桥梁文化与美学.docx

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桥梁文化与美学

桥梁文化与美学

任何一座桥梁都有使用和欣赏两个方面的功能。

从满足使用功能的方面而言，它是供车辆和行人跨越障碍的工程建筑物；但从欣赏的角度而言，它又是一件艺术品，给人带来美的享受。

所以设计一座桥梁不仅是工程设计，也是一次艺术创作。

美学是一门研究美及创造美的科学。

随着桥梁技术及造型设计的发展，在美学领域逐渐形成一门专业实用的美学——桥梁美学。

桥梁美学是研究以美学为原理，结合桥梁的自身特性，得出桥梁建筑在设计时应遵循的和在评价中应依据的理论和法则的科学。

一、桥梁美学概论

1、桥梁美学的发展

罗马时代建筑大师维特鲁威在所著的《建筑十书》中就提出了适用、坚固、美观三位一体的建筑观点。

当时的桥梁建造者融技术与艺术于一身，既是设计者也是造桥者，既是工程师又是艺术家，无形中就是一种完美的结合。

我国现存最早保存良好的桥是公元595年～606年由隋代李春建筑的安济桥（又称赵州桥），该桥是单跨、敞肩、圆弧石拱桥，这是世界上最早的割圆弧拱，其大拱叠小拱的造型构思巧妙，结构独创，看上去雄伟中透出秀逸，稳重中犹见轻盈，如“初日出云、长虹卧涧”，已列为世界文化遗产中的珍品。

此后在我国的隋、唐、宋、元、明、清各朝代都建造了很多著名的桥梁，如建于中唐时代的宝带桥，是现存最长的多孔薄拱薄墩连拱桥（计53孔，全长达316.8m）如千尺卧虹、巧夺天工。

西方中世纪处于黑暗时期，战争与宗教成为人们生活中的两个重要内容，反映在桥梁建筑上就是既为军事防御性桥又是宗教色彩较重的桥。

设计造桥者有牧师参与，桥头大都有防御性的桥塔和桥门，还建有教堂和其他宗教性建筑物，长期的封建战争和宗教势力的影响留下了深深的烙印。

法国瓦伦梯桥（图1-6）是当时较有代表性的一座桥，该桥两头及中部各有一个高塔，另外还有一道桥门，共六个尖拱（跨径16.5m）高高地耸出水面，桥墩处理得使攻桥者无法从河中乘船上桥。

由于军事考虑上的完整性和它高直式的桥塔，桥看上去肃穆整齐，像严阵以待、训练有素的武士一般。

文艺复兴时期，百家争鸣，大师辈出。

桥梁建筑常常被看作是一种纪念性建筑，罗马的十二使徒桥上建有巴洛克风格的雕像；著名的威尼斯利雅托桥，以桥上用大理石建店铺、拱廊、台阶和栏杆而著称。

18世纪末，以英国技术革新为标志的工业革命改变了整个物质生产领域的面貌。

随后出现了以自然物质规律为研究对象的各种学科以及相应的教育体系。

科学的明细分工以及追求结构上的纯理性主义，使科学和艺术、专业技术和艺术脱了节。

科学家、工程师注重于科学实验、发明创造，且分工愈来愈细，对艺术已无力兼顾，而艺术家则认为艺术是高尚的，是感情的产物，工程技术只是“雕虫小技”，孤独地沉缅于感情境界的象牙塔中，深深地陷在超越现实世界的虚无境界中。

这种技术与艺术的疏远，使本来含有艺术概念的技艺已到了被局限于只讲技术的境地，特别是工业化的大生产和追求高效率，往往与美背道而驰。

大部分土木工程师养成了以结构达到建筑物功能目的为唯一要求，甚至认为艺术要求是对设计思想的干扰，是建筑物不经济的根源等。

反之，建筑师及艺术家们又认为工程师不懂艺术，对新材料、新结构横加指责，导致了工程师与建筑师之间的争执。

对于规模宏大结构外露的悬臂式钢桥——福斯桥，建筑师却宣称：

在铁制的东西中没有建筑艺术。

机械制造每前进一步，东西却越来越丑，一直达到所有丑陋的顶点样品——英国福斯桥。

时至今日对埃菲尔铁塔与福斯桥等，人们已不再去挑剔那些繁杂落后的结构细节，而是注重它外观的气势，歌颂当年的首创精神和克服困难与压力的毅力，已经把它们看作代表各自国家历史里程碑的成功之作了。

