谈孟克河人行桥的美学设计
2010-07-08
1.前言
在交通日益发达的今天，人们对桥梁建筑提出了更高的要求，优秀的桥梁建筑不仅揭示了人类社会的发展，也体现出人类智慧与伟大的创造力。在发现美、追求美的过程中人们的审美意识、审美情趣及审美理论更为成熟、更为系统化。对于桥梁建筑，人们己不再满足其单纯作为交通运输上的构筑物的要求。而是将其视为一种空间艺术结构物融人人们的社会文化生活之中。桥梁在显示了它强大的沟通功能外，同时也成就了不朽的建筑艺术，它形成了一道道优美的风景，成为一座又一座城市的形象标志，它是美的载体，而美也是桥梁不可或缺的设计原则之一。
尤其对于人行天桥来说，为提高城市路网的通行能力、确保行人过街安全方便，城市人行天桥的建设日益增多。城市人行天桥的建设对提高车辆运行速度、实现人车分流、改善交通拥挤状况，提高城市居民步行条件等有良好交通和社会效益，因而越来越受到城市建设部门的重视。另外，城市人行天桥是与当地行人和附近居民接触最密切的建筑物，它具有建筑结构简单、工期短、投资较少、施工较易、施工期基本不影响交通和附近建筑的安全，与地下管线的矛盾易解决、维护方便等优点。但老式人行天桥仅从满足人流交通需求出发，忽视人行桥的美学设计，建成后不仅桥本身无美感与周围环境也不相协调。因此长时间以来，人们对天桥的建设多心存疑虑。一座好的城市人行桥不仅仅为满足交通需求，更进一步使天桥建成后可成为城市中一道新的风景线。
2.桥梁设计的美学考虑
2.1 桥梁的美学设计
桥梁作为二维空间中存在的具有体积、平面、线条、材料、色彩等众多因素的立体作品，如何使它的美具有丰富的内涵和内在的规律，使得桥梁美学(Bridge Aesthetics)应运而生。它以桥梁为主体，以广义美学原理为基础形成了在桥梁艺术和技术设计以及评价其美学效应时应当遵循的特定的美学原理、准则以及方法。概括而言，桥梁美学就是研究桥梁艺术和技术美的根源理论以及创造和展示桥梁艺术美和技术美的科学。
2.2 桥梁美学设计的基本观点
桥梁美学与桥梁技术不可分割，它谋求工程方面和精神方面的统一。它的基本观点是：充分满足工程规范而外观形貌尽量完美并与环境协调。正如德国铁道工程师鲁克维德所说：“要设计美的桥梁，就必须使科学与艺术密切结合”。桥梁美学中的所谓桥梁美，应当理解为技术美，是技术与美的统一，它产生于桥梁设计过程之中。桥梁的技术美包括“形式美”和“功能美”以及“与环境因素协调美”三个要素。世界公认，罗马人与中国人是古代最伟大的桥梁工程师。我国古代桥梁无论是造型设计、工程技巧、文化蕴涵，还是人文景观，都在世界上具有很高的地位。其中最能反映我国造桥水平的是修建于隋代的赵州桥，距今已有一千二百多年的历史，是桥梁设计中融功能、技术、经济、美观于一体的典范，1991年被美国土木工程学会评为国际土木工程里程碑建筑之一。美国东部北卡罗纳州(LinnCove)高架桥荣获1985年美国优秀设计奖。它的美来自简洁的线条、色彩调和的混凝土和壮观的几何形状，然而更重要的是它与周围环境融为一体，它不仅是山区的道路，而且成了环境的一部分。我国吉林省松花江大桥，依山傍水，桥型设计比例恰当，全桥美观悦目，与秀丽的松花江交映生辉令人流连忘返。
2.3 桥梁设计的美学标准
桥梁必须同环境相容。其本身作为一个整体，在视觉上也要使人愉快。以上两点是桥梁设计的美学标准。
环境可以理解为空间因素和时间概念。这是评价桥梁与环境是否和谐的两个基本因素。
(1)空间因素
自然风光及地形的规模和特点；人工环境的规模和特点。
(2)时间因素
当地桥梁建设的历史和传统；技术和文化水平。而在桥梁本身的设计中，必须考虑下面二点：
①技术效应的景观化：透明；柔细；结构体系的空间与稳定的发展；整体结构作用。
②整个结构的条理和一体化：结构体系的简洁组合；所有结构构件截面形状的连贯和统一；艺术外形。
2.4 桥梁美学设计的三要素及其实现方法
桥梁美学其美学构成与其它建筑物、道路等相比，既具有共性，也具有个性，它与桥梁技术的发展是紧密结合在一起的，两者有机结合以求工程结构和精神审视的和谐统一。它属于现代美学中的技术美学的范畴，是技术与美的和谐统一，在桥梁设计过程中产生，在桥梁结构的实现中得到表现。包括“形式美”、功能美”以及“与环境协调美”三个要素。
(1)形式美
由于桥梁是在水平方向上很长的立体建筑物，纵横方向尺度显著不平衡，并且作为通透建筑物其观察视角是多方向的，因而对桥梁的形式美提出了很高的要求，一般主要借助于比例、对称、韵律、重复、交替、层次等手法来完成。
