现代桥梁创新设计手法及应用分析

黄璇

（厦门市市政工程设计院有限公司，福建厦门 361000）

0 引言

当前，我国桥梁工程在施工工艺方面已经达到世界领先水平，但在造型设计方面仍有上升空间。为避免桥型重复和缺乏创新等问题，应将建筑、艺术、绿化等多元化要素融入桥梁设计之中，使桥梁在满足结构安全、交通流畅要求的同时，更具备现代美学特点，从而全方位提升民众的出行体验。

1 桥梁与建筑结合

桥梁作为重要的公共交通设施，除了要满足最基本的通行功能之外，还可以通过与建筑的结合，使其具备更多功能。以维琪奥桥为例，其是意大利佛罗伦萨城市中的一座跨河石造拱桥（见图1），是由美第奇家族修建。通过与建筑的巧妙结合，维琪奥桥让当地珠宝世家都将店铺搬到了桥上[1]。这座石拱桥历经战火的洗礼和洪水的侵袭，始终保持屹立，是佛罗伦萨著名的地标之一。在桥梁与建筑结合设计时，古代建筑结合桥梁的方式往往是把建筑直接移到桥上，而现代桥梁与建筑的结合方式则更加多样化。例如，福建省三明市凤岗大桥（见图2），通过创新的形式，实现了功能与空间的巧妙融合。

图1 意大利维琪奥桥

图2 三明市凤岗大桥

拟建的凤岗大桥是沙县主城区的结构性主干路，也是连接高速、高铁站、机场的重要对外交通枢纽。经过多次现场踏勘，获取了项目所处位置的相关信息。当地沙溪河道宽220m，凤岗桥跨沙溪河及两岸李纲路和国道G205，桥位距上游铁路桥1000m，距下游西大桥615m，线位垂直于河岸。桥址北岸建筑密集，景观带层次分明，深受市民欢迎。南岸滨江道景观偏野趣，山丘显露，行人较少。两岸建筑多为10 层以下的居民楼、公建楼。

根据两岸高程、周边车流、周边人流、通航要求等因素进行分析，凤岗大桥通航孔可为1×110m 或2×55m，桥梁宽度为双向六车道+慢行道，桥梁外形设计需要考虑以下因素：

首先，沙县的环境特征是青山绿水，凤岗大桥的桥梁风格宜与沙县区域的风貌特征相协调。另外，沙溪又称虬江，龙、凤可作为桥型创造的文化元素。

其次，凤岗桥是连接沙县老城、生态新城的对外交通枢纽，桥梁造型应与其地位相匹配，具有较强的标志性。

再次，两岸滨水景观带宽35～40m，两岸建筑较低矮，桥梁建筑体量应与空间尺度相协调。

最后，根据当地的城市设计规划，南岸需打造“滨江活力客厅”，因此凤岗大桥的设计还需要有方便两岸沟通、提升南岸人气的作用。此外，桥梁慢行系统、夜景吸引力的打造也是桥梁设计的要点。同时，从跨沙溪的桥梁天际线考虑，凤岗大桥宜有一定高度。为此，滨江带的行人视角、桥上行人行车视角、立面视角均需关注。

基于上述构思，该项目将桥梁和建筑联系在一起，设计了双层桁架桥的方案。上层为双向四车道城市快速路，下层是供市民通行、休憩的慢行空间，在江面上打造出一个宽敞且风雨无阻的公共空间。该桥能够将两岸滨水空间连接在一起，如同古代“廊桥”，不仅能提供通行功能，还是人们聚集交流的场所。在下层的慢行空间，还增设3 个圆形露台，通过吊索拉起平台。吊索上悬挂膜结构帆，增加了立柱的体量感，使其与桥梁体量相匹配。此外，通过在柱顶悬挂灯具，替代车行桥路灯，避免过多灯杆影响桥梁景观，同时增强立柱的功能性。

凤岗大桥主跨240m（52.5×2+67.5×2m），桥宽18.5m，塔高21m。主体结构布置成2 组倒三角形桁架形式，使其自身结构的横向稳定性得到保证，下层的慢行空间不再设置横向的交叉杆件，从而获得了较为整洁的空间。桁架结构通过外包穿孔板的装饰（见图3），将桁架杆件规整为锥形体，使空间更加简洁、现代。此外，通过将曲线条外包穿孔钢板柔化为曲线铝板，并点缀金色条边，营造出流动的空间感受，似波浪和游龙，故有“虬江”之意。平日夜间，该桥能够出“星河虬龙”的意象（见图4），浪漫而富有诗意。