而由此也引发了在建筑美学思想与观念上的改变，进一步注意到正在形成的技术美学思想。

随着19世纪科学进步与发展，传统的建筑观念不时被工程师采用新材料、新结构、新技术所打破。

人们在物质生活水平提高的同时，也需要更完美、更完善的建筑结构以满足精神上的需求。

因而技术与艺术必须完美地结合成为建筑艺术发展的必然趋势。

1941年英国工程师学会通过一项正式决议：

“美学处理，必须是土木工程师的职能范围”。

1944年英国剑桥大学提出：

“建筑师必须有工程师的头脑，工程师必须有建筑师的头脑”。

工程师必须是个自觉掌握艺术规律、具有美学修养的人。

瑞士的世界名桥萨尔基那桥是空箱截面三铰拱桥的代表，该桥飞跨阿尔卑斯山，跨径90m，其拱厚从拱脚到四分点（1/4处）逐步增加，再到拱顶又减薄，打破传统结构梁、柱、墩的形式和石拱桥笨重的构造，以薄板组成变化的空心截面拱，不仅经济、合理、创新，而且获得了轻巧、优美的外观。

弗雷西奈毕生致力于发展预应力混凝土，第二次世界大战以后需要重建被破坏的桥梁，他在马恩河上建成了一系列双铰拱、预制节段预应力混凝土桥其中之一就是阿曼特桥，桥梁简洁美丽、柔和空透，取得了极大成功。

从19世纪末到20世纪初，新的建筑思想促使设计观念完全更新，形成以建筑师为首包括工程师、工业设计师、工艺美术师在内的设计大军，把美学设计领域扩展到整个人造世界，出现了重视技艺的工业艺术设计和与之相应的美学理论——技术美学。

工业产品与艺术相结合的设计，它既包括广泛的艺术设计，又包括设计者的特殊精神劳动和创作方法。

它综合着工程师、建筑师、艺术家的各方面活动，目的是为创造具有高度审美价值的产品而做出理想、可行的方案，使产品的实用、经济、美观三者更好地结合起来，达到有机的统一。

技术美学要求把

美学运用于广泛的生产技术领域，它研究的问题还涉及到物质产品的生产过程中有关人、社会、经济等诸多因素。

因而除了技术与美学的交叉外，还与社会学、经济学、管理学、心理学、生产工艺学、人体工程学、教育学以及艺术学都有十分密切的关系技术美学思想的形成一开始就与建筑密切相关，是新建筑思潮的指导思想，自然也影响到桥梁建筑。

随着高速公路的问世与交通事业的迅猛发展，公路美学、桥梁美学应运而生，并受到各国土木工程界的广泛关注。

1936年德国的莱昂哈特与卡尔·舍希特勒出版了《桥梁造型》一书。

经过几十年的实践与积累，80年代又出版了专著《桥梁建筑艺术与造型》并广为流传，1978年根据他的请求，国际桥梁工程学会创建了“结构工程美学”特别小组，向全世界提倡注意桥梁美学。

莱昂哈特的作品，如建于1963年德国的费曼恩海峡桥是一座立体结构钢拱桥，主跨248．4m，钢拱双肋于拱顶相靠，吊杆为网状钢索，桥墩由上向下缩窄宽度，使桥梁整体以动态形象浮现于开阔的海面之上，既均衡稳定又充满了力动感，这种首创的“提篮式”拱，常被各国许多桥梁设计者所效仿。

我国武汉长江大桥、南京长江大桥等，在桥梁设计中对桥头建筑及引桥进行了多种方案的比选，坚持“适用、经济，在可能条件下注意美观”的建设总方针，桥梁雄伟壮观，技术先进、举世瞩目，成为我国建桥史上的里程碑。

遗憾的是随后的“文化大革命”，爱美求美成为“修正主义”，在建筑美学思想上也引起极大混乱，只有在80年代改革开放之后才带来了经济繁荣、科技飞跃，也带来了公路与桥梁建设的飞速发展。

