浅谈美学在桥梁设计中的应用

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  摘要:一座桥梁,从满足功能要求而言,是工程结构物,从观赏要求而言,应是一件建筑艺术品。美无处不在,如何从单纯的结构观点中解脱出来,将美学原则应用于桥梁设计中,努力设计出主客体和谐、造型雅致的桥梁是当代设计师的职责。
  关键词:桥梁;美学
  前言:桥梁何时产生无法考证,但有一点可以肯定,随着桥梁的诞生,桥梁美学也随之产生。我们的先辈在长期的生产活动中创造出许多经济实用、造型美观的桥梁,它们或雄居险关要隘,为山川增辉;或跨跃岩壑溪间,古朴雅致;或坐落闹市通衢,巧夺天工。它们高悬低卧,形态万千,总是默默地为人类服务。
  在中国经济飞速发展的今天,城乡基础设施建设加快,桥梁设计也越来越多。人们对生活的质量要求越来越高,不仅要求有舒适便利的建筑环境,更要求有适宜人居住的自然环境,在这样的背景下,桥梁美学越来越受到重视。美学处理已是土木工程师必须具备的技能。
  一座桥梁,从满足功能要求而言,是工程结构物,从观赏要求而言,应是一件建筑艺术品。桥梁不仅具有交通性,而且具有生活服务性和观赏性,如何使桥梁在适用、经济和安全的前提下具有与其功能相适应的外形和比例,呈现出新颖优美的线条,从而美化我们的生活环境,是桥梁设计中应着重解决的问题。
  一、桥梁美学原则
  1.在满足功能要求的前提下,选用最佳结构型式。2.美主要表现在结构选型和谐与良好的比例。3.注重与环境的协调。4.桥梁美感应以其个性对人们产生积极影响。
  二、工程实践
  自古以来桥梁都是道路系统的重要组成部分,它往往是路上最吸引人的景观,但我们以往的设计,更多的关注安全、经济等因素,对桥梁的美学问题考虑较少,设计的桥型有的比较笨拙,有的套用现成的通用图纸。虽省时省力,但千篇一律,不能给人带来美感。
  在石家庄市西北水利防洪生态工程一期桥梁的设计中,我们从单纯的结构观点中解脱出来,努力设计出主客体和谐、造型雅致的桥梁。为此,我们做了一些有益的尝试。
  石家庄市区水系分为内环、中环和外围水系,西北水利防洪生态工程属中环水系,其两岸及周边已建成临风田园、秋实公园、语林园、太岳公园、秀水公园5个公园及3个游园绿化带,总绿化面积达327万平方米。
  西北水利防洪生态工程一期桥梁包括三座,分别是大安舍桥、大马村桥、岳村铺桥,这三座桥均位于石家庄市西北部环城水系渠道上,为城市景观漫水桥。
  水系工程的根本目的是改善水环境、丰富水生态、建设水景观、为居民提供更好的生活环境。三座桥梁是水系工程的重要组成部分,在设计初期,我们就确立了一桥一景,桥桥见景的设计指导思想。
  桥梁的基本功能是通行,在功能、技术、经济之间优化是桥梁设计规范的基本要求,在功能得以满足,技术可行的前提下,调整桥体结构部件的比例,协调桥梁线型与周围景观的关系,优化桥梁装饰装修的图案是我们将美学应用于桥梁设计的原则。
  我们将三座桥统一考虑,桥型既要轻巧别致,还要互不雷同,各具特色,同时要与周围环境有机结合,使桥梁成为水系景观的一大亮点。下面结合每座桥的结构特点介绍一下设计时考虑美学因素。
  1.大安舍桥