图3 凤岗大桥内部装饰效果图

图4 凤岗大桥夜景效果图

2 桥梁与艺术结合

桥梁艺术从诞生之初，便与美紧密地联系在一起，成为非常引人注目的公共艺术形式之一[2]。在古代，桥梁的艺术表现形式较为单一，主要体现在桥上或桥头的一些装饰处。例如，位于法国巴黎市区塞纳河上的亚历山大三世桥（见图5）。桥上还有许多艺术品和雕塑，比如桥身雕刻的水生动植物图案，石柱上的镀铜骑士群雕像、天使雕像等。法国亚历山大三世桥桥上极尽奢华和繁复的雕塑装饰使该桥成为巴黎塞纳河上最华丽的桥梁[3]。在与艺术结合方面，古代桥梁多以装饰华丽为美，而现代桥梁则以简洁大方为美[4]。厦门思明区石亭路天桥设计就是现代桥梁艺术化创新设计的体现（见图6）。

图5 亚历山大三世桥

图6 厦门石亭路天桥

石亭路天桥位于厦门市湖滨北路与石亭路交叉口附近。天桥选址处距离最近的天桥480m，距离湖滨中路地铁站285m，周边为办公、住宅、学校、公园等用地，如：市政府、市民政局、市档案馆、石亭社区、滨北小学及外国语中学等。行人过街需求量较大，故厦门石亭路天桥主要功能是解决湖滨北路两侧行人过街问题。桥位两侧各有5.1 和5.5m 路侧带，湖滨北路地下有地铁2 号线区间段隧道，覆土深度约10～12m。湖滨北路地下管线多为电力、给水、通讯等管线，管线迁改工作量较少，天桥具备可实施性。

由于天桥的跨度为35m，周边多为公共建筑，因此天桥造型宜轻盈、低调又具特色。为此设计人员通过把主体结构放置在桥梁上部以尽可能降低桥面、缩短阶梯，同时还能将桥身展现得更加纤细。在造型上，采用弧线设计，意图使行人动线显得更加舒缓。向上的弧线所代表的视觉如龙舟，既表现出欢迎之姿，又有昂扬向上之意。在此基础上，桥梁结合结构受力需求，两端梁高较大处采取挖空处理，既增加了桥梁的通透感、消减了体量，又丰富了桥梁立面造型（见图7）。挖空的造型以三角梅为意向，强化了市民对桥梁的印象，使整座桥梁更具艺术性、创新性。搭配夜景灯光后，呈现出静谧、祥和的环境氛围（见图8）。

图7 石亭路天桥立面效果图

图8 石亭路天桥夜景效果图

石亭路天桥跨度29m，桥长35m，桥宽3m，桥净高5.5m，梯道中央设置推车坡道，能够满足非机动车、婴儿车过街需求。在结构方面，桥梁的上部结构采用单侧梁的形式，整体感强。两端高、中间薄的梁体也最大化了桥中心的轻盈感，同时也与下方的V 型墩柱保持结构稳定，整体方案最大化了桥梁的通透性与轻盈感，也保持了桥型的独特性与辨识度，无论在行车视角还是步行视角都能展现出其独特的地标性。

3 桥梁与绿化结合

近年来，随着低碳生活、生态城市等城市建设理念不断更新，城市桥梁中的生态绿化设计成为桥梁创新设计的思路之一。城市桥梁的绿化设计既能美化桥梁，减少热辐射，又能增加城市的绿化率，提升城市品位[5]。

新加坡滨海湾公园里的超级树空中廊桥（见图9）。超级树共有18 棵，12 棵位于超级树林，其余6 棵每3 棵作为一组，分别位于入口广场和蜻蜓湖[6]。超级树的结构由钢筋混凝土核心柱、钢框架树干、种植板和顶篷4个部分组成。其结构既能当作巨型藤蔓支架，又可以收集太阳能和雨水，自身产生的电能也可以满足夜间照明需求。

图9 新加坡超级树

另外，在超级树的顶端还设计了树顶酒吧和距离地面20m 的空中体验廊桥。长度为128m 的空中桥梁将超级树连接在一起，游客既可以近距离观察超级树的技术细节，又能从不同视角俯瞰滨海湾花园的风景。超级树融合了自然景观、桥梁工程和绿色科技，展示了可持续设计和科技对城市景观产生的积极影响。

4 结语

现代化城市建设发展对桥梁建设品质提出了更高的要求，桥梁不仅要满足结构安全、交通流畅的要求，还要符合现代美学，且能够与环保理念充分融合。因此，应不断加强对桥梁创新设计的重视程度，运用桥梁与建筑结合的观点与方法，探究桥梁与艺术的共生关系，并将绿化融入桥梁设计的思路之中，以此设计出更具创新特点的桥梁。通过对国内三明凤岗大桥和厦门石亭路天桥的设计方法进行分析，从桥梁与建筑的结合、桥梁与艺术的结合等方面阐述了桥梁设计中的部分创新思路，希望能够为今后桥梁创新设计提供借鉴。