桥梁美学2019年度研究进展

任何理论都离不开实践，桥梁美学思想也贯穿于桥梁建设的全过程。过去的一年，许多精美的桥梁出现在中国大地上，一些桥梁工作者也为此做了很多经验总结，使我们有幸能够见到一线设计人员的前沿设计理念在桥梁上得以实践。从这些作品中能够发现，设计人员的态度越来越务实，桥梁美学设计与结构设计能够协调统一，过去那种片面追求桥梁造型“新、奇、特”的现象有所改观。

目前，已有一些较为成熟的设计原则正在实践中不断完善。宋富春等[18]结合实例对人行天桥设计美学进行了分析总结，说明人行桥的结构不仅要安全可靠，还要注重与周围环境的协调，桥梁的整体美感尤为重要。在沙河大桥景观造型设计之初(图 8)，为了彰显漯河历史文化特质，提升区域整体魅力，王建中等[19]经过了充分的环境调研，对影响桥梁造型的各项因素进行了详尽的分析，经过多轮比选，形成了完整的理念和方案成果。漯河市牡丹江路沙河大桥为异形景观钢拱桥，充分展现了当地的人文特色，缓解了交通压力且完善了城市路网。熊桂开等[20]通过采用空间倾斜双肢圆型钢-混结构拱型桥塔、空间扇型斜拉索索面、局部增设钢构装饰格栅等措施设计了一座较为美观的拱塔斜拉桥(图 9)。张扬[21]结合河源永康大桥的方案设计，简述了桥梁美学要素在方案设计中的体现。

Olipitz[22]介绍了奥地利菲拉赫盖尔河上方的一座公路桥梁的施工情况，表明所有参与施工过程的人员在新的创新施工方法中所表现出的非凡勇气。在菲拉赫建造的这座创新拱形桥梁，采用一种组合横截面，示范性地展示了雄心勃勃的美学桥梁结构对建筑环境的积极影响，由此产生的附加美学价值已经得到证明。在所在位置构成这座桥梁，其灵感来自自然，并与道德和美学相呼应，赋予了建筑独有的特色，说明土木工程师在创作过程中不仅需要涵盖桥梁结构的生态、经济和技术等方面，还需要在设计方面对结构进行创新性的强调。

Beadepereda等[23]介绍了圣飞利浦一座横跨雅芳河的人行天桥(图 10)。该桥是解决复杂穿越问题的创新解决方案：为两个具有明显高程和外观差异的堤岸之间提供连接。设计应适合于当前和远期情况，并要求与现有的桥梁和未来建筑物和谐共存。这座桥是一个50 m跨度、4 m宽的钢梁桥，具有叉形的几何形状，设有残疾人和骑自行车的坡道以及一个楼梯，以最大限度地发挥其功能。这样设计生成的形状，符合结构、美学和功能的多方面需求。由于采用了这种整体方法，该桥结构紧凑，简单、优雅且对于人行天桥和河道使用者均清晰明确，一目了然。

2019年，IABSE将杰出结构奖(OStrA)颁发给英国Mersey Gateway Bridge(图 11)。该桥的3座桥塔高度不等，中心桥塔高80 m，两边塔高分别为110、125 m。主梁采用后张预应力混凝土单室箱梁，双幅布置，梁高4.5 m。Mersey Gateway Bridge是一座优雅协调的多跨混凝土斜拉桥，无刻意的设计理念，也无刻意的建筑元素的运用，简单纯粹，体现了形式符合功能的设计哲学。

过去几年，新建的许多桥梁带给公众愉悦的审美感受，提升了整个城市乃至社会的精神气质，是桥梁美学在实践中运用的重要工程案例，如成都五岔子大桥、北京永定河大桥、湖北秭归长江大桥、沪通长江大桥等。虽然一线工程人员在设计过程中对桥梁美学设计倾注了大量心血，但却鲜见于公开出版的相关文献，是为憾事。下面就其中几个比较有代表性的案例做简要介绍。

