橋梁可以如此美麗

1、橋梁可以如此美麗20世紀(jì)初以來，各種橋梁的設(shè)計一直是被托付給路橋結(jié)構(gòu)工程師來設(shè)計，普通建筑師退避三舍好像已成習(xí)慣，但自從有了卡拉特拉瓦，全世界的建筑師們才忽然發(fā)現(xiàn)了新的課題，90年代前后爆發(fā)了對橋梁進(jìn)行建筑設(shè)計的熱潮?？ɡ乩呤墙ㄖ煯?dāng)中設(shè)計橋梁的領(lǐng)先者，尤其是在他的國家西班牙，他留下了很多形態(tài)各異的橋。1984年，巴塞羅那成功申辦奧運會之后，決定重修這座Bach de Roda大橋?？ɡ乩擢毺氐碾p拱拉索設(shè)計，讓該橋從很遠(yuǎn)的地方就能被識別，并成為該城市的一個標(biāo)志性建筑。西班牙巴塞羅那 Bach de Roda大橋之后，他一發(fā)不可收拾，接連設(shè)計出阿拉米羅大橋、盧斯坦尼亞大橋、拉德維薩人行橋

2、等一系列橋梁，并贏得了橋梁大師的美譽。1992年，塞維利亞市舉辦世界博覽會，在市內(nèi)及周邊地區(qū)進(jìn)行了大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。Meandro San Jeronimo河上的阿拉米羅大橋就是那次建設(shè)的一部分。大橋全長200m,由13對鋼索斜拉固定在142m高的謝橋塔上，橋塔與地平成58度角；橋塔的結(jié)構(gòu)是填充了混凝土的鋼筒。由于橋塔的重量足以平衡橋面，一般斜拉橋中常用的后牽索在這里就不需要了。橋塔的內(nèi)部有一部通往塔頂?shù)臉翘?。橋塔建造時，先用重型起重機將鋼筒分段吊裝上去，焊牢后再填充鋼筋混凝土。橋面以六邊形鋼制箱梁作為主脊，拉索就固定在主脊上。從主脊上向兩側(cè)懸挑出的兩個翼緣，成為步行道和自行車道的橋面。它

3、的路面寬3.75m，比機動車道高出1.6m左右。箱形和翼緣與懸索連接之前，通過連續(xù)的腳手架支撐在干枯的河床上。西班牙 塞維利亞 阿拉米羅橋阿拉米羅大橋的設(shè)計創(chuàng)造了一種新型的斜拉橋。用傾斜橋塔的自重來代替后牽索，在橋塔與橋面之間建立起一種平衡的對話關(guān)系。這個概念可以追溯到1986年卡氏的一個雕塑作品“奔跑的軀干”，它是由一串斜向疊落起來的大理石方塊與鋼懸索構(gòu)成的平衡體。受西班牙巴塞羅那皮利牛斯省Ripoll鎮(zhèn)的委托，卡拉特拉瓦于1989年開始設(shè)計拉德維薩人行橋，1990年8月開工，1991年6月竣工。該橋跨度為44m，兩岸高差為5米，將拉德維薩地區(qū)和鎮(zhèn)火車站連接了起來。這個設(shè)計，卡拉特拉瓦沿用了

4、巴黎Gentil大橋工程的結(jié)構(gòu)理念：使用設(shè)置在橋弓平面上的鋼制拉力臂來平衡人行橋的荷載。西班牙 巴塞羅那 拉德維薩人行橋位于西班牙畢爾巴鄂的沃蘭汀步行橋，很多游客寧愿選擇從橋上經(jīng)過到美術(shù)館。單拱雙側(cè)斜拉索與玻璃橋面，讓這座橋與附近的畢爾巴鄂美術(shù)館交相輝映，形成了一道亮麗的風(fēng)景。西班牙 畢爾巴鄂 沃蘭汀步行橋奧倫塞千禧橋（Puente del Milenio en Ourense）如果單從結(jié)構(gòu)上來看似乎沒有什么值得夸獎的地方，但是如果將橋上葉片狀環(huán)形觀光步梯與橋梁有機結(jié)合起來，觀察結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的組合還是值得“到此一游”，充當(dāng)橋梁建筑與結(jié)構(gòu)的談資。奧倫賽千禧橋位于西班牙圣地亞哥附近奧倫塞，建于200

