gòu)對(duì)于外部場(chǎng)所的感知，使得穆勞橋以一種視覺和知覺感知的空間形態(tài)，呈現(xiàn)出人們對(duì)海德格爾所描繪的聚集了天地人神的橋的想象。

另外在結(jié)構(gòu)與空間整合的前提下，這種聚集不僅體現(xiàn)空間層面的橋?qū)Νh(huán)境要素的聚集，也包含結(jié)構(gòu)層面的橋?qū)夹g(shù)要素的聚集。由于橋中段20m水平空間的橋中心位置是橋面彎矩最大的地方（圖18），也形成了身體對(duì)力流最強(qiáng)烈的感知。因此這個(gè)特殊的空間點(diǎn)，無論在物理層面還是精神層面都展現(xiàn)出凝聚的重量感，而這份源自空間的重量最終被結(jié)構(gòu)底部的預(yù)應(yīng)力鋼索化解掉，使穆勞橋得以“輕松而有力地飛躍于河面之上[2]”（圖19）。

3 結(jié)語

在整合思維引導(dǎo)下，穆勞橋的結(jié)構(gòu)思考以一種迂回的方式抵達(dá)技術(shù)理性的需要，使得空間與結(jié)構(gòu)把對(duì)橋的思考帶入一個(gè)整體，達(dá)到力學(xué)可靠性與情感豐富性之間的動(dòng)態(tài)平衡。同時(shí)通過對(duì)周圍環(huán)境的聚集，穆勞橋得以超越作為一個(gè)單純的提供支撐和跨越功能的橋，實(shí)現(xiàn)與天地的共同筑造。進(jìn)而，穆勞橋通過整合實(shí)現(xiàn)了對(duì)結(jié)構(gòu)范式的拓展，通過聚集抵達(dá)橋之所是。