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桥梁美学在生态区桥梁设计中的运用
2010-04-29 
1 景观桥梁

    桥梁是跨越障碍的通道。桥梁建设的功用传统使人们忽视了“美观”或是对“美观”心有余而力不足。但随着经济的发展, 人们对桥梁的美观功能日益重视, 由于桥梁的地标作用, 将桥梁上升到解决被道路切割的大地之物种的生存与繁衍的高度, 亦即桥梁还要“关心”生态环境。希望新建的桥梁对所通过的历史、文化及自然保护区域在关爱的同时还能成为具有时代特点的新景观。Go t temoeller 将桥梁景观设计分解成线型设计、造型设计、平面布局设计、色彩设计、肌理设计、装饰设计等6 大部分。桥梁景观设计既要保持对功能、构造技术、形态美学、材料肌理研究的传统, 还应针对随社会发展而产生的新景观问题保持敏锐的跟踪, 这样才能与朝气蓬勃的祖国对环境品质的更高要求相适应。

    我国对桥梁景观的理解一般反映在“景观”一词的分解上, 即“观”桥与桥上观“景”, 两者合成便为“景观”。这种观念有其历史传统。古典园林桥梁在“景”与“观”方面便早有此独到考虑, 中国的风景园林更是深谙此道。“景”与“观”之关系确实反映了人、桥、环境的空间联系, 其寓意颇具中国特色。

    桥梁不是孤立于环境, 其景观总是与地景、城市景观相伴生, 有时其复合景观意义更大。20 世纪末是我国环境意识觉醒的时代。土地荒漠化、黄河断流、水源污染、长江洪水及城市建设对历史文化环境的破坏等一系列问题, 使我们认识到人类在自我价值实现的同时还应与环境和谐。1999 年第二十届世界建筑师大会发表的《北京宪章》明确提出了对环境的和谐与尊重, 应该成为一切建设行为的基本原则。在桥梁景观设计中强调环境景观即是对此大背景的呼应, 同时也是保持景观可持续发展的一重要举措。反映到桥梁景观设计中便是桥梁景观与大地或城市景观尺度的和谐研究, 桥梁景观对地形、地貌的适合, 桥梁景观对文化环境的尊重与共生及桥梁建设对建设地点的自然原生景观的保护等。

    景观桥梁具有较高的艺术观赏性, 可观、可游。即能唤起人们美感的、具有良好视觉效果和审美价值的, 与桥位环境共同构成景观的桥梁。它可成为一定环境的主体, 也可成为景观环境的载体。景观桥梁应具有以下3 个特点:

    (1) 符合桥梁造型美(功能美和形式美)的法则;

    (2) 遵循桥梁与环境协调的规律;

    (3) 体现自然环境、人文景观、历史文化景观的内涵或具有象征作用。

    在一定环境中, 景观桥梁是人与景观环境关系的结合点, 桥梁和环境的适应程度, 直接影响景观整体的审美价值。对于景观桥梁, 既要重视桥梁的环境因素, 又要注重桥梁建筑艺术设计, 并要有创新精神, 以使桥梁与其环境共同构成景观。

    2 工程实例

    社会的需要往往是科技进步与发展的巨大推动力。作为21 世纪的桥梁工程师, 有机遇也有挑战。我们在平时的设计实践中, 对桥梁的景观功能就比较重视。通过重视桥梁的环境因素、注重桥梁建筑艺术设计和重视设计的创新精神等方面, 力求在设计实践中, 找到桥梁各项指标的平衡点。在宝带西路大桥的设计投标、东方大道苏申外港线特大桥、苏申内港线特大桥、张家港暨阳湖3 座桥梁等的设计中, 我们对桥梁的景观设计认识逐渐加深。下面就以张家港暨阳湖3 座桥梁的方案设计为例, 阐述一下我们对于桥梁美学的理解, 请同行不吝赐教。