5、1年，故此得名。它跨越米尼奧河（Rio Miño）。設(shè)計者為西班牙著名的創(chuàng)新建筑師圣地亞哥·卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava）。橋梁長275米，寬23米，四車道，兩邊設(shè)置了人行道，最外側(cè)架立起環(huán)形步梯。西班牙 圣地亞哥 奧倫塞千禧橋（Puente del Milenio en Ourense）大橋主體結(jié)構(gòu)為單索面斜塔斜拉橋，主梁為等截面預(yù)應(yīng)力箱形曲梁，索塔與橋墩鉸接-這樣能很好地適應(yīng)曲梁在溫度變化情況下自由伸縮，而不至于產(chǎn)生塔與橋墩結(jié)合處過大剪力。這是奧倫賽千禧橋的第一個特點。第二個特點就是設(shè)計者的大膽而浪漫的步梯設(shè)計。一座小跨度的斜拉橋在普通不過了，然而在

6、葉片狀環(huán)形步梯的環(huán)抱下變得錦上添花、畫龍點睛了。環(huán)形步梯在提供觀光瀏覽功能的同時也給喜好浪漫和富于幻想的西方人營造一個壯麗的城市景觀，給人強烈的視覺沖擊力。第三個特點就是主梁跨中處的張弦梁（Beam String Structure）結(jié)構(gòu)的加勁，這也是我們在橋梁加固上常用的技術(shù)手段之一。為了支撐環(huán)形步梯的荷載，設(shè)計者在預(yù)應(yīng)力箱形梁跨中一定的范圍內(nèi)利用張弦梁加勁原理加強了梁體結(jié)構(gòu)，這樣做的好處就是能提高橋梁的跨越能力，為跨中的連續(xù)箱梁提供了眾多的彈性支撐，同時便于梁體與步梯的連接，形成一體。也正是因為步梯的支撐需要，兩個斜主塔做得矮肥粗大，用較大的剛度來承載步梯與行人的重量。第四個特點也是最為美

7、妙的地方，那就是斜拉索作為張弦梁的預(yù)應(yīng)力體外索。仔細(xì)的觀察你會發(fā)現(xiàn)橋梁中間的斜拉索延長到了箱梁下緣，作為預(yù)應(yīng)力體外索形成了張弦梁的下弦拉桿了，在十三個撐桿的支撐下形成了美麗的魚腹。這真是獨具匠心的設(shè)計，美妙的構(gòu)思！縱觀卡拉特拉瓦設(shè)計的橋梁，平坦的橋面下并無橋墩作為支撐，那么究竟是什么能夠承載起沉重的橋面？這些橋為何都無一例外地有著拱和斜拉索的造型？我們來看看葉片的結(jié)構(gòu)。葉片上的脈絡(luò)均勻而有序地分布，讓葉片擁有了一個寬大的自然結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)，讓葉片穩(wěn)固而不易受到自然界外力的影響。卡拉特拉瓦從植物的葉脈中找到了能夠支撐橋梁的靈感。拱象征著葉子的邊，而斜拉索則象征著葉片上的脈絡(luò)。這種仿生學(xué)的設(shè)計，讓

