現(xiàn)代橋梁創(chuàng)新設(shè)計(jì)手法及應(yīng)用分析

黃璇

（廈門市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司，福建廈門 361000）

0 引言

當(dāng)前，我國橋梁工程在施工工藝方面已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，但在造型設(shè)計(jì)方面仍有上升空間。為避免橋型重復(fù)和缺乏創(chuàng)新等問題，應(yīng)將建筑、藝術(shù)、綠化等多元化要素融入橋梁設(shè)計(jì)之中，使橋梁在滿足結(jié)構(gòu)安全、交通流暢要求的同時(shí)，更具備現(xiàn)代美學(xué)特點(diǎn)，從而全方位提升民眾的出行體驗(yàn)。

1 橋梁與建筑結(jié)合

橋梁作為重要的公共交通設(shè)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(jié)合，使其具備更多功能。以維琪奧橋?yàn)槔?，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(jié)合，維琪奧橋讓當(dāng)?shù)刂閷毷兰叶紝⒌赇伆岬搅藰蛏蟍1]。這座石拱橋歷經(jīng)戰(zhàn)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(biāo)之一。在橋梁與建筑結(jié)合設(shè)計(jì)時(shí)，古代建筑結(jié)合橋梁的方式往往是把建筑直接移到橋上，而現(xiàn)代橋梁與建筑的結(jié)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(chuàng)新的形式，實(shí)現(xiàn)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(qū)的結(jié)構(gòu)性主干路，也是連接高速、高鐵站、機(jī)場的重要對外交通樞紐。經(jīng)過多次現(xiàn)場踏勘，獲取了項(xiàng)目所處位置的相關(guān)信息。當(dāng)?shù)厣诚拥缹?20m，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(jù)兩岸高程、周邊車流、周邊人流、通航要求等因素進(jìn)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(shè)計(jì)需要考慮以下因素：

首先，沙縣的環(huán)境特征是青山綠水，鳳崗大橋的橋梁風(fēng)格宜與沙縣區(qū)域的風(fēng)貌特征相協(xié)調(diào)。另外，沙溪又稱虬江，龍、鳳可作為橋型創(chuàng)造的文化元素。

其次，鳳崗橋是連接沙縣老城、生態(tài)新城的對外交通樞紐，橋梁造型應(yīng)與其地位相匹配，具有較強(qiáng)的標(biāo)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(yīng)與空間尺度相協(xié)調(diào)。

最后，根據(jù)當(dāng)?shù)氐某鞘性O(shè)計(jì)規(guī)劃，南岸需打造“濱江活力客廳”，因此鳳崗大橋的設(shè)計(jì)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(tǒng)、夜景吸引力的打造也是橋梁設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。同時(shí)，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(guān)注。

基于上述構(gòu)思，該項(xiàng)目將橋梁和建筑聯(lián)系在一起，設(shè)計(jì)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(gè)寬敞且風(fēng)雨無阻的公共空間。該橋能夠?qū)砂稙I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(shè)3 個(gè)圓形露臺(tái)，通過吊索拉起平臺(tái)。吊索上懸掛膜結(jié)構(gòu)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(shí)增強(qiáng)立柱的功能性。

鳳崗大橋主跨240m（52.5×2+67.5×2m），橋?qū)?8.5m，塔高21m。主體結(jié)構(gòu)布置成2 組倒三角形桁架形式，使其自身結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定性得到保證，下層的慢行空間不再設(shè)置橫向的交叉桿件，從而獲得了較為整潔的空間。桁架結(jié)構(gòu)通過外包穿孔板的裝飾（見圖3），將桁架桿件規(guī)整為錐形體，使空間更加簡潔、現(xiàn)代。此外，通過將曲線條外包穿孔鋼板柔化為曲線鋁板，并點(diǎn)綴金色條邊，營造出流動(dòng)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(nèi)部裝飾效果圖