桥梁美学在这一时期也引起普遍重视，先后出版了著名桥梁结构与美学专家唐寰澄先生的《桥》及樊凡先生的《桥梁美学》等影响较大的著作，还在许多高等院校相关专业开设了“桥梁美学”。

2、桥梁美学的概念

桥梁美学是研究以美学的普遍原理、结合桥梁的特殊性质、得出桥梁建筑在设计时应遵循的和在评价中应依据的理论和法则的科学。

桥梁建筑艺术是通过桥梁建筑实体与空间的形态美及其相关因素的美学处理，形成一种实用与审美相结合的造型艺术，或者说是一种创造桥梁美的技术。

3、桥梁建筑的艺术特性

（1）功能价值与审美价值相统一

桥梁建筑和某些纪念性、观赏性建筑不同，它首先是一种具有运输通道能力的实用结构物，所以功能价值是第一位的。

如果一座桥梁能稳健地跨越障碍，安全可靠、交通流畅、满足功能要求，就可以说已为桥梁美提供了先决条件，如果过桥时令人提心吊胆、不堪负荷或事故不断、交通堵塞，也就影响了美。

桥梁建筑不仅应表现出结构上的稳定连续及强劲力感与跨越能力，而且要有美的形态与内涵，只有内容与形式的高度统一，功能价值与美学价值的完美体现，桥梁建筑才能显示出不朽的生命力。

（2）桥梁建筑艺术与技术紧密相关

桥梁与其他建筑一样是工程技术与艺术结合的产物，它作为物化了的人工环境必然依赖于相应的技术，并耗费大量的材料，因而技术对艺术的制约表现在经济、材料、设计理论、施工技术等方面。

技术进步对于桥梁美具有锦上添花的效用，是强大的推动力。

（3）桥梁建筑是结构外露的空间实体

桥梁与房屋建筑有许多不同，房屋建筑是空间的分隔组合，桥梁是空间的延续与扩展，前者是人们生活、工作的空间，后者是沟通东西、连接南北及人行车驶的通道，房屋建筑常常是封闭的，从外观很难看出内部复杂多变的结构，而桥梁结构是开敞的、外露的，组成部分一目了然，功能关系明确

（4）桥梁是单维突出的空间结构物

桥梁功能的需要决定了其基本形态是水平方向单维突出结构物，即桥梁沿路线方向长度与桥的宽度、高度相比差距较大，这种形态在视觉平衡上、比例和谐上很不利。

协调这种比例，改善视觉印象，是桥梁美学设计中必须重视的问题。

（5）桥梁建筑艺术表现的局限性

桥梁建筑首先是一个工程结构，在艺术表现上受到了诸多条件的限制，表达自由度远不及其他艺术。

桥梁基本上是由几何形态的线、面构成的空间形体，靠它的可视形象，给人以庄严、雄伟、稳定挺拔或轻巧明快、柔美秀丽等感受，但很难以自身的形式表现更具体的内容。

常常借助雕塑、绘画、匾额、书法、诗词等其他艺术形式去构成深厚的艺术意境，使人产生联想、激发情感、抒发胸怀。

有时还要借助音乐，声音、光影、照明等来渲染气氛。

桥梁建筑有其独特的结构特征，也相应带来了独特的艺术魅力，只有正确地把握它的艺术特性，才能创造出不同凡响的桥梁美。

4、桥梁建筑的几何构成与形态感情

（1）点形态

点相当于字母，是构造的出发点，它的移动形成线。

作为最基本的建筑形态要素，进入视野内有存在感、与周围形状或背景相对比能产生点的感觉的形状，均可称点形状，如桥梁建筑中塔、柱、杆在俯视时均可视为点形状，从侧面看，铰、支座、桥墩盖梁端头、栏杆柱头、灯具等均可视为点形状。

点位于某一范围中央时，它是静止的；当位于一端时，在视觉上有一种向心的引力而产生动势；两点并置时，若大小不同，注视时必然先大后小；若大小相同时，视线会在两者之间往返，形成联系轴；若两点靠近则引起排斥感；另外，排列有序的点给人以严整感；分组给合的点可产生韵律感；对应布置的点可产生均衡感；小点环绕大点形成重点感；无数的点可产生神秘、朦胧感。