成都五岔子大桥(图 12)，这座大桥概念设计来源于莫比乌斯环，一种单侧、不可定向的曲面，由德国数学家、天文学家莫比乌斯和约翰·李斯丁在1858年独立发现。该环循环往复且无止无休，因此，被定义为无限大“∞”的同时，也象征亘古永恒。借由莫比乌斯环的无限之环概念来设计桥体结构，以此彰显的恰恰是，成都发展的无限可能性和开放发展的广阔胸怀。上层像弯眉，下层则似微笑，作为连接两大板块的重要桥梁，五岔子大桥在结构形式上分两幅桥进行设计：上游桥为主桥，下游桥为副桥，主、副桥间通过连接通道相接。主桥在上，坡度适宜，是连接两岸绿道可供自行车顺利通过的桥体，同时也符合残疾人通行规范，实现了功能与形式的统一，也极具人文情怀。

北京永定河大桥(图 13)，是双塔斜拉桥，桥梁标准宽度47 m，高塔120 m，低塔73 m，高塔和低塔的倾斜交代分别为60°~78°和73°~80°。两座高低索塔采用倾斜空间异形门式塔，意为“和力之门”，将成为连接起城市和自然的和谐之门。从受力示意模型图上看，双塔形如两个面对面坐在地上的人，双脚互抵，手拉钢索，各自倾力后拉；背后，又有人在用力拽拉钢索。从永定河上侧看“和力之门”，更切近汉字“人”，那种动感的张力，是对中国传统文化的有力传承。这样生动的构图思想，将建筑化的形象语言注入桥梁结构，充实了桥梁的结构形态表现形式。

湖北秭归长江大桥(图 14)是目前世界上最大跨度钢箱桁架推力拱桥，2019年9月通车。该大桥通车后，能实现沪蓉高速、沪渝高速相互连通，有效串起了神农架、昭君故里、屈原祠、武陵山、张家界等景点，将长江三峡、神农架、武当山三大世界级景点连成一体，对促进鄂西地区旅游和三峡库区经济发展发挥着重要作用。桥梁主跨531.2 m，规模大，体量巨，是典型的环境视觉中心。在设计上，该桥没有任何冗赘的造型，专注于桥梁结构自身功能的科学合理性，从结构力学原理的角度有力地阐述了桥梁美学的极致内涵：最合乎力学原理的桥梁结构即是最美丽的桥梁。该桥主拱优美的弧线采用靓丽的中国红，桥面栏杆及中央分隔带的色彩也以红色为呼应，隆重而喜庆是该桥美学设计的点睛之笔。

已经合龙的江苏沪通长江大桥(图 15)，大桥全长11.072 km(其中公铁合建桥梁长6 989 m)，主桥为跨径1 092 m的钢桁梁斜拉桥结构，是世界上首座超过千米跨度的公铁两用桥。以大桥巨大的体量，将无可争议地成为地标性桥梁。整个桥塔采用钻石型，上塔柱采用人字型，塔身线条圆润柔和，传力路径顺畅，充满力感。桥梁主塔、桥墩、栏杆、中央分隔带采用高雅的材料本色，在落日的余晖衬托下，显现出欢快的明黄色，衬托着桁架主梁极具自然生命感的淡绿色，使桥梁犹如一条雄伟的巨龙卧于长江之上。凭借自身的超大规模，该桥再次诠释了桥梁结构美的真谛：功能与美学是辩证统一的，满足结构设计原理的桥梁会完美地阐释桥梁美的内涵。

山东淄博潭溪山玻璃桥(图 16)为世界首例无背索斜拉弧形玻璃桥，建于潭溪山顶海拔700 m的崖壁之上，桥面跨度117 m，悬空高度101 m，外弧最大半径90 m，桥面宽度2.45 m；梁下方无钢架支撑，极具动感与美感。该桥造型设计理念独特，拱塔与主梁线形呼应，犹如一只俯瞰大地的智慧之眼。晴天时，蓝天和白云的倒影铺满玻璃桥面，有踏云而行的快感；云雾天气时，玻璃桥则在雾中若隐若现，宛如海市蜃楼，使观众如同进入了梦幻般的未来。整个桥梁结构设计与造型设计有机融合，体现了设计者对结构理念完美的理解，把桥梁结构自身的美感完美地通过力学原理表达出来。该桥集观光、旅游、休闲于一体，也代表了中国景观桥梁发展的一个方向。2019年，该桥获英国工程师协会人行桥结构奖。