圖4 鳳崗大橋夜景效果圖

2 橋梁與藝術(shù)結(jié)合

橋梁藝術(shù)從誕生之初，便與美緊密地聯(lián)系在一起，成為非常引人注目的公共藝術(shù)形式之一[2]。在古代，橋梁的藝術(shù)表現(xiàn)形式較為單一，主要體現(xiàn)在橋上或橋頭的一些裝飾處。例如，位于法國巴黎市區(qū)塞納河上的亞歷山大三世橋（見圖5）。橋上還有許多藝術(shù)品和雕塑，比如橋身雕刻的水生動(dòng)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(fù)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(shù)結(jié)合方面，古代橋梁多以裝飾華麗為美，而現(xiàn)代橋梁則以簡潔大方為美[4]。廈門思明區(qū)石亭路天橋設(shè)計(jì)就是現(xiàn)代橋梁藝術(shù)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)的體現(xiàn)（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(xué)校、公園等用地，如：市政府、市民政局、市檔案館、石亭社區(qū)、濱北小學(xué)及外國語中學(xué)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(cè)行人過街問題。橋位兩側(cè)各有5.1 和5.5m 路側(cè)帶，湖濱北路地下有地鐵2 號(hào)線區(qū)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(shí)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(diào)又具特色。為此設(shè)計(jì)人員通過把主體結(jié)構(gòu)放置在橋梁上部以盡可能降低橋面、縮短階梯，同時(shí)還能將橋身展現(xiàn)得更加纖細(xì)。在造型上，采用弧線設(shè)計(jì)，意圖使行人動(dòng)線顯得更加舒緩。向上的弧線所代表的視覺如龍舟，既表現(xiàn)出歡迎之姿，又有昂揚(yáng)向上之意。在此基礎(chǔ)上，橋梁結(jié)合結(jié)構(gòu)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(qiáng)化了市民對橋梁的印象，使整座橋梁更具藝術(shù)性、創(chuàng)新性。搭配夜景燈光后，呈現(xiàn)出靜謐、祥和的環(huán)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?qū)?m，橋凈高5.5m，梯道中央設(shè)置推車坡道，能夠滿足非機(jī)動(dòng)車、嬰兒車過街需求。在結(jié)構(gòu)方面，橋梁的上部結(jié)構(gòu)采用單側(cè)梁的形式，整體感強(qiáng)。兩端高、中間薄的梁體也最大化了橋中心的輕盈感，同時(shí)也與下方的V 型墩柱保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)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(dú)特性與辨識(shí)度，無論在行車視角還是步行視角都能展現(xiàn)出其獨(dú)特的地標(biāo)性。

3 橋梁與綠化結(jié)合

近年來，隨著低碳生活、生態(tài)城市等城市建設(shè)理念不斷更新，城市橋梁中的生態(tài)綠化設(shè)計(jì)成為橋梁創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思路之一。城市橋梁的綠化設(shè)計(jì)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(jí)樹空中廊橋（見圖9）。超級(jí)樹共有18 棵，12 棵位于超級(jí)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(jí)樹的結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土核心柱、鋼框架樹干、種植板和頂篷4個(gè)部分組成。其結(jié)構(gòu)既能當(dāng)作巨型藤蔓支架，又可以收集太陽能和雨水，自身產(chǎn)生的電能也可以滿足夜間照明需求。

圖9 新加坡超級(jí)樹

另外，在超級(jí)樹的頂端還設(shè)計(jì)了樹頂酒吧和距離地面20m 的空中體驗(yàn)廊橋。長度為128m 的空中橋梁將超級(jí)樹連接在一起，游客既可以近距離觀察超級(jí)樹的技術(shù)細(xì)節(jié)，又能從不同視角俯瞰濱海灣花園的風(fēng)景。超級(jí)樹融合了自然景觀、橋梁工程和綠色科技，展示了可持續(xù)設(shè)計(jì)和科技對城市景觀產(chǎn)生的積極影響。

4 結(jié)語

現(xiàn)代化城市建設(shè)發(fā)展對橋梁建設(shè)品質(zhì)提出了更高的要求，橋梁不僅要滿足結(jié)構(gòu)安全、交通流暢的要求，還要符合現(xiàn)代美學(xué)，且能夠與環(huán)保理念充分融合。因此，應(yīng)不斷加強(qiáng)對橋梁創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重視程度，運(yùn)用橋梁與建筑結(jié)合的觀點(diǎn)與方法，探究橋梁與藝術(shù)的共生關(guān)系，并將綠化融入橋梁設(shè)計(jì)的思路之中，以此設(shè)計(jì)出更具創(chuàng)新特點(diǎn)的橋梁。通過對國內(nèi)三明鳳崗大橋和廈門石亭路天橋的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析，從橋梁與建筑的結(jié)合、橋梁與藝術(shù)的結(jié)合等方面闡述了橋梁設(shè)計(jì)中的部分創(chuàng)新思路，希望能夠?yàn)榻窈髽蛄簞?chuàng)新設(shè)計(jì)提供借鑒。