8、卡拉特拉瓦屢試不爽。圣地亞哥·卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava）出生在西班牙巴倫西亞附近的Benimamet，在巴倫西亞修完建筑與城市設(shè)計專業(yè)以后，于1979年獲得了瑞士蘇黎世聯(lián)邦工學(xué)院的結(jié)構(gòu)工程博士學(xué)位，隨后留校任教，并開始參加建筑設(shè)計競賽。最初他所做的實際項目多是火車站、機場和橋梁這一類東西，好像和交通問題結(jié)下了不解之緣。他設(shè)計的橋梁以純粹結(jié)構(gòu)形成的優(yōu)雅動態(tài)而舉世聞名，展現(xiàn)出技術(shù)理性所能呈現(xiàn)的邏輯的美，而又仿佛超越了地心引力和結(jié)構(gòu)法則的束縛。有的時候，他的設(shè)計難免會讓人想起外星來客，極其突兀的技術(shù)美似乎全然出乎地球人的常規(guī)預(yù)料。圣地亞哥·卡拉特拉瓦（Sa

9、ntiago Calatrava）作品集引人注目的埃拉斯穆斯（Erasmus）橋梁自1996年落成起就成為世人贊美的目標(biāo)。年輕的阿姆斯特丹建筑師Ben van Berkel突破了單純功能建筑的想法，用這座橋梁創(chuàng)造出了建筑史上的藝術(shù)品。這座斜拉索橋連接著鹿特丹城市的北部和南部的Kop van Zuid，以美妙的姿態(tài)跨越了2,600英尺的距離。鋼索懸掛在塔門上，彎曲著抵抗拉力，支持著橋身。這座建筑物擁有許多別名，其中一個就是“天鵝橋”，因為它橫跨水面的姿態(tài)十分優(yōu)雅，造型像是一只優(yōu)雅的天鵝頸。天鵝橋不僅是世界上最長的斜拉索橋，也是荷蘭最高的橋。其造價僅為1.65億歐元。Erasmus橋超越了傳統(tǒng)橋梁

10、建筑的概念，雪白的橋身、簡潔俐落的造型，使它馬上獲得鹿特丹人的喜愛，進(jìn)而成為鹿特丹的市標(biāo)。 天鵝橋乃是一個經(jīng)過嚴(yán)密包套設(shè)計的建筑，將建筑架構(gòu)、都市居民的生活方式、基礎(chǔ)設(shè)施、以及公眾功能都結(jié)合成一個超簡單易理解的建筑物，廣及橋周邊的游船碼頭、停車場等，都是整體設(shè)計案的一部分。以一根139公尺高的水泥柱支撐，不對稱的設(shè)計，讓天鵝橋突出于一般人對于橋的想像，而夜晚的燈光照明設(shè)計，更強調(diào)此橋不只是個建物，更是一個都市藝術(shù)品。荷蘭 鹿特丹Erasmus Bridge上個世紀(jì)的1977年，林同炎先生和他的搭檔D. Allan Firmage設(shè)計了跨越美利堅河（The American River ）奧本壩

11、庫區(qū)的斜拉橋方案，取名為Ruck-A-Chucky Bridge（簡稱Ruck橋）。Ruck橋位于距加里福利亞（California）10英里的奧本壩水庫上。橋梁設(shè)計參照了美國橋梁設(shè)計規(guī)范AASHTO。橋梁長度1300英尺，主梁方案為鋼箱曲梁和鋼混曲梁，曲率半徑457.20米；眾多的鋼拉索組成了空間雙曲面索面，四個索面的拉力代替了橋梁墩臺，承載了整個橋梁的荷載，所以全橋沒有一個橋墩；拉索按照曲線的布置規(guī)律地錨固在兩邊上坡上，利用兩邊山體的巖石自重及巖體地質(zhì)特性來充當(dāng)強大的地錨結(jié)構(gòu)，以此來平衡橋梁的荷載。按照今天的環(huán)保觀點來看，當(dāng)年Ruck橋很好的利用了地形。在公路的回頭彎上布置了一座沒有橋墩的

