桥梁设计中的艺术性设计探讨

2019-04-11武文杰

山西建筑 2019年5期

武文杰

(东南大学交通学院，江苏南京 211100)

0 引言

画作的名字叫做《睡莲》，出自法国印象派画家克劳德·莫奈，他也是印象派的代表人和创始人之一。绘画中不仅只有美丽的睡莲，树的倒影，还有一座意境优美的拱桥。这座拱桥虽然构造简单，在桥梁工程师眼中，这种结构甚至不能保证结构自身的安全，但是不能否认，桥面的曲线、色彩、光影，都使得这座桥梁与周围的环境融为一体，意境优美。可见桥梁不仅是一个交通功能性质的建筑，还是一个具有艺术性、美学性的艺术品，如图1所示。

在古今中外绘画中，不乏桥梁的身影。以中国古代绘画中的桥梁为例，有乡间小桥，简单而意境悠远。也有繁华市井中的桥梁，热闹而宏伟。可见桥梁已经深深融入到人们的生活中，进入艺术家的视野里。

1 桥梁设计现状的原因及艺术性的需求

1.1 桥梁涉及现状的原因

在《公路工程技术标准》中规定桥梁的设计原则为：安全、适用、经济、美观。在达到桥梁基础功能的基础上，我们要追求桥梁施工的环保与美学设计。

但是，实际上，在桥梁设计时，尤其是中大型桥梁，桥梁工程师往往更重视桥梁结构的设计，确保其安全性能与交通性能，而忽视桥梁的美观。

对于一般桥梁设计师而言，他们缺少对美学的了解，而更加了解结构的性能与稳定性，耐久性，施工性能等实用方面，尤其对于中大型桥梁而言，无论是跨度等规模性问题，还是稳定性使用寿命等安全性问题，在施工阶段，都面临着很多的技术难题，所以桥梁建筑师在主观上会舍弃一些所谓“华而不实”的设计，以保证施工相对简单一些；而对于建筑师与景观设计师而言，虽然对美学有深刻的理解，但是其对桥梁结构不太了解，当然不可以随意的设计其外形，而舍弃其最为重要的交通性能。

一些中型和大型桥梁作为一个城市的公用建筑设施，完全可以成为一个地方的地标建筑，在完成其交通使命的同时，可以将艺术性付诸其中，成为一个集实用性与艺术于一体的交通建筑。

1.2 桥梁设计的艺术性需求

在飞速发展的现在，人们对桥梁的需求不仅仅是一个通常意义上的交通设施，也喜欢把桥梁当作一个景观，需要“桥上有景，景中有桥，景桥交融，桥路皆景”的桥梁设计。

如今我国正在从桥梁大国走向桥梁强国，桥梁的规模与施工工艺不断创新与完善，已经拥有自主建造大型与特大型桥梁的技术与经验，但是对于桥梁美学的水平与造诣相对西方而言，仍较为落后。

相比国内，西方桥梁的美学设计更为成熟与优秀，我们可以从西方桥梁美学设计中汲取经验与技能，应用到符合我国文化与国情的桥梁建设中去。

2 桥梁艺术性设计的发展及几种设计方法

2.1 桥梁的艺术性设计的发展

19世纪，随着科学的不断发展，新材料被不断发明，随之而来的是新构造与新的施工技术。亨利·墨菲，美国著名的建筑设计师，曾设计清华大学校园，他说：将有一类人，不需要多久，能掌握艺术。这些艺术家、新建筑的创造者是工程师。工程师不仅仅只是桥梁稳定结构的设计者，更是艺术品的缔造者。

人们对于桥梁的艺术性设计越发重视，例如：20世纪，莱文哈特在他的著作《桥梁建筑艺术和造型》中呼吁美学，对世界桥梁设计有着深远的影响。

2.2 桥梁的艺术性设计的几种方法

在这里，提出几种桥梁艺术性设计方法：

1)仿生设计。

自然美，指自然界中原来就有的、不是人工创造的或未经人类直接加工改造过的物体的美。

亚里士多德提出过以下理论：

a.由于自然不仅有其规定性、有其形式、有其可变性，而且有目的，因而它是美的。

b.在此意义上，美的自然可以作为艺术的借鉴，因而，艺术可以而且应当模仿自然。

在此基础上，我们可以将自然美学应用于实际生活中，也就是仿生理念。

仿生理念是艺术设计的重要思路，众所周知自然生物界经历了成千上百亿万年的进化，诸多生命结构具有独特的美学，当然这种仿生设计也可以应用到桥梁设计中去。

其实仿生设计早已运用到桥梁设计中，不仅是因为美学，也因为其独特的结构性能。如悬索桥的发展由来就是因为藤蔓的超强跨越能力，悬索桥主缆的六边形构造就是源于蜂窝构造特性。

在结构仿生方面，如图2所示，卡拉特拉瓦设计作品，位于耶路撒冷的 Chords Bridge，就是基于对人体腿骨的仿生理念进行设计建设的，这座桥梁也成为城市的重要地标性结构。

