景观桥梁的创新设计方法探究

薛生国

摘 要：随着城市建设的不断推进，景观桥梁建筑逐渐得到人们的青睐。该文通过分析现有景观桥梁设计中的常用设计手法，以期对景观桥梁设计拓展思路。景观桥梁设计中的仿生学设计在建设遇到瓶颈时，可提供解决思路。通过利用地域特点，将桥梁设计与地域设计相结合也是景观桥梁设计中的主要创新方向。通过新技术运用，与桥梁设计实际相结合，桥梁的创新设计手法将有效指导景观桥梁建设工作。

关键词：景观桥梁 仿生学设计 地域性设计 创新设计手法

中图分类号：U442.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（b）-0168-02

所谓景观桥梁指的是城市桥梁、风景区桥梁以及对景观敏感性较高的桥梁[1]。目前，我国的桥梁美学理论依据不同桥梁类型已取得不错的设计成果，然而桥梁景观设计仍存在很大的提升空间，需要设计人员不断地在实践中发现问题并解决，不断地进行创新性的景观设计。该文提出了一些重要的创新设计手法，如，仿生学设计、整体性设计、地域性设计等，为景观桥梁的工程实践提供支持。

1 景观桥梁设计的概述

相比与一般住房建筑，桥梁建筑的主结构多跨越峡谷、大河等，顺桥向多为狭长带状，主跨结构的承重以拱、梁、拉锁等为主，内部应力复杂，施工工艺较为多样。桥梁建筑设计时需考虑不同体系的受力分析，造型需满足静力平衡要求。

景观桥梁除了具有一般桥梁建筑功能外，还能给人带来美与视觉上的冲击。它遵循桥梁与环境和谐的理念，符合桥梁的造型美标准，体现了人文、自然、历史的结合或象征作用。一般的桥梁设计师多结构工程师出身，其设计方案偏重技术，而看轻艺术，难以达到景观桥梁设计的要求。景观桥梁的设计主要分为概念设计和细节设计两个方面[2]。概念设计是在桥梁建设的早期，设计师根据桥梁需求萌发的创意灵感，包含功能设计和结构设计两部分。细节设计则是运用丰富的实践经验和专业知识，推理、计算、决策，进而得出满足要求的设计方案[3]。

1.1 景观桥梁概念设计

景观桥梁概念设计侧重探究怎样通过造型或其他方面来提高桥梁的审美价值，使得桥梁与周围环境构成景观地标。景观桥梁对桥梁的建设环境也有较高要求，景观桥梁的概念设计就是通过分析桥梁需求，实现美观、安全、经济、适用的目的。景观桥梁的概念设计首先是收集桥宽、跨度、通航、荷载、周围环境等资料；其次要构思施工方法、材料、造型、装饰等；再者对主要的断面、平面、立面、结构尺寸进行说明；最后还要通过计算机技术形成透视图或模型。

1.2 景观桥梁细节设计

桥梁设计方案经过概念设计后就需要进入规范的细节设计阶段，该阶段中桥梁各部件需要进行详细图示，还可能要通过测试、实验等方式预测参数性能指标。细节设计首先要分析景观桥梁的建筑环境，考察环境条件；其次，要对比满足观赏要求和功能需求的桥型方案，分析各方案的优缺点，选定经济、社会效益最佳的设计方案；再者还要构思桥梁的表面处理、桥梁造型以及照明设计；最后还要预测桥梁的景观效果，对细节设计方案进行优化与改进。

2 景观桥梁的仿生学设计手法

仿生学设计理念源于人类所处的生存环境，通过模拟万千的生物，使得设计更接近自然，创意也更加合理[4]。将桥梁建筑和仿生学相结合，就为设计师提供新的创意与灵感，推动桥梁造型创新。

仿生学的设计手法让更多全新的桥型成为可能，模仿动物是较多的一种仿生设计手段。如，模仿恐龙等大型爬行动物，设计师们设计出形态优美、实用方便、节约用料的拱形桥型。斜拉桥通过举重运动员的受力特征与身体姿势而得到创意灵感；悬索桥的创新来自蜘蛛网的大跨度而得出。彩虹桥也是仿生桥梁景观设计的又一力作。翻绳桥由主梁、斜塔、主缆组成飘逸造型，给人以新颖、高雅优美、壮观雄伟的感觉。而“贝壳”桥型既具有永久性，又有现代感，其造型优美与大海中的贝壳一样。