12、橋梁，最大限度的保護(hù)了自然生態(tài)，在保證行車功能與安全的前提下，獨特的幾何造型與自然環(huán)境恰好地融為一體，不能不說是一種巧奪天工創(chuàng)舉。Ruck橋曾在1979年贏得Progressive Architecture的設(shè)計首獎。雖然最后未能付諸于工程，該橋一直被公認(rèn)為力學(xué)與美學(xué)結(jié)合的典范作品，而被稱為“最著名的未建成的橋梁”。美國 加州 Ruck-A-Chucky BridgeRuck橋的結(jié)構(gòu)是斜拉曲線梁，中間設(shè)置了鉸，這樣有益于控制溫度及拉索變化而導(dǎo)致的內(nèi)力變化。這種結(jié)構(gòu)的橋梁有一些類似西班牙的諾拉橋（主跨440米斜拉橋）和中國鄖陽漢江大橋（主跨414米斜拉橋），它們共同的特點就是在橋梁主梁跨中設(shè)置了

13、鉸，因此在橋梁中間有一道伸縮縫。所不同的是后兩座橋為直線橋，而Ruck橋為曲線橋，從結(jié)構(gòu)受力與穩(wěn)定的角度來看更顯復(fù)雜。從橋梁平面來看，跨中的鉸節(jié)點與橋梁兩端的支撐構(gòu)成了單鉸拱結(jié)構(gòu)，而密集的拉索形成了對拱結(jié)構(gòu)的彈性支撐，從而增大了橋梁的抗風(fēng)及抗震能力。不過，由于橋梁中間的鉸的存在也會降低行車的舒適性，給鉸伸縮縫的維護(hù)工作帶來一些困難。遺憾的是由于各種原因，Ruck橋沒有實施，但是這些設(shè)計上的思想與技術(shù)已被用于后續(xù)的橋梁上了，并在已經(jīng)建成的工程中得以證明技術(shù)的可靠與可行。這些技術(shù)包括巖石錨固，后張預(yù)應(yīng)力，空間索面，懸臂施工，正交異性板，抗震及風(fēng)震的動態(tài)分析，風(fēng)力風(fēng)洞試驗，負(fù)載平衡，應(yīng)力控制和計算機

14、仿真分析等。中國南寧大橋橋型由已故美籍華人、國際著名橋梁設(shè)計大師林同炎先生創(chuàng)意設(shè)計。世界橋型首創(chuàng)的大跨度、曲線梁、非對稱、外傾式鋼箱拱。橋形如一只線條優(yōu)美的玉簪，兩個扭轉(zhuǎn)向上的弧圈構(gòu)成橋拱，橋身從中飛架而過，極富藝術(shù)美感。 中國 南寧大橋千禧橋是倫敦旅游的必去景點。為了迎接千禧年，英國政府特別做了兩個設(shè)計，一是倫敦眼，另一個就是千禧橋。這座橋在2000年6月10日正式落成啟用，卻在三天之後就關(guān)閉，禁止通行。對於一位得過普立茲克大獎，世界知名且在英國封爵的著名建筑師Norman Foster而言，簡直是奇恥大辱；但Foster接受現(xiàn)實，在電視上向全英國民眾道歉，并開始尋找失敗原因。英國 倫敦 千

15、禧橋究竟千禧橋為何被關(guān)閉呢？Foster在構(gòu)思這座橋時，請了一位藝術(shù)家設(shè)計造型。藝術(shù)家美感當(dāng)然沒話說，但建筑可不是畫畫圖就好。從設(shè)計圖到實際建筑，必須通過營造的結(jié)構(gòu)、力學(xué)等一系列的問題。Foster尊重藝術(shù)家的創(chuàng)意，沒有更改設(shè)計，只好在力學(xué)上費心。這橋雖然是座吊橋，卻沒有一般由上而下拉出一堆鋼筋支撐的懸梁系統(tǒng)，僅以兩座橋墩為支點，支撐的鋼筋和橋身平行。少了蛛網(wǎng)般的懸吊鋼筋，千禧橋外型看起來俐落簡潔，加上材質(zhì)的色澤，更顯其代表未來的科技感。造型取勝的千禧橋，是倫敦第一座為行人設(shè)計的橋梁，也是1894年倫敦塔橋開橋後，百年來第一座橫跨泰晤士河的新橋，從設(shè)計到建造，吸引全英國民眾的目光。建設(shè)過程，媒