另外我们也可以采用功能机理仿生，例如斜拉桥的受力原理是根据赛台上推举运动员的姿态与受力特点而设计。图3是著名的法国诺曼底大桥，也是一座斜拉桥，看上去像一个从混凝土桥塔上伸出的钢索所编成的巨大蜘蛛网，支撑起整个桥身，将荷载与自重传递给墩柱。

目前国内也逐步出现仿生设计的桥梁。例如图4 南京眼步行桥，两个圆形的主塔就像人的两只眼睛，也因此而得名，成为南京的地标建筑之一。

2)将绘画要素与桥梁设计结合。

在桥梁设计时，可以将纹理、色彩等要素与桥梁设计结合起来，并与周边环境相映衬。

以色彩为例：色彩是能引起我们共同的审美愉悦的、最为敏感的形式要素。色彩是最有表现力的要素之一，因为它的性质直接影响人们的感情。丰富多样的颜色可以分成两个大类无彩色系和有彩色系，有彩色系的颜色具有三个基本特性：色相、饱和度、明度。

例如图5 美国的金门大桥：

峙于美国加利福尼亚洲旧金山金门海峡之上，是世界著名的桥梁之一。

金门大桥采用褐红色的桥身，饱和度和明度都很高，给人视觉上的色彩冲击。日常维护中，也需要经常给桥身涂漆，原因之一就是保证它颜色的饱和度和明度。

当然，对于美学而言，协调也是极其重要的。例如在绘画中，整体意识极其重要。整体存在于造型的各种因素里，从轮廓到色调，从形体表现到空间表现无处不在。在桥梁设计时，应当将桥梁与周围景观视为一幅画，以保持其与周围景观的融合与协调。金门大桥褐红色的桥身在四周环境下格外显眼，非常艳丽好看。在日出日落之时，与阳光互相映衬，及其美丽。金门大桥以浓雾闻名，在浓雾之下，褐红色的桥身格外显眼。

3)结合当地文化元素。

当地文化特点是当地艺术的瑰宝，是在历史洪流中经过选择、竞争保存下来的优秀内涵。一座桥梁不可能脱离外界客观环境而独立存在，所以我们应该将桥梁赋予一定当地的文化因素。将当地的艺术元素填加到桥梁设计中。

我们以图6伦敦塔桥为例：

伦敦塔桥两侧是用花岗石和钢铁建成的高塔，高约60 m，分上下两层。从外表来看，类似维多利亚时代的砖石塔。塔桥两端由4座石塔连接，两座主塔高35 m，远望如两顶皇冠，庄重而神圣。

维多利亚时代是指维多利亚女王统治时期，他在位的63年是英国最强盛的“日不落帝国时期”，是英国工业革命的顶点。维多利亚时代科学发明达到繁盛，人们相信科学，对于工业革命充满了兴趣和信心。汽船的出现使得运输和贸易达到了前所未有的繁荣兴旺。经济方面，达到全盛时期，当时英国的经济占到了全球的70%。在这个时期，文化也达到了一定高度，流派包括古典主义，新古典主义，浪漫主义，印象派艺术，以及后印象派，有百家争鸣的意味。

所以说维多利亚时期是英国国力强盛的代表之一，代表着当地的优秀文化。

维多利亚式时期的建筑，多为鲜艳华丽的房子，三角形山墙，房顶高耸，屋檐突出。轴轮状或扇形斗拱、有时尚有角楼、带门廓柱的阳台。伦敦塔桥两侧的高塔就是这样的建筑，可以说是一件富有历史底蕴的艺术品。

4)结构设计的个性特点。

艺术形象是个性与共性的统一。对应于桥梁设计中，就其共性而言，按受力特点分，有梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚构桥和组合体系桥。这些桥梁分类是根据其结构特性所决定的，主要取决于其受力、施工等实际应用性能，是不易改变的。如何在类似的桥梁设计中脱颖而出。就需要从功能性，技术创新性等方面考虑。在一定意义上也是创造性的艺术美。

我们还以伦敦塔桥为例，两塔之间的跨度为60多米，塔基和两岸用钢缆吊桥相连。桥身分为上、下两层。

上层为悬空人行道，行人从桥上通过，可以欣赏泰晤士河的美丽风光。桥塔内设楼梯上下，内设博物馆、展览厅、商店、酒吧等。这是一般桥梁少有的形式，很少有桥梁会设置双层路面，而且有一层是用以行人通行。塔楼的设计很巧妙，而且在桥梁上建造用以商业等用途的建筑也是很少见的。

下层用于车辆通行。当泰晤士河上有万吨船只通过时，主塔内机器启动，桥身慢慢分开，向上抬起，船只过后，桥身慢慢落下，恢复车辆通行。这也成为吸引游人观赏的景观。

设计者结合当地交通的特性，赋予这座桥梁创造性的功能设计、颠覆了传统认知中船只等通过桥梁需要一定净空的设计理念，除此之外还带有一定的趣味性，可以说是桥梁建筑史上的艺术品之一。