（2）线形态

直线具有坚强刚直的特性与冷峻感。

直线又分水平线、竖直线与斜线三类。

水平线具有与地球表面平行而产生附着于地面的稳定感，可以产生开扩、舒展、亲切、平静的气氛，同时也有扩大宽度、降低高度的心理倾向。

竖直线与地面垂直，显示了与地球引力方向相反的动力，体现了力量和强度，表达了崇高向上、竖挺而严肃的情感。

对于桥梁这种突出水平方向的一维结构物，利用竖直结构如吊杆、桁杆、栏杆、灯柱、高塔等可以改善视觉印象，对整体比例的不协调起到局部调整作用，增加均衡稳定、比例和谐的美感。

斜线与水平线、竖直线相比，更具有力感、动感与方向感，其构图也更显活泼与生动，桥梁结构中的各种X形、Y形、A形桥墩或主塔的轮廓线以及桁架中的腹杆、斜腿刚构中的斜腿均使简洁明快、生机勃勃的斜拉桥更是充分体现了斜线的魅力。

曲线具有柔顺、弹性、流畅、活泼的特性，其中几何曲线如圆、椭圆、抛物线、螺旋线等规则而明了，表达了理智、圆浑统一的美感，自由曲线如波浪线、弧线等呈现出自然、抒情与奔放。

享誉中外的北京颐和园玉带桥的拱两端由于添加了反向曲线，形态优美，如同玉带飘扬，给人以典雅秀丽、恬静、浪漫的情感。

（3）面形态

圆形只有一个向度（即半径），以最短周边闭合成最紧凑完美的形。

圆形给人以纯、圆润、光滑、满足的感受，在桥梁形态不乏直接采用，如圆拱、圆台、圆墩、圆柱、环道、路线平曲线等。

矩形具有直角及对边平行的关系，使任何构件，无论是梁、板、柱、台都更利于加工制造和使用方便，是所有形中最适用于人类使用的形。

与圆形相比，方形更显静态，是中性、稳定的形。

矩形由于长宽之比变化无穷、规则而又灵活。

三角形主要特征表现在其斜边与角度上，比圆形、长形更具活力，容易增加空间感。

三角形特别是等边三角形、正六边形因其边、角相等，其有利的受力条件，在结构设计中可为简化构件种类、减轻构件重量以及加快施工速度提供方便，因此广泛用于桁架、网架、拉索、斜撑、塔柱等结构中。

（4）体

形是由面围合而成的三维空间，最大特点是具有尺度、比例、体量、凹凸、虚实、刚柔、强弱的量感与质感，桥梁各种构件如塔、梁、墩、台等均可视为“体”。

桥梁建筑整体又是将不同功能、不同形态的各部分“体”进行精心的空间组合，形成合乎功能要求又有美的形态的有机整体，以其总体规模的形象与周围环境一起给人以美的感受，激发人们的特殊情感。

桥梁建筑中这些点、线、面、体形式的构成单元所激发的情感也是相对的，单元与单元的组合会产生不同效果。

不论是其磅礴的气势、雄健的风姿，或是典雅秀丽的气质、流畅轻快的活力，都无不显示出桥梁的形态感情——生命感、充实感与存在感。

二、桥梁美的基本要素

1、桥梁美学三要素

桥梁美学，其美学构成与其它建筑物、道路等相比，既具有共性，也具有个性。

它与桥梁技术的发展是紧密结合在一起的，二者有机结合以求工程结构和精神审视的和谐统一。

基本观点是：

在充分满足结构功能要求的同时，达到结构的外观形貌尽量完美并与周围环境相协调。

它属于现代美学中的技术美学的范畴，是技术与美的和谐统一，于桥梁设计过程中产生，在桥梁结构的实现中得到表现，包括“形式美”、“功能美”以及“与环境协调美”三个要素。

（1）形式美

由于桥梁是在水平方向上很长的立体建筑物，纵横方向尺度显著不平衡，并且作为通透建筑物其观察视角是多方向的，因而对桥梁的形式美提出了很高的要求，一般主要借助于比例、对称、韵律、重复、交替、层次等手法来完成。