3 景观桥梁的地域性设计手法

处于不同地域的桥梁，往往能呈现出该地域独有的特征。地域性的桥梁设计是设计师们常用的一种景观桥梁设计手法。地域性特征是社会经济条件和自然条件相互作用产生的，随着时间推移和场所变动而变化，是区域间差别的重要体现。地域性设计将有代表性的各地文化抽象成特有造型，运用到桥梁造型设计中，体现出不同民俗、自然环境、历史古迹的设计手法。

3.1 地域性设计手法的特征

首先，地域性的桥梁造型设计体现了当地的审美意向、风土人情、文化历史、地理地貌等人文和自然条件；其次，吸收了可用于桥梁造型设计的当地优秀建筑文化观念；再次，采用当地特有的能源与材料，来表现当地桥梁的建造水平和技术；最后，地域性设计具有其他地区所没有的鲜明特异性，具有地域经济性。基于上述几点，在景观桥梁设计中应用地域性是可行且极具价值的选择。

3.2 地域性设计在桥梁建设中的应用

在桥型设计中，地域性设计的经典手法有开合式的活动桥，这种桥型克服了已有桥型在结构和材料上的缺点，完美地利用了桥梁所处的地域特征。在桥梁造型设计中，我国的伸臂梁桥就是在当地山岭地貌基础上，在结构与材料上选用更适用于山区桥梁的桥式。英国的福兹桥、我国的十字桥、江南三接桥、杭州湾大桥等桥梁造型都利用了地域性设计手法。在桥梁建筑选材上，桥梁材料集中在石头、钢铁、木头、竹子、钢筋混凝土等，不同材料的造型、防腐、强度都有各自特征，桥梁建设者通过根据地域性特色来选取桥梁建筑的材料。

景观桥梁的地域性设计方案需要满足如下原则：（1）美观性原则，充分考虑桥梁建筑的造型美观因素，做到结构新颖、壮观雄伟；（2）技术性原则，采用新的技术手法，以轻型钢结构为主，体现美学并考虑照明效果；（3）统一性原则，保证景观桥梁与周围环境、土地利用的和谐关系；（4）地标性原则，体现桥梁所在地区的地域特征；（5）经济性原则，保证桥梁通行需求基础上，还要考虑技术方案的可实施性和工程经济性。

4 景观桥梁的整体性设计手法

景观桥梁的整体性设计需将桥梁与配套设施、周围环境等各方影响元素都考虑进来，融成一个整体，以实现桥梁的环保功能、交通功能、观赏功能，营造出人文景观的高度和谐，达到整体最佳效果。当景观桥梁与周围环境、附属设施统一成整体时，体现在多样统一与形式均衡、形式契合、层次感清晰等特征。

4.1 整体性设计的环境特征

景观桥梁整体性设计需将桥梁建筑与周围环境融为一体，这里的环境不仅包含自然环境还包含人文环境。桥梁的建造必然会给自然环境带来干扰，整体性设计理念倡导利用自然条件，减少对环境的人工干扰。城市景观桥梁还要与桥梁所处城市的其他景观相呼应，共同构成具有城市象征价值的和谐映证。

4.2 整体性设计的自身特征

桥梁一般分为上部构造、附属构造、下部构造等主要构件，在运用整体性设计手法时还需注意桥梁本身的协调性。给人美感的景观桥梁具有如下特征：各构件有序组合、外型流畅轻盈、构件通透纤细、色彩明快、形式结构反映传力特点等。

4.3 整体性设计的建筑群体特征

桥梁的存在并不是孤立的，而是与其所处的建筑群相互映照，整体呈现出来。自然环境中的景观桥梁需与自然景观以及已有建筑相适应，共同呈现出景观主题。城市环境里的景观桥梁设计时，需将环境里的各种建筑进行整体配合，做到桥梁与周围建筑的和谐并存、相映生辉，为城市整体景观增添美感。整体性的景观桥梁设计手法为桥梁设计提供重要指导，使得桥梁在体现自身特色时，也能满足城市整体景观的需求。

参考文献

[1] 西蒙·贝尔，著.景观的视觉设计要素[M].王文彤，译，王方智，校.北京：中国建筑工业出版社，2004.

[2] 杨士金，唐虎翔.景观桥梁设计[M].上海：同济大学出版社，2003.

[3] 张师定.桥梁建筑的结构构思与设计技巧[M].北京：人民交通出版社，2002.