说起最近几年的代表性桥梁，就不得不提享誉世界的港珠澳大桥(图 17)。大桥全长55 km，连接着香港大屿山、澳门半岛和广东省珠海市，远远望去，就好像是一条蛟龙蜿蜒腾越在蔚蓝色的海面上。该桥不仅各方面技术水平世界领先，在设计理念上也走在了国际前列。作为代表国家对外开放的门户工程，该桥处处体现出中国人民对中国传统文化的继承、对地球生态环境的尊重和拥抱世界各方文化的胸襟。青州航道桥(图 17(a))，塔顶剪刀撑吸收“中国结”文化元素，将最初的直角、直线造型“曲线化”，使桥塔显得纤巧灵动、精致优雅。江海航道桥(图 17(b))，桥塔整体造型优美，亲和力强，主塔塔冠造型取自“白海豚”元素，轻盈灵动，是实用性与美观性的完美结合，是理性与感性的全情交织，与海豚保护区的海洋文化相结合，具有强烈的地标韵味，是港珠澳大桥的重要标志性建筑之一。九洲航道桥(图 17(c))，主塔造型取自“风帆”，寓意“扬帆起航”，造型设计简洁、流畅、大气，与江海直达船航道塔身形成序列化造型效果，透露出强烈的力量感，与蓝天白云、伶仃海面浑然天成，具有强烈的地标韵味。港珠澳大桥的设计建设理念和精神必将深深影响今后中国桥梁建设事业。

近年来，许多结构合理、造型优美的桥梁在世界各地修建，限于篇幅，不再一一介绍。中国作为基建大国，广大设计者在实践中努力开创桥梁设计的新理念，把桥梁造型与实践美学完美结合，充分体现了中国桥梁技术的先进性和桥梁建设者勇于开拓进取的创新精神，为桥梁事业的发展做出了重要贡献。

对桥梁工程人员进行美学素质的培养，是提升桥梁美学质量的长远保障。教育界在积极行动，努力培养具有美育思想情怀的后继接班人。杨春健等[24]在“中国古典园林中的桥”的研学课程中，通过颐和园的调查、动手实践等活动实现了“研与学”的有机融合，学生自主合作、尝试探究、点拨评价等形式贯穿研学过程的始终，学习充满了研究性，是中等教育向专业教育转化的一个探索。

中国多所高校，如西南交通大学、同济大学、大连理工大学、长安大学等，相继开设了《桥梁美学》、《桥梁概念设计》等相关美学美育课程，旨在培养具有艺术鉴赏力及创造力的工程专业人才。梁艳等[25]对《桥梁美学》通识课程的教学改革进行了探讨。以建设“双一流”大学和“金课”建设为契机，专注于课程设置和教学模式的改革创新，结合当前社会环境及学生关注的热点，充分利用工程类专业实体模型、工程实践、移动网络、社交平台、网络视频、传统优秀教学方法等教学方式和手段，积极探索工程类通识课程课堂的教学模式。梁艳等[26]也对土木工程专业新型综合课程《桥梁美学》教学改革与实践做了一些建设性的工作。教育观念的改变，必将促进中国桥梁美学的发展迈向新的台阶。

通过总结过去几年桥梁美学的发展，不难发现，相较于20世纪末，纯粹对桥梁美学理论的研究正逐渐减少，理论服务实践并在实践中逐步完善。在这个信息化的时代，笔者认为，桥梁美学的发展可从以下几个方面开展工作：

1) 桥梁美学设计与桥梁结构设计是辩证统一体，今后应加强两者在设计过程中的协同工作，并从理论上继续加以研究。

2) 对桥梁美学设计理论的研究与建筑美学理论的衔接将会更加紧密。

3) 借助信息化技术，如BIM、人工智能等，使桥梁美学设计与工程实践有机对接。

4) 在桥梁概念设计阶段，为桥梁注入人文情怀，注重桥梁景观与环境设计，仍是未来发展的重要方向。

5) 及时总结桥梁设计过程中的美学思想，也是工程人员应有的情怀和责任。

6) 注重桥梁美学性与经济性的统一，杜绝片面追求标志性景观桥梁而脱离实际的现象，仍是当前各方义不容辞的责任。

7) 对桥梁美学专业人才的培养，目前还处于起步阶段，教育界还需做更多工作。