  大安舍桥位于西北水利防洪生态一期工程的下游,桥长75米,桥宽10米。设计时考虑将这座桥建成为一座时尚现代的桥梁,同时为与两岸景观协调,要有拱桥的韵味,经多方设计方案的比选,最后采用门式刚构桥型。本桥上部结构为三跨连续,主梁采用变截面钢筋混凝土连续箱梁,梁底曲线为二次抛物线+拟合曲线(近似圆弧线)。这种线型的運用,使整座桥梁结构线条轻盈、舒展流畅,三个近似半椭圆形桥洞,倒影水中,浮光点点,美不胜收。
  合理的轮廓是美观的主要因素,桥梁栏杆和桥体的装饰装修也不容小觑。与桥体结构相适应、与周围环境相协调的栏杆,就如同画龙点睛,使桥梁变得瑰丽多姿。在栏杆的设计方面,我们也下了许多功夫,为突出拱桥的韵味,栏杆采用仿古的汉白玉栏杆,栏板雕刻花饰,部分栏板镂空,“以虚代实”以期达到无中求有的艺术效果,考虑汛期漫水的要求,又在栏板底部开孔洞,孔洞周边雕刻花饰,既满足了功能的要求,又使整座桥纯正、清爽、稳定。在装饰装修方面,我们采用细料石挂板装饰主桥,突出桥的轮廓。桥梁通体以灰白为基调,突显了桥梁的纯净、秀丽,与桥下流水、桥两侧景物共同组成一幅美丽画卷,让人仿佛置身于南方的园林之中。
  2.大马村桥
  大马村桥位于西北水利防洪生态一期工程的中游,桥长65米,桥宽10米,设计为连续刚构桥。上部为C30钢筋混凝土现浇变高度箱梁,根部梁高为1.8米,跨中最小梁高为0.9米,梁底缘曲线为二次抛物线,箱梁截面为单箱双室,顶板宽10米,厚20厘米,底板宽8米,厚20厘米,腹板厚30厘米,箱梁端部、跨中设横隔梁。下部结构为钢筋混凝土墩台。桥台为三柱式矩形截面钢筋混凝土盖梁,盖梁高1米,宽1.4米,桩柱直径均100厘米;桥墩为直径120厘米的桩柱,直接伸入箱梁,墩梁固结。
  这座桥的美感主要表面在结构造型和谐与良好的比例关系上,桥梁外形力线明确,柔中带刚,简洁明快,轻巧别致。桥梁栏杆用一组汉白玉细柱构成,使整座桥具有秩序感和韵律感,桥梁轻盈、飘逸。我们采用银灰色氟碳漆装饰桥身,桥体“银装素裹”,与碧水、蓝天、鲜花、垂柳组成一幅美丽动人的画卷,置身于此,让人流连忘返。
  3.岳村铺桥
  岳村铺桥位于西北水利防洪生态一期工程的上游,桥长78米,桥宽10米。其西北约1公里为石家庄市植物园,本桥与植物园桥遥遥相望。我们将此桥设计为连续梁拱组合式桥,全桥共计5孔,主拱圈矢跨比为1/6,为无铰拱。主拱圈为板拱,拱底曲线为圆弧线,拱全宽10米,拱净高2.67米,主拱圈厚40厘米。腹拱圈厚30厘米,使本桥呈现出优美的弧线型外型。桥墩下部结构为单排钻孔灌注桩接钢筋混凝土承台,承台厚1米,为单排三桩式钢筋混凝土钻孔灌注桩,使整座桥梁显得非常轻巧,主拱圈上另加四个小拱,既减轻了桥身的重量、增加了桥梁的美感,又能更好的满足桥梁行洪、泄洪的要求。
  美丽的桥梁以其个性对人们产生积极影响。本桥外型轻巧,桥孔倒影水中,极富美感。桥梁栏杆采用复合钢管做成倒弧形式样,简洁、明快,与桥梁外型相呼应。主桥用细料石挂板装饰,突出主拱圈轮廓,线条简洁、大方、成为植物园外又一景观。工程竣工后,三座桥梁均以其鲜明的个性、优美的造型给人以耳目一新的感觉,赢得了业主及石家庄市民的一致好评,取得了显著的经济及社会效益。
  结束语:通过这次尝试,我们深深的感受到,生活中不是缺少美,而是缺少发现和创造,只要我们遵循美学原则,一定能设计出更多造型优美的桥梁,让人们生活在更美更靓的环境中。
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