风景区斜拉桥景观设计探讨

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  【摘 要】 结合大冲邕江特大桥桥梁景观设计,探讨斜拉桥主体构件各部分的景观设计,其中包括了斜拉桥主体构件景观设计的总体方针,标准性建筑物的设计分析,斜拉桥均衡稳定性的景观设计分析,斜拉桥桥塔、拉索、桥墩的造型设计及比选景观设计方案。
  【关键词】 风景区;斜拉桥;景观设计
  引言:
  桥梁象征着由此岸到达彼岸的过程,也象征着两岸的联系和沟通,因为如此,跨越一座桥会引起我们对人生的某种感悟、心理上的愉悦感。对于一座优美桥梁的印象,不会只有桥梁本身,还有桥梁周围的景色,都会是记忆的一部分,桥梁并不是孤立的存在着,对于那些经常经过某些桥梁的人们来说,桥梁是他们生活的一部分,它可能是当地具有标志性作用的建筑物,使人们记忆深刻。桥梁不仅是跨越障碍的建筑物,更是人类生活、文化、艺术与历史的重要组成部分。
  一、斜拉桥的构造特征与景观特征
  斜拉桥与梁桥相比,增加了塔与索的构造,协调了梁桥水平方向单维突出的构图比例,并可以创造出更大范围的景观形象。另外,在其构造的特征方面,因拉索的配置、跨径的大小及分割、塔的形式,主梁断面形狀、支持方式以及材料使用上可有多种选择,设计自由度大大增加,有利于设计人员大胆构思与创新,充分体现设计风格与个性[1]。斜拉桥的梁、索、塔的直线特征及简洁的几何构图,表现出力线明快、力感强烈、简洁流畅的时代感,具备了功能与形式统一的良好形象。
  大跨径斜拉桥雄伟壮观,对于周围环境容易形成全新的景观,桥梁竣工之日,该桥也就成为该地域的象征、标志和游览景点之时,对经济发展和环境改善有重大作用,为此,对新景观的预想与设计,不仅仅是桥梁技术工作者的任务,也是城建规划部门、环境工作者、建筑家、艺术家、乃至当地居民十分关注并应参与发表意见的问题,具有广泛的社会性[2]。
  二、斜拉桥景观设计要点
  2.1斜拉桥远景中的均衡美要素
  均衡美感是大自然赋与人生理上一种本能的要求,是主要的美学性质之一,远景中的斜拉桥的均衡美关键在于主构要素之间比例与尺度的和谐。
  2.1.1跨径分割之比
  斜拉桥的中跨跨径,一般由桥位处的地形、地质及航运条件确定,作为斜拉桥的基本形态的三跨情况,其边跨与中跨合理而均衡的跨度比是1:2:1。但从拉索的应力疲劳来看,希望由活荷载引起的应力变化要小,而疲劳强度与活载和恒载的比率有关,一般恒载大的混凝土斜拉桥边跨可以大一些。当边跨比较大时,可通过在边跨中间增设桥墩来改善视觉中的构图比例。而后拉索锚固的边跨则应小于主跨的一半,即取0.3-0.4。此时,体系的刚度增加,主跨更为突出、后拉索将受到最大的作用力,将在端支点产生负反力,应设置拉力支座,甚至应在边跨内增加平衡重。斜拉桥设计为两跨时,除了对称均衡构图外,还可以按桥位具体条件设计成不对称的两跨,其跨径比以1:1.2-1:1.6为宜。
  斜拉桥的中跨,从经济性考虑为400-500m左右,但随着结构分析方法的完善,分析手段的进步,新材料,新结构和新施工方法的开发,这种跨径已被不少桥梁打破了,通过加劲梁的改造,已出现了1000m级的超长斜拉桥设计,如德国Leonhardt教授设计的横跨意大利墨西拿海峡主跨为1800m的钢斜拉桥方案,还有丹麦Gimsing教授也试算了由改变加劲梁的支持方式而跨度达3200m的梦幻般的斜拉桥。
  斜拉桥跨径比例的均衡,还应包含高架桥部分在内的总体桥梁区间跨径变化的节奏韵律感及视觉上的均衡与连续性,特别是高架桥部分采用预应力混凝土连续梁桥时,其与主桥的衔接与过渡更应注意此点。
  2.1.2梁高与中跨之比
  斜拉桥由于梁被拉索悬吊,梁高可比连续梁桥更小,而跨径更大,产生轻巧的跨越感。据国外资料统计,梁高与中跨之比在1/80-1/300之间,大多超过l/200,既使是1/100以下,和梁桥相比,仍是非常纤细的。我国的南浦大桥为1/180、杨浦大桥为l/200左右。
  2.1.3塔高与中跨之比
  主塔高度与拉索角度有关,统计资料表明,塔高与中跨之比约在1/4-1/7范围内,这个范围从景观角度来看也是合适的。
  塔高与梁下空间也应相应均衡,确保梁下有足够的空间,使之与高耸的塔柱、水平的大跨度主梁比例尺度和谐,产生视觉的均衡美感。
  斜拉桥的均衡美并不只存在于对称的静态均衡构图中,也可以存在于非对称的动态均衡中,而且往往后者独具匠心更富魅力。如原捷克斯洛伐克的Bratislava桥为后倾式斜塔,凭借倾斜度较大的后拉索来平衡,体现了力感紧张的态势,塔顶还设有观光的眺望厅,这种动态的均衡导致了视觉上生动的情趣感。
  2.2梁的形状与景观设计
  斜拉桥给人以纤细轻巧的美感,但又通过梁的形状得到构造上的加强,目前以抗扭刚度大,且便于拉索与主梁连接的箱梁为多,其断面形状类似于倒梯形,或进而改进为曲线,不仅满足了抗风稳定的要求,而且在光影效果下更显纤细柔美。
  斜拉桥的主梁线形多采用水平直线,简洁、明确、舒展,并具速度感和连续流畅感。有的斜拉桥采用纵向曲线,不仅侧面景观线形优美而且避免了大跨径梁的下垂感,形成了极强的跨越感。特别是不少桥梁通过缘梁的设置及色彩涂装,远景中尤如彩带,更增加了总体连续流畅的美感。
  2.3主塔与景观设计
  作为斜拉桥主构单元而在力学上起着重要作用的主塔,它的耸立引人注目,起着信号、象征的作用,在景观上至关重要。
  主塔自身蕴藏着力的紧张感的同时,又孕育着向高空伸展直上青天的动势,诱发观者升人更高境界、焕发激情的内心活动,具有高扬的功能与动态美。塔高的确定应注意与跨径、桥下空间三者比例的均衡。
  塔高的确定应注意与跨径、桥下空间三者比例的均衡。
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