郭 辰 黄立文

（武汉理工大学艺术与设计学院1） 武汉 430070） （武汉理工大学航运学院2） 武汉 430070）

0 引 言

长江干线是沟通我国东西部的重要水上运输大通道，运量已居世界内河之首，是密西西比河的两倍、莱茵河的三倍，对沿江经济社会的发展起到重要作用.桥梁作为沟通河流两岸之间陆路交通运输的纽带，对推动社会进步和经济发展发挥了巨大的作用.长江干线已建在建的跨长江桥梁已经达到90余座，而规划的桥梁到2020年将达到120余座，但桥梁在改善陆路交通的同时，也给船舶航行安全带来了不可低估的影响，如果桥梁照明设计不合理，因航宽、航高的限制，当船舶航行至桥区时，稍有不慎就可能会发生撞桥事故，威胁船舶航行安全.至今长江干线上船撞桥事故共计172起，通过分析发现受桥梁照明和城市灯光的影响，船撞桥事故多发生在夜间21：00时左右.因此，合理设置桥梁夜间照明，可有效提高船舶通航安全，减少水上交通事故.

目前，国内外关于桥梁夜间照明设计已有一些初步研究［1－3］，研究认为桥梁照明应对桥梁下部结构进行照明，有时要对桥梁进行泛光照明，而且桥梁照明要求功能性和装饰性并重，而功能性具有其特殊性，在于需要重视照明对桥下行船的影响.更多的研究仅局限于个别桥梁的设计［4－5］，或简要提到了对所研究的桥梁景观照明设计要考虑到通航安全［6］，但并没有进行深入的研究探讨，没有得出一个统一桥梁景观照明、通航安全和航标设置的要求.

由此可见，系统研究兼顾航行安全的桥梁景观照明设计，对桥梁美观和通航安全有着非常现实的意义.本文在充分考虑船舶航行安全的基础上，分析研究了长江干线具有代表性的桥梁景观照明设计，并结合桥区航标的设计方法，提出了桥梁景观照明设计时在船舶航行安全方面的注意事项与设计原则，为桥梁景观照明设计提供一定的参考和借鉴.

1 桥区灯光与船舶航行安全的关系

桥区航道存在航标多、航道窄、水流流速大等特点，特别是在恶劣气候状况下，船舶操纵性能下降，穿越桥区时碰撞航标和桥墩的几率增大，给船舶和桥梁带来安全隐患.而能见度不良时桥区与船舶航行安全问题更突出，灯光起到关键的指引作用.

桥区的灯光较为复杂，主要有标识桥柱和通航桥孔的灯光、安装在某些航标上的航标灯、桥梁照明灯光和附近城市照明用的灯光.其中桥梁景观照明灯光、助航设施灯光与船舶航行安全关系最为密切.

1.1 桥梁景观照明灯光与船舶航行安全的关系

1）桥梁景观灯从强度、射程、位置、方向、数量等方面与船舶航行安全密切相关.

2）目前桥梁景观照片灯光设置上可能对船舶航行安全的不利影响.

据不完全统计，仅发生在我国长江、珠江、黑龙江3大水系干线上的船撞桥事故就达到数百起，其中长江干线172起，武汉长江大桥82起，船撞桥事故多发生在能见度较差的情况下，与良好能见度情况相比，事故数量为8∶1，其中多起事故都与夜间桥梁照明设计不合理有关.

经分析，不科学的桥梁灯光设置对船舶航行安全带来居多负面影响：（1）桥面灯光向江面照射，淹没了航标灯光；（2）景观照明的强点光源或桥梁施工的强光干扰船舶驾驶人员视线；（3）桥梁灯光过强造成桥梁另外一侧江面情况难以观察.

以上影响，都对船舶航行安全构成严重威胁，容易造成船舶走错航路、造成船舶撞桥和船舶见的碰撞事故.比如2007年我国南方某大桥被船舶撞击垮塌事故，其中重要原因就是船舶受灯光影响走错桥孔导致碰撞非通航孔桥墩.

