整合与聚集＊——由穆劳桥引发的结构设计思考

张思慧 贾慧娟

1 清华大学建筑学院

2 金陵科技学院

穆劳桥采用梁式桥结构，跨度47m。梁的部分为无腹式桁架结构，桁架上下翼缘板呈T形，由松木层压材经钉梢组合而成。结构腹板是由CLT板组合成的两面中空的木墙，底部翼缘板下端层级材内置预应力钢索，使得结构下弦的受力性能得到显著提升。该桥位于奥地利穆劳镇中一座中世纪木桥的原址处，其南岸是居于小镇最高点的汽车站和市政府，北岸是一片松散布置的老城区和一条沿湖散步道，两岸之间有接近10m的高差（图1～4）。穆劳桥建于1995年，由瑞士梅里&彼得事务所（Meili &Peter）和结构师约格·康策特（Jurg Conzett）共同设计完成。

1 结构与空间的整合

1.1 结构要素与空间要素

桥梁的结构与空间通常采用上下分层的布局方式，结构在桥面以下形成独立区域，行人在支撑结构之上穿行。但穆劳桥采用了不同的方式，将结构与空间在同一层级内并置，在结构内部形成交通空间。同时，将结构要素与屋顶、地面、墙体等空间围合要素整合在一起，屋顶与地面作为桁架结构的上下翼缘板，墙体承担结构腹板的功能。此外为保护主体结构，两侧廊道、栏杆和屋顶挑檐等围护构件与主体结构分离，作为可替换部分覆盖于主体结构之上（图5～7）。这种物质层面的整合，为结构与空间的进一步的整合创造了基础。

1.2 结构的空与空间的空

结构与空间的整合不仅包括结构实体与空间围合要素之间的整合，还包含结构的空与空间本身在虚体层面的整合。结构的发展呈现出从实体到空间的发展趋向，结构的空形成于结构效率的提升。但本质上，结构的空是一种无用的空（Void），指传递力流的必要实体之外的冗余部分。相比之下，空间的空（Space）则是完全不同的概念，其所指代的不是剩余部分而是主体，这一点老子在《道德经》中有详细的论述“埏埴以为器，当其无，有器之用。凿户牖以为室，当其无，有室之用。故有之以为利，无之以为用。”

穆劳桥在结构类型上接近无腹式桁架结构，构成结构的翼缘与腹板在水平与竖向两个维度上形成结构空隙。不同于普通的无腹式桁架结构单纯源自力学需求的空间布局，为了使行人获得丰富的穿行体验和对周围自然环境的深层感知，建筑师在桥端部设置了两处微妙的空间转折，其与桥中段的开放区域一起形成了连续变化的空间场景。这种来自空间思考的感性力量，打破了技术理性之下建立的空间生成逻辑。通过结构效率与空间感知相互融合，结构的空得以从“无用”走向“有用”，空间的空获得了一份源自结构的张力（图8～11）。

1.3 结构与空间的矛盾性与互补性

1 穆劳桥周围的自然人文环境

2 穆劳桥与河岸的高差关系

3 建造中的穆劳桥

4 建造中的穆劳桥

5 作为墙体的结构腹板

6 主体结构与围护结构的关系

7 立面图

8 空间场景

9 空间场景

10 空间场景

11 空间场景

12 结构模型示意图

13 结构分解轴测图

14 平面图

15 剖面图

16 建成后实景

17 建成后实景

18 弯矩图

19 穆劳桥跃于水上

在结构与空间整合的关系中，结构的布局不仅仅指向技术理性的单一需求，而是满足整体的合理性。正如原哈佛大学设计研究生院院长莫恩·莫斯塔法维（Mohsen Mostafavi）的评价，在这个桥的设计中我们看到的不是对单一学科完美状态的追求，而是通过激发他者的可能性从而获得整体力量的增强，好像构成一捆纤维中纤细的一束[1]。因此为了使基于整体的目标和合理性获得最大的实现，作为单一技术条件下对于结构效率最大化的追逐需要保持在一种适度的状态下，以达到与其他非技术要素之间的平衡。本案中，为回应空间需求而选择的非对称结构并不是最高效的，相较于标准的无腹式桁架结构，这种布局方式需要更多克服结构偏心和弯矩分布不均匀等问题（图12）。而从整体出发，这种结构布局很好地回应了空间的需要，并实现了与周围自然环境之间的对话关系。

此外，结构与空间除了矛盾关系之外还存在着一种相反相成的互补关系1。由于木桁架节点做法较为复杂，如果结构腹板位于翼缘板的中轴线位置则难以通过装配式的建造方法有效解决两者之间的连接问题。但空间作用下的结构布局方式突破了自身的弊端，使得腹板得以从翼缘板的中心移至边缘，通过螺栓和抗变形的预制钢构件的简单做法即可满足节点的刚性需求（图13）。同时错动的空间布局有效增加了结构的惯性矩，通过增强结构抗扭转的能力使其整体的稳定性获得提升。此外，这种互补关系还体现在翼缘板的断面尺度上。出檐尺度一方面是出于屋面遮风挡雨的需要，另一方面屋檐宽阔的表面有效抵抗了桥身中部的巨大弯矩，实现了空间尺度与结构尺度的统一（图14，15）。

2 从整合到聚集

海德格尔说：“桥与河岸一道，总是把一种又一种广阔的后方河岸风景带向河流。它使河流、河岸和陆地进入相互临近关系之中，桥把大地聚集为河流四周的风景[2]。”

穆劳桥对外部场所的思考融合在结构与内部空间的整合设计中，具体体现在两个特殊的位置，一处是上下桥时狭长而幽暗的空间转折，既触发了结构与空间的整合，又以一种和缓的方式将外部空间带向桥面；另一处位于桥中段两条人行流线的交汇处，结构彻底打开竖向支撑构件的包裹，在中间20m的开敞空间中形成对外部环境的收纳和聚集（图16，17）。在这里，一部分人从距离桥面10m以上的公共车站到达半山腰的旧城镇，另一部分人从穆劳河岸边的散步道至对岸，不同的人流经过两个微妙的空间转折在此汇聚，停下穿行的脚步，视线随着屋檐延伸向远方，自身也沉浸在穆劳河及其两岸的自然和人文景观中……可以说这种聚集的状态，唤醒了结构对于外部场所的感知，使得穆劳桥以一种视觉和知觉感知的空间形态，呈现出人们对海德格尔所描绘的聚集了天地人神的桥的想象。

另外在结构与空间整合的前提下，这种聚集不仅体现空间层面的桥对环境要素的聚集，也包含结构层面的桥对技术要素的聚集。由于桥中段20m水平空间的桥中心位置是桥面弯矩最大的地方（图18），也形成了身体对力流最强烈的感知。因此这个特殊的空间点，无论在物理层面还是精神层面都展现出凝聚的重量感，而这份源自空间的重量最终被结构底部的预应力钢索化解掉，使穆劳桥得以“轻松而有力地飞跃于河面之上[2]”（图19）。

3 结语

在整合思维引导下，穆劳桥的结构思考以一种迂回的方式抵达技术理性的需要，使得空间与结构把对桥的思考带入一个整体，达到力学可靠性与情感丰富性之间的动态平衡。同时通过对周围环境的聚集，穆劳桥得以超越作为一个单纯的提供支撑和跨越功能的桥，实现与天地的共同筑造。进而，穆劳桥通过整合实现了对结构范式的拓展，通过聚集抵达桥之所是。