比例一般包括两个方面：一是桥梁建筑整体或局部本身的长、宽、高之间的大小关系；二是桥梁建筑整体与局部或局部与局部相互之间的大小关系。对称即相似性在分割线或分割线两边的对应性，是一种行之有效的获得美的手法。作为桥梁造型中常用的结构方式，其实现手法有很多种，如镜面对称、平移对称、旋转对称、结晶对称、体量对称、完全对称、不完~x,-j称和其中几种的组合等。如从我国古代就开始修建的石拱桥多采用奇数跨就是对称的运用。
韵律指桥梁结构中体型、线条的有组织的变化和有规律的重复，变化与重复形成有节奏的韵律感，使桥梁整体形象功能突出而不失俊俏活泼，简练而鲜明、生动而富有活力。
(2)功能美
桥梁不是仅凭其空间构成的形式优美和具备满意的形式美就足够了，同时，使桥梁明显地体现出其功能，并充满着生气勃勃的力量也是美的价值组成上一个不可缺少的因素。所谓“功能美”就是在遵循力学理论的前提下，满足结构功能要求的同时，于平衡中体现紧凑感，于外观上体现力动感。如拱桥的动势表现在拱的优美弧线上，清新悦目而气质典雅例如河北的赵州桥、湖南的乌巢河桥、重庆的万县长江大桥等；R．索桥的力动美主要由加劲梁、主塔和主索来体现，用主塔和主索的磅礴大气来协调桥型水平方向过长的比例，使之遵守美学的法则，保持纵向和竖向和谐，如美国的金门大桥、香港的青马大桥等。
(3)与环境协调美
桥梁建筑和桥位及附近的空间环境，包括自然地理环境、社会人文环境、历史文化环境、技术经济环境和规划建设环境等，一起处在人们的生活空间之中，构成整体景观。它既受环境的影响制约，同时也影响着环境，给人们的生活带来变化。因此，桥梁建筑不但应具有本身的技术美感，还要与周围的景观或整个环境相协调。在桥梁美学中，协调有两类：桥梁本身的协调，即“个体协调”；桥梁与周围环境的协调，即“公共协调”。其中，环境协调一般有三种处理方法，即消去法、融合法和强调法。根据环境条件和桥梁规模的不同，在桥梁美学设计中常采用不同的处理方法。如特大桥梁常采用强调法，因为它本身规模宏大，气势磅礴，自然而然地就成为独立的景观，从而成为环境的主要景观。
桥梁美学设计可以放手地从桥梁本身美进行处理，使桥梁成为环境美的主体；对于规模不大的桥梁常采用消去法，因为周围环境景观己经形成，不宜再突出桥梁，以免影响环境协调，只能使桥梁从属于景观并相互适应。较为普通的情况是采用融合法，使桥梁与环境融为一体自然和谐。
3.孟克河人行桥的美学设计
孟克河人行桥是内蒙古赤峰敖汉旗的一座城市内河桥梁，设计中桥梁美学和景观化是设计的重要内容，下面介绍设计的构想和方法。
3.1 孟克河人行桥的美学构思
盂克河人行桥的美学构思，可以从它所处的地理位置、人文环境、行人的视觉心理因素、结构本身的材质、颜色、照明等几个方面加以综合考虑。
(1)了解人行桥的功能要求及周围建筑物状况，它所跨越孟克河的宽度、人行道宽度，以及是否设置道路中央分隔带和绿化带等地物地貌情况，以确定人行桥的造型和建筑规模。
(2)人行桥本身的结构外观应能与周围环境相协调，能够充分体现结构的内在和外在美，而且与靠单纯的桥梁表面装饰所能体现的美有着本质的区别。
(3)结合人的视点：从远处望人行桥，要有很好的视觉舒适感；从近处看人行桥，其视觉不应有压迫感和笨重感。
(4)做为人文社会产物的人行桥，除具有坚固耐用、使用方便外，还应该具有合理的外观造型，赋有时代感，有利于反映市民的情操。
(5)摆脱以往常规的设计思想束缚——只注重考虑结构的安全性、经济性，以及施工的方便性．而忽略了结构的外观性。应充分认识结构的功能要求及表现形式，拓展思路，大胆创意，使其整体结构能够融入周围环境。
3.2 孟克河人行桥的关学设计
一般在城市公园、广场、河流上建造的人行桥，虽然这些地方环境各异，差距很大，建造的目的也各不相同，但在满足各自的功能的同时，这些地方的城市人行桥对于城市景现的影响却相当大，设计要求也很高。
孟克河人行桥横跨孟克河，连接着两岸的居民区，在功能上是显而易见的。但为了更好的开发利用孟克河这一自然景观，对孟克河人行桥的景观要求也要很高，所以对它的造型设计要别出心裁、体现现代特征，使其成为孟克河上的亮点，成为市民欣赏风景、休憩的理想场所。
孟克河人行桥充分遵循了其美学构思的要求，在美学设计上，主要突出了以下三个特点：
(1)体现了人行桥的形式美