1.2 桥区助航设施灯光与船舶航行安全的关系

桥区航标是船舶安全航行和通过桥梁的重要助航设施，其主要功能是标示桥区通航孔的方向、航道界限与桥墩等碍航物，揭示有关航道信息，为船舶航行指出安全的航道.桥区助航标主要有桥涵标、灯浮标、桥墩警示标志等，GB5863—93《内河助航标志》、GB5864—93《内河助航标志的主要外形尺寸》和《内河航道维护技术规范》对桥区助航标的设定都有规定，有关设置规定见表1.

表1 内河通航河流桥梁助航标志设置标准比较

为了保证夜间或视线不良情况下船舶通过桥区水域的安全，必须要科学合理布设航标和设置灯光，明确标示航道界限、通航孔以及桥柱、桥梁净空高度，保证航标灯光一定的视距.航标灯在夜间发出规定的灯光颜色和闪光频率，达到规定的照射角度和能见距离.

2 典型桥梁景观照明灯光实例分析

下面以长江干线已有的二座景观照明灯光设计优秀桥梁，即南京长江二桥和苏通长江大桥为例，分析桥梁景观照明灯光是如何在满足功能照明的前提下，将环保节能、科技创新、施工便捷、维护简单等都融入设计思想中，其景观照明清晰地展示了桥梁的重点部位的结构和装饰细部的特色，亮度适宜，视觉效果好，并且保持了过往船舶对通航孔及航道的识别，满足了航行安全要求.

1）南京长江二桥 全线设有监控、通讯、收费、照明、动静态称重等系统，并在南汊主桥设有景观照明，其路灯高度、功率经过精密设计，既能保证路灯照射到大桥的有效宽度，又充分考虑到航标灯光开启时的效果；通航桥孔灯光，分别装在桥梁两侧，使通航孔桥区下方灯光明亮，而航标增强桥区航标灯光亮度，可采用发光二极管或LED灯，让下水船舶及时发现目标（航标灯），并抓住目标调整和修正航向，可有效减少船舶碰撞航标，其夜景见图1所示.

图1 南京长江二桥南汊桥夜景

2）苏通长江大桥 路线全长32.4公里，主要由北岸接线工程、跨江大桥工程和南岸接线工程3部分组成，专用航道桥采用140m＋268m＋140m＝548m的T型刚构梁桥.苏通长江大桥景观灯不仅考虑大桥美观，还考虑了车辆及航行船只安全，因此，苏通长江大桥在不同地段设有不同的景观灯安排，景观灯分4种类型：第1种南北引桥的轮廓灯安装在桥身下侧；第2种斜拉索投光灯，主要分布在南北航道桥，考虑到对行车的影响，投光灯没有色彩变化，以防产生眩光，统一是单一白色光；第3种桥塔照明灯，主要为了显示桥塔夜间轮廓；第4种航道桥梁夜灯，分别装在桥梁两侧，一方面勾勒出桥身轮廓，另一方面也能提醒过往船只.苏通长江大桥夜景见图2所示.

图2 苏通长江大桥夜景

3 桥梁景观照明设计的原理与要点

3.1 桥梁景观照明设计原理

桥梁照明基于满足景观同时兼顾航行安全的前提，根据景观照明美学原理，遵循如下设计原则.

1）结合桥梁美学以及景观照明的基本原则突出大桥结构特征.

2）运用照明美学辅以桥梁的基本元素点、线、面相结合构成照明体系.

3）以数码动态光色系统照明的形式增加桥梁夜间色彩层次.

4）充分考虑不同的方位和角度进行桥梁景观照明设计，选取适当的亮度使桥体在三维空间的环境中凸现出它的局部或细部，以表现桥梁总体艺术造型与具有个性的结构相结合.对桥梁的灯塔、桥墩等宜进行泛光照明，以达到有效的艺术效果.索塔泛光照明则应自下而上亮度逐渐减小且呈平稳过渡，变化过程中无明显亮（或暗）斑.桥墩泛光照明应具有一定的均匀度，最小亮度（或明度）值与最大平均亮度（或明度）值之比大于0.4.对桥梁的局部进行勾勒照明或重点照明，对梁体、护拦和缆索宜进行泛光照明或轮廓勾勒照明而对雕塑或有特色构筑物宜进行重点照明.

