梁式桥的美学思考及造型原则

摘要：桥梁美学在桥梁设计中有着日益重要的地位。本文着重阐述梁式桥的美学思考，说明了梁式桥的审美要求及造型设计。桥梁设计师通过提升自己的美学素养，设计出既有技术美，又符合艺术美的桥梁。本文在梁式桥设计过程中具有参考价值。

关键词：桥梁；美学；梁式桥；造型

1 引言

近些年来，随着经济的迅猛发展，我国桥梁建设也在不断地增加。桥梁也不再只是作为跨越障碍的工具，还需要融入到环境，作为自然景观的组成部分。尤其是在城市、景区桥梁中，桥梁的美学要求更显重要。美国工程院院士，加利福尼亚大学工程院院长弗瑞德•赛泊在中国访问时说“我们不断地建设大量的桥梁，而它们在建成的数十年甚至数百年时间内都将融入我们的生活中。所以，我们非常有必要去好好地研究桥梁的美观以及桥梁对人们生活的影响等问题，以便使得我们建设的每一座桥梁都能为我们的生活创造价值，而不是增加负担。”¬¬[1]斜拉桥、悬索桥、拱桥从结构上来考虑，本身就有着很大的跨度、优美的线形，因而这几类桥型不缺乏美感。而梁式桥由于其结构简单、设计容易、施工方便，所以在我国桥梁建设中比例占绝大部分。但对于这类中小型桥梁的美学要求往往忽略了。因而对于梁式桥这种很普遍的桥型，考虑其美学要求很有必要。

2 桥梁美学

按照现代美学分类方法，桥梁美学属于技术美学范畴。桥梁美学是和研究桥梁美的根源与理论，创造及展示桥梁美的规律和法则的科学。它以桥梁为对象，以广义美学原理为基础，形成了在桥梁建设阶段及使用阶段应当遵循的特定的审美原理和审美准则以及审美方法。¬[2]

我国著名的桥梁美学专家唐寰澄先生在他的文章和专著中多次提到：三个统一性是美的最重要属性，即（1）感性和理性的统一或感觉和意识的统一；（2）客观和主观的统一或人和自然的协调统一，即“天人合一”的思想；（3）形式和内容的统一，即造型和功能的一致。归纳起来的桥梁美学法则是：多样和统一，协调与和谐，以及比例、对称和韵律。另外还有八纲：即刚柔、动静、阴阳、虚实的矛盾和统一。我的理解是，设计要有新意，不要抄袭雷同，要同中有异。要和环境协调，结构要求比例匀称，没有画蛇添足的多余装饰，有动感和韵律美。

3 梁式桥审美

梁式桥是最古老、最简单、使用最多的桥型。人们对其印象深刻，但对其审美却鲜有人重视。

1)梁式桥造型简洁，设计者往往通过桥墩造型的艺术化、截面形式的多样化、结构尺寸的轻巧化等来提升梁式桥造型审美效果。

2)梁体上缘采用直线，与梁底多段流畅的曲线相结合，构造出韵律与动感之美。

3)钢桁架梁交错中力求多样统一，重复应用规则的几何图案。早期的钢桁架桥，如英国福斯桥便是钢桁架桥建筑艺术的一大败笔，该桥虽然壮观，但是钢结构错综复杂，毫无美感。

4 梁式桥造型设计

按照材料分类，梁式桥分为混凝土桥、钢桥；按照结构体系分类，分为简支梁桥、连续梁桥、桁架桥、刚构桥；按照截面形式分类，分为T型、箱型、板梁桥。

1)主梁造型设计

主梁要求纤细轻巧、连续流畅，主梁顶面尽量与底面平衡。全桥主梁立面应为竖曲线和预拱度统筹考虑的圆顺曲线[3]：a.较大跨度梁桥除预拱度外，应考虑附加视觉效应所需的反挠度；b.梁高相等的等跨或跨度接近的多跨简支梁桥不宜分跨各自设置预拱度，应全桥协调成一条圆顺曲线。C.边、中跨不等的多跨梁桥宜采用梁下缘比上缘曲率半径大的曲线，既适应不等梁高，又使全桥立面轴线统一圆顺。d.梁高相等的等跨梁桥宜采用梁上下缘平行的曲线。

主梁截面形式多样，截面的选取可根据桥址周边景观及自然环境，结合桥墩造型来决定。

2)桥墩造型设计

桥墩的主要作用是向地基传递上部结构竖向作用力，因此其“技术轴线”和“技术轮廓面”比较简单，所以能很方便地进行构型设计，能发挥桥梁设计师的美学创造力。

构成桥墩的形态以简洁为主，从美学角度来考虑，有一些可以遵循的原则：a.桥墩横向不宜太宽。因为梁式桥以中小跨径为主，如果桥墩太厚重，视角在桥头一侧时，很容易看见桥墩重叠；b.主桥与引桥桥墩虽然受力不同，但是桥墩形态与尺寸不能相差太大，要有很好的过度与协调感；c.桥墩竖向线条及截面形式可以多样化，比如有花瓶墩、Y型墩、X型墩等。

3)桥台造型设计

桥台处于路堤与桥梁的连接处，主除有桥墩的作用外，还要承受台北填土及填土上车辆荷载所产生的附近侧应力。在造型设计中应考虑：a.应保持与主梁的连续性，桥台与梁体宽度基本保持一致，这样给人一种协调的美感；b.在桥下通航或者行车的桥梁中，为避免视觉障碍感，宜采用桥台台身后退的布局与构型。

5 结论

现代桥梁设计应包含桥梁结构设计和桥梁建筑设计，由于桥梁设计中没有专门的建筑设计师，因而作为桥梁设计师，需要提升自身的美学素养和审美能力。现代桥梁设计应该做到技术美、功能美与艺术美的和谐统一，使得每一座桥梁的建设都能给地球添姿加彩，都能成为自然环境和谐统一的一部分。桥梁的美学更应该注意和结构体系相符合的魅力，而不是做出更多浮夸，诡异的造型。这不仅使桥梁结构和施工的造价成倍的增长，还给人以哗众取宠的感觉。另外，在桥梁设计中考虑桥梁景观的设计也非常重要，桥梁本身与周边环境的协调不仅可以带来整体的美感，更重要的可以使得生态环境可持续发展。