（2）功能美

桥梁不是仅凭其空间构成的形式优美就足够了，同时，使桥梁明显地体现出其功能，也是美的价值组成上一个不可缺少的素质。

“功能美”就是在遵循力学理论的前提下，满足结构功能要求的同时，于平衡并有紧张感的结构中求得内在美，于外观上体现力动感。

如拱桥的动势表现在拱的优美弧线上，清新悦目而典雅气质。

例如河北的赵州桥、湖南的鸟巢河桥等；悬索桥的力动美主要由加劲梁、主塔和主索来体现，用主塔和主索的磅礴大气来协调桥型水平方向过长的比例，使之遵守美学的法则，保持纵向和竖向和谐，如美国的金门大桥、香港的青马大桥等。

（3）与环境协调美

桥梁建筑和桥位及附近的空间环境，包括自然地理环境、社会人文环境、历史文化环境、技术经济环境和规划建设环境等，一起处在人们的生活空间之中，构成整体景观。

它既受环境的影响制约，同时也影响着环境，给人们的生活带来变化。

因此，桥梁建筑不但应具有本身的技术美感，还要与周围的景观或整个环境相协调。

在桥梁美学中，协调有两类：

桥梁本身的协调，即“个体协调”；桥梁与周围环境的协调，即“公共协调”。

其中，环境协调一般有三种处理方法，即消去法、融合法和强调法。

根据环境条件和桥梁规模的不同，在桥梁美学设计中常采用不同的处理方法。

如特大桥梁常采用强调法，因为它本身规模宏大，气势磅礴，自然而然地就成为独立的景观，从而成为环境的主要景观。

桥梁美学设计可以放手地从桥梁本身美进行处理，使桥梁成为环境美的主体；对于规模不大的桥梁常采用消去法，因为周围环境景观已经形成，不宜再突出桥梁，以免影响环境协调，只能使桥梁从属于景观，并相互适应。