    2.1 张家港暨阳湖3 座桥概述

    张家港暨阳湖3 座桥梁位于张家港市暨阳湖生态区内, 该生态区的总体规划业已完成。张家港市暨阳湖规划控制区位于市区杨舍组团南部, 属城市规划区范围, 总面积为4 km 2。四址范围分别为: 南侧为市区南二环路以南200 m; 东部至金港大道东200 m; 北部至南苑路及馨苑度假村、国泰西服厂等建成区域; 西部至澄阳路与南二环路交叉口范围。概念规划总体目标确定为: 以生态化理念为指导, 运用生态技术手段, 建成以居住为主的集休闲、娱乐、度假为一体的, 极富现代气息, 体现生态园林特色的新城区, 并成为长江三角洲旅游圈内的一个新亮点。为加快生态区的开发力度, 道路、桥梁等基础设施的建设迫在眉睫。作为生态区内的桥梁, 对桥型与环境的协调与融合, 对桥型的美观要求较高。

    2.2 设计标准

    道路等级: 生态区内主干道;桥梁荷载等级: 汽车- 20 级。

    港城大道路幅布置为: 2×(2 m 人行道+ 4.5 m非机动车道+ 2.5 m 机非分隔带+ 11.5 m 机动车道+ 7/2 m 中央分隔带) = 48 m。

    港城大道本次设计有2 座桥梁: 一座为位于湿地区域内的长桥, 另一座为跨越20 多m 河宽的三跨小桥。桥梁布置为21 m + 6 m + 21 m 的2 座桥。

    馨苑路路幅布置为: 2×(1.5 m 人行道+ 4.0 m非机动车道+ 2.0 m 机非分隔带+ 15/2 m 机动车道) = 30 m。

    馨苑路本次设计有1 座桥梁, 桥梁所处河面宽度为86 m。桥梁与路基同宽。

    2.3 桥型方案设计

    2.3.1 港城大道大桥

    港城大道桥梁的桥型方案考虑的出发点是与整个湿地环境相协调。我们考虑了2 个方案。

   方案一:为11 跨的连续拱桥。跨径具体布置为10 m + 13 m + 17 m + 23 m + 30 m + 40 m + 30 m +23 m + 17 m + 13 m + 10 m , 总长226 m。拱桥的美在于优美的主拱曲线孕育着强大的力量, 产生着一跃而过的力动感与跨越感。在跨径布设时, 采用从中孔向边孔矢高与跨径递减的方案, 形成既统一又有变化, 美寓其中的渐变韵律。采用混凝土浇注, 花岗石贴面, 充分体现古朴的材质感。连拱形成的水中倒影与湿地的整体布局相得益彰, 见图1 所示。


港城大道大桥——方案一


    方案二:为9 跨25m 的等截面预应力混凝土连续箱梁结构, 箱梁高度采用1.3m。通过桥梁的长细比来体现梁桥的形态。水平方向单维突出, 充分体现了刚性, 具有很强的沿水平方向左右伸展的力动感和穿越感。并通过在布置上采用以下措施来强化桥梁的纤细和轻巧。采用较大的箱梁悬臂, 使梁体向后退缩, 减弱了梁高, 增加了纤细的轻盈感; 增加箱梁悬臂根部的厚度, 视觉上显得梁高变小了。这样,225 m 长的等截面预应力混凝土连续箱梁像一条饰带掩映在绿树草地中, 见图2 所示。

 
港城大道大桥——方案二



     2.3.2 港城大道中桥

    港城大道中桥跨越20 多m 宽的河道, 边跨下面是行人通道。结合该布置要求, 我们考虑了2 个方案。

    方案一:为3 跨连续拱桥。跨径布置为12.3 m +20m + 12.3 m。采用实腹式拱桥。利用纵坡与拱形的协调配合, 形成江南水乡桥的特点。利用栏杆及路灯的合理布置, 形成了较好的视觉效果。展示了一幅小桥流水人家的画面, 充分体现了湖体景观区的风韵, 见图3 所示。

 
港城大道中桥——方案一



    方案二:为斜腿刚构方案。刚构桥是将梁与桥墩刚结为整体而构成的桥型, 它可以使构件断面减小而经济合理, 整体性强。该方案还利用斜腿与桥台形成的孔洞来满足过人的要求。形态上显得简洁洗练,力线明确, 富有力动感与轻快感, 见图4 所示。