16、體不斷追逐Foster詢問相關(guān)細(xì)節(jié)，F(xiàn)oster也以能參與這項具有跨世紀(jì)歷史意義的工程為傲，因此常在螢?zāi)簧腺┵┒?。在媒體的大肆報導(dǎo)下，英國民眾對千禧橋簡直是虎視眈眈。就因為這樣，種下千禧橋一開橋就遭封閉的命運。開橋那天，這座總長僅320公尺的橋一下子涌進(jìn)約二萬多人（想像那畫面），出乎意料的人潮讓千禧橋設(shè)計上的缺失原形畢露。原來，過多的人潮在行進(jìn)間會造成一種重力的共振效果，導(dǎo)致橋面晃動。根據(jù)分析，當(dāng)時橋上的人為保持身體平衡，會下意識朝反方向擺動身體，這個動作與搖晃同步，因此更擴大晃動的效應(yīng)。所以，當(dāng)成千上萬的民眾同時擠上期待已久的千禧橋時，劇烈搖晃的驚恐取代了原本的驚喜。輿論掀起批判聲浪，當(dāng)局

17、決定封橋，F(xiàn)oster也上電視致歉，并承諾找出原因改進(jìn)。這一封橋，就封了一年多。在2002年2月21日重新開橋前，F(xiàn)oster與工程團隊曠日費時研究如何在不改設(shè)計的情況下，解決防震問題。Foster研究了許多材料，最後找上NASA（美國國家航太局）用於太空梭的避震材料，才解決了千禧橋的問題。於是乎，這座造價1820萬英鎊的橋，在追加約500萬鎊的整修費和裝置了90個避震器之後，重返民眾懷抱。中國寧波的外灘大橋橋塔傾斜成 “人”字形，寓意人文寧波，重點表達(dá)寧波搏擊風(fēng)雨、勇往直前、具有海洋般寬闊胸襟的現(xiàn)代化花園城市形象。主橋采用獨塔四索面異型斜拉橋結(jié)構(gòu)，造型別致，構(gòu)思巧妙，將成為核心濱水區(qū)又一標(biāo)志

18、性景觀。中國 寧波 外灘大橋洛陽瀛洲大橋是一座飛鳥式倒三角形拋物線拱券橋，是一座通行兼景觀大橋，主橋拱的創(chuàng)意源于洛陽八大景之一的“天津曉月”，整體景觀如水上升明月。中國 洛陽 瀛洲大橋中國寧波的青林灣大橋，是一座反對稱雙鋼塔斜拉橋。中國 寧波 青林灣大橋巴西首都巴西利亞的著名地標(biāo)，一座也是以JK命名的美麗拱橋（Ponte JK）。延連的三座拱橋的角度均有所不同，以致於在不同的角度可以看到不同的造型變化。橋下的帕拉諾阿湖，實際上是一座環(huán)繞巴西利亞市區(qū)東、南、西三面的人工大湖，更準(zhǔn)確得說，這不是一座人工湖，而是因建造南面水壩而形成的蓄水區(qū)。但因為湖面相當(dāng)廣大，所以沿岸也就自然而然成為著名的風(fēng)景區(qū)，許多湖景公園及餐廳因應(yīng)而生。巴西利亞的富人則不乏擁有自己的大型遊艇，開進(jìn)湖中狂歡辦派對的。巴西 巴西利亞 Ponte JK橋Juscelino Kubitschek bridge亦被稱為JK總統(tǒng)大橋，正是這位巴西前總統(tǒng)，在50年代