较为普遍的情况是采用融合法，使桥梁与环境融为一体，自然和谐。

金门大桥打破了桥梁规模与景观背景的平衡，使桥梁成为画面的重点。

面向太平洋这一浩瀚广阔的背景和深邃的海湾，形成了雄踞屹立、傲视一切的气势。

金门大桥成为旧金山、金门湾的标志，也是桥梁环境设计强调法的典型桥例。

修桥前与修桥后的环境对比，从中可以看出桥梁的修建打破了自然的平衡和宁静，成为人们视觉瞩目的中心，使环境平添一种生气，桥梁成为支配景观效果的主体。

陕西延安延河桥于1957年建成，为三孔跨径30m的石拱桥。

桥型适宜，桥跨、桥高及各部分比例和谐，桥梁上部结构有强烈的韵律感，并衬以宝塔山、石塔，构成了一幅革命圣地延安庄严雄伟的画面，深深感染着人们。

山、塔、桥成为画面不可缺少的部分。

广西青厄渡桥为三孔空腹式拱桥。

该桥建在“山水甲天下”的桂林风景区，与高山流水相辉映，与秀丽环境极为协调。

2、桥梁造型的美学规则

（1）协调与统一

首先桥梁与桥位处的和附近的人工建筑物达到协调，其次桥梁本身由若干部分组成，其各自的功能和造型不同，这种差别和变化必须在和谐和次序中得到有机的统一。

湖南罗依溪桥浙江建德白沙桥

（2）主从与重点

由若干要素组成的整体中，每一要素在整体中都占有一定的比重和地位。

桥梁结构从功能上来说有主体和附属之分；从受力体系来说有主要构件和次要构件之分；主桥和引桥、主孔和边孔存在主从差异。

这种差异的对立形成一个完整协调的整。

（3）对称与均衡

对称是同形同量的对称组合，其造型统一感好，规律性强，使人产生庄严、整齐的美感。

均衡则是在非对称的构图中，以不等的距离形成力量或体量的平衡感，对桥梁来说其非对称均衡感还受地形地物的影响。

均衡具有变化的美，生动活泼，具有动感。

异形拱桥

（4）比例与尺度

比例包括三方面的内容：

一是桥梁整体或局部本身的三维尺寸的关系；二是桥梁结构整体与局部或局部之间的三维尺寸关系；三是桥梁结构实体与空间（或称虚实）的比例关系。

此外，还有凸起与凹进部分等方面的比例关系。

尺度是指桥梁整体或局部与人们所习见的某些建筑细部之间的关系，一般不是指要素真实尺寸的大小，而是指要素给人感觉上的大小印象和实际大小之间的

关系。

由于处理方法不同，两者往往出现差异。

日本多多罗大桥

（5）稳定与动态

桥梁本身的组成结构处于平衡状态，各部分在实现功能作用方面所显示出的安静、自信、坚固的形象，给人一种坚定、不可撼动的稳定感。

桥梁的使用和观赏对象主要是高速行驶的车或移动的人，人们在近桥和过桥过程中视点的变化使得看到的实际桥梁建筑形象有规律地变动，给人以动态感。

英国福斯桥

（6）节奏与韵律

自然界有许多事物或现象往往由于有规律地重复或有次序的变化而激发人们的美感。

人们有意识地对韵律变化加以总结、模仿和运用，从而创造出各种具有条理性、重复性和连续性为特征的美的形式——韵律美。

韵律主要有连续韵律、渐变韵律、起伏韵律和交错韵律。

颐和园十七孔桥

3、色彩和风格

（1）桥梁的色彩设计

桥梁色彩设计的注意要点：

与桥位处的景观和环境协调；更好地突出桥梁的形式美和功能美；避免色彩过于强烈造成眩目或疲劳；色别不宜过多，避免超过三个色别；人眼习惯类似色或对比色，采用三个色别时宜选择两个色别是第三色别的补色的邻色；人眼习惯与色块和色别饱和度多样化；色彩面积和饱和度成反比变化，即大面积的色块须减小饱和度，而面积小的色块则应当增加其饱和度。

一般置“主导色”的面积最大而饱和度最低；“调节色”其次；“重点色”则面积最小、饱和度最高。

（2）桥梁的风格

风格是设计构思所表现的具有特色或表明特征的建筑形态，是桥梁建筑各种因素的总和，也是它的整体特点。

表现出时代的、民族的、社会的、阶级的文化思想，往往成为欣赏者审美的主要方面。

对风格的考虑有三方面：

历史性、个性、内在一致性。

历史性即带有传统建筑的风格；个性则反映出设计者主观方面所特有的条件，如经验、审美理想等；内在一致性则指作品为创作者所处时代、民族、社会审美需求等因素制约。

三、桥梁结构的美学设计

1、梁式桥：

梁桥以受弯为主，但在梁式桥的主梁中潜藏着沿水平方向左右伸展的力，并由此给桥梁带来了紧张感和动势。

梁桥美学设计中注意要点：

A、等高粱的长细比；B、变高梁的变高方式；

C、主梁断面形式；D、桥墩形态、数量和位置；

E、桥墩纤细感的美学处理；F、墩梁结合的处理；

G、注意桥台形式，减小桥台体量；H、桥台与周围环境的处理。

2、拱桥：

拱桥的基本心理引诱力线是由拱肋和梁组成，但吸引力最强的还是由拱肋产生的。

拱桥的特征就在于它的孕育着力的紧张感的弧形心理引诱力线，以很大跨径一跃而过，具有极优美的力动感。

拱桥美学设计中注意要点：

A、主拱形态；B、主拱与桥面的相对位置；

C、不同拱桥的美学特点：

实腹拱、空腹拱、桁架拱、刚架拱、组合体系拱；

D、拱桥墩台的处理。

3、刚架桥：

刚架桥主要由直线形态构成，构图简洁洗练、力线明确，富于力动感与轻快感，特别适合跨线桥。

刚架桥的美学设计要点在于比例尺度、构件断面的变化及构件的衔接搭配是否协调。

4、悬索桥与斜拉桥：

悬索桥与斜拉桥都可以归于缆索承重桥梁，两者向上伸展的主塔的动势和水平伸展的加劲梁的动势，在保持令人满意的视觉平衡的同时，产