上面文中已经提到，由于桥梁是在水平方向上很长的立体建筑物，纵横方向尺度显著不平衡，要想在多方向的观察视角达到形式美，一般主要借助于比例、对称、韵律、重复、交替、层次等手法来完成。
孟克河人行桥可以说比较成功的应用了这些表现手法，主要表现为以下两点：
① 比例
人行桥在整体、局部的比例关系处理的都比较好。从整体来看，桥的长、宽、高三个方向的尺寸选择合理，满足桥梁美学设计的要求；并且采用了大量的垂直线和大幅度的倾斜线，大大缓和了桥体在纵、横方向上的比例失调；另外，桥墩的横向尺寸小于主粱高，并且采用了薄壁墩柱，也具有较好的动态视觉效果和优美的造型。可以说，在人行桥的纵向立面上，得到了挺拔的视觉效果和克服了低矮的压抑感。对于横向立面的处理是桥梁设计中容易忽略的一项，特别是人行桥，更应注重视觉效果。孟克河人行桥采用了加宽主梁和翼缘的方法，增加了横向的尺寸，使桥梁远观有种厚实感而不显狭窄，并且当人行量较大时，提供了更宽阔的桥面空间；另外，整个桥体空间都是敞开的，视觉上能够通视。总之，人行桥和谐的比例给人一种简单、轻快的感觉。
②对称
在对称的表现上，孟克河人行桥应用的比较灵活。首先，在结构上采用七跨结构、桥体两侧的旋转侧梯及主梯道都采用了古典的完全对称手法；另外，从人行桥的整体角度来看，采用了灵活的非相似对称的手法。为了达到整个桥的比例平衡，沿着长度方向采用由两侧向中间渐变依次增高的方法，但两侧并非为单调的相似形，而是一侧应用大量的垂直线和斜线渐变，另一侧采用半圆弧线和斜线的渐变，这种对称方法虽然在材料的形状上并不对称，但从整体效果来看还有对称的规律存在，使得人行桥在整体上不显单调，别出心裁，又不会显得让人眼花缭乱，用简单的线条搭配渐进变化，突出了人行桥的整体感。
(2)注重细部元素的设计
孟克河人行桥细部元素的设计着重表现在对栏杆和夜景照明的处理。美的栏杆，首先应该保证功能的完美，即要保证行人的安全；在这个基础上其次才是保证栏杆的美，即栏杆不仅要给人以实际安全感，还要有心理安全感。心理安全感是好的视觉效果的自然反应和最终结论。
首先，栏杆应具有一定的高度。栏杆高度除应与桥宽、桥长保持合适的比例关系外，还应根据人的身高和桥面距地面或水面的高度等恰当选取。一般情况下，栏杆扶手应高于人体重心，低于人的视线高度，通常取80—140cm。孟克河人行桥的栏杆高取其范围中值为l10cm；另外，为了突出栏杆明显的质感，在材料的选取上，立柱采用2cm×2cm的方钢；扶手采用直径为5cm的钢管。在满足强度和刚度要求之外，显得格外轻盈、简洁。
孟克河天桥对夜景照明设计也很重视，作为城市夜景照明的重要手段之一，亮化的人行桥景观是孟克河两岸夜空中的绚丽长虹。人行桥照明以轮廓照明为主，突出“线”性空间的形式，通过对桥梁造型的勾画，为夜色增光添彩。具体手段是从一些简单的射灯、外打灯到利用数码光管等高科技光管材料来突出人行桥的结构感、轮廓感，营造明亮、欢快、热烈的夜景效果，使孟克河两岸更加绚丽多彩。
(3)加强了与周边环境的有机协调
建筑物与环境的关系有3种情况：即融和于环境之中，或与环境相互渗透，或突出于环境之上。设计思想是融合、消去和强调。那么孟克河人行桥应该是突出于环境之上，设计思想即是强调。
孟克河人行桥是统一周边环境的重要角色，通过综合考虑人行桥所处位置的具体环境，注意与周边建筑风格、材料的完美组合，成为独具魅力的节点。同时，以人行桥建设带动了周边环境的改造，通过绿化和建设桥头小广场和花园等设计，既突出了人行桥的主体建筑，也为人们提供了新的空间场所。
4.结语
综上所述，孟克河人行桥可以说比较成功的利用了孟克河这一自然景观，通过自身的美感并且改善了周边的环境，达到了人行桥美学设计的良好效果。桥梁美学及景观设计研究的主要目标就是最大限度发挥桥梁本身及周边环境的美学效应和资源功能，要求它既要保持对桥梁功能、构造技术、形态美学、材料机理研究的传统，还要应对随社会发展而产生的新美学问题，保持敏锐的跟踪研究，这样才能与时代发展和人类对环境品质的更高要求相适应。
参考文献
(1)盛洪飞，桥梁建筑美学[M]。北京：人民交通出版社1999。
(2)朱曲平等，桥梁美学设计及其进展[J]。城市道路与防洪2006。
(3)戴志中、郑圣峰，城市桥空间[M]。东南大学出版社2003.9。
(4)Aesthetic Design Guidelines，The Ohio Department of Transportation(ODOT)USA．