 
港城大道中桥——方案二


    2.3.3 馨苑路大桥

    馨苑路大桥所处河面宽度为86 m , 桥梁一侧有假山, 邻近为北庄别墅区。该别墅区以传统的中国式建筑朝向为特色, 利用水系排布房屋, 使其获得良好的景观及气候优势。因而在该桥型的选择时, 我们充分考虑了该处开阔的水面以及特殊的周边环境等因素, 共考虑了5 个方案。

    方案一:为斜靠式提篮拱桥, 跨径布置为20 m +110 m + 20m。提篮拱属组合体系拱, 将行车系结构与主拱按不同构造方式构成一个整体共同受力, 在桥面上空呈现的曲线轮廓, 给人以视觉冲击。本方案利用4 片拱肋在两侧人行道上将桥面悬吊而起, 中间2 片拱肋布在机非分隔带内, 两侧拱肋与中间拱肋斜靠在一起, 如此布置, 中间拱肋间取消了风撑,消除了行车压抑感, 并且利用边拱肋地吊杆的平面布置, 形成了中间较宽的人行观景平台, 体现了以人为本、天人合一的思想。白色的拱肋、兰色的栏杆、黄色的拱脚、绿色的机非分隔带, 形成了一幅优美的画卷, 见图5 所示。

 
馨苑路大桥——方案一

 
   
    方案二:为无背束斜拉桥, 跨径布置为15 m +110 m + 15m。斜拉桥以直线的刚性为基调, 直线的塔、索、梁构成了简洁、稳定的三角形几何形态, 充分体现了与现代高速度、高节奏相适应的时代感。由于该桥位的主要矛盾是跨越86 m 宽的河面, 并要满足行人通道的要求, 在布设该桥跨时, 充分利用既有的桥面布置, 将塔置于机非分隔带内。考虑到平衡受力及美观要求, 在桥中跨的一端左侧和另一端右侧各布置一个独塔, 塔身倾斜, 基部断面加大以平衡单侧的拉索拉力, 构成了均衡稳定的造型, 并且与周边的假山相得益彰。桥的整体形态像2 把竖琴, 给人以强大的张力感, 见图6 所示。
 
 
馨苑路大桥——方案二



    方案三:为斜腿刚构。该方案的着重点在于通过桥型的受力优势, 86 m 跨径的桥梁跨中梁高仅采用1.0 m , 与斜腿起点处的梁高形成了一条优美的曲线, 该结构的纤巧轻盈的优点发挥得淋漓尽致。另外, 由斜腿与桥台形成的孔洞成为天然的行人通道,见图7 所示。
 
馨苑路大桥——方案三


    方案四:为40m + 70m + 40m 连续刚构。刚构桥由于梁、墩一体化,桥梁显得冼练、刚劲。另外, 为了与周边环境协调, 我们在设计梁底曲线时加以优化,对支点处墩进行挖空处理, 河水清澈波平如镜,倒影入河, 虚、实、动、静, 相映成趣, 构成一幅美丽动人的画面, 见图8 所示。

 
馨苑路大桥——方案四

 
   
    方案五:为罗斯体系的梁拱组合桥。立面由拱肋与桥面间的吊杆形成一张空透的网面,在建筑上起到“隔”的作用, 增加了层次。端立面, 分叉的拱肋形成一个“人”字, 倒V 形空间能起到很好的景框作用。该桥整体造型像一只展翅飞翔的鸟,桥型显得较为灵动,富有生气, 见图9 所示。
 
 
馨苑路大桥——方案五


   
    另外,在各座桥的方案设计中,我们比较注意栏杆的造型。其中,铸造栏杆采用铸造石工艺技术生产, 在饰面处理和安装上有较大的改进。表面纹理可表现各种天然石材肌理。

    3 结语

    桥梁景观设计是我国经济持续高速发展条件下,对桥梁环境品质提出的更高要求,究其实质则是物质文明的高度发展所引发的精神追求。因此各级政府均将桥梁景观的建设作为一种反映城市特色,体现地域文化,展示时代风貌的精神文明建设活动加以倡导与推崇,这为桥梁景观设计提供了广阔空间,同时也对桥梁设计提出了新的要求。桥梁设计部门应加强景观方面的人才与技术准备,一则为顺应时代潮流,另外也是为与国际接轨,使我们的桥梁设计走向世界。

 
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