5）功能照明与景观照明的多种照明效果不致造成互相干扰，光或泛光、乱影或衍射等负面效应.桥梁的景观照明应确保在任何方向对各种交通运载工具的驾驶人员都不造成有害眩光，也不对各种信号灯的识别造成干扰.照明设施和照明管线尽可能隐蔽，不能影响桥梁白天的景观；灯具造型应新颖、照明高效均匀，安装维护方便.

6）桥梁照明设计还应遵循节能的原则并考虑降低照明费用，包括初始投资和运行费用两部分.同时在设计时还应充分考虑维护、维修、清洗、替换等全方位的管理因素.

3.2 桥梁景观照明设计要点

虽然桥梁基本照明对夜间桥梁景观能起到一定作用，但桥梁夜景照明与基本照明却有着本质区别.桥梁夜景照明是照明科学与桥梁建筑艺术的有机结合.它拓展了桥梁的景观表现，全天候展示桥梁的美学特征，同时其对于表现城市夜间景观的空间层次与景深，承担着重要作用.因此，设计时应着力表现其自身的特点，以点、线、面的表现方式，展示桥梁的个性美与本质美.设计中体现照明与自然环境、人文环境的协调，突出重点，兼顾全面，充分运用人工光的扬抑、隐现、虚实、动静的表现特征.控制投光角度和范围，以建立光的构图、秩序、节奏，渲染空间的变化效果，改善空间的比例，增加空间的层次，注重局部照明与整体环境的配合.选择桥梁要素为照明表现对象；表现立体感；强调色彩表现.同时，还要着重注意不影响桥下船舶航行，保证船舶航行安全.（1）防止灯光向江面照射.（2）桥腹照明很容易产生炫光，即使使用最小光束角的投光灯.因此需严格控制灯具的眩光.（3）桥墩的照明在保证桥体照明的完整性的同时，也要兼顾桥底通航的需要，通常的手法是泛光照明，控制好灯光强度，不能影响桥柱灯等交通型号标志；特别注意有多个桥孔的桥墩照明时，要突出通航桥孔的桥柱航标灯.（4）不能使用闪烁灯光，避免与航标信号产生混淆.（5）航标灯采用同步单闪灯，不仅增加了航标维护的科技含量，更使夜间视觉效果人性化，过往船舶更易识别航道，增加了航道和桥梁的安全性，同时也给城市江段增添了一道美丽的风景线.

4 结 束 语

桥梁景观照明是桥梁美学的重要组成部分，特别是城市桥梁的建设，对城市的规划和发展起着不可估量的作用，其中桥梁夜间景观照明作为提升城市形象的靓点是不可忽视的.同时对大型桥梁设置合理的夜间照明还能增加桥区行船的安全性，减少水上交通事故，降低船撞桥风险.因此在对桥梁景观照明进行设计时，加大对提高船舶航行安全和降低船撞桥风险的考虑是十分必要的.

目前，在我国桥梁景观照明正处于发展阶段，还有待于多学科领域的广泛合作和研究，以达到更美观、更安全的目的.

［1］林燕丹.浅谈大型桥梁照明的特殊性［J］.灯与照明，2000（6）：83－85.

［2］牛盛楠，王立雄，杨现国.浅谈桥梁的夜景照明［J］.灯与照明，2006（12）：16－18.

［3］刘保川.城市桥梁照明［J］.中国照明电器，2002（11）：13－15.

［4］段彦频.长沙湘江三汊矶景观照明设计［J］.低压电器，2006（4）：37－39.

［5］王仁贵.杭州湾跨海大桥总体设计［J］.公路，2009（5）：11－18.

［6］宗良慧.城市景观桥梁照明设计实践与探讨［J］.城市道桥与防洪，2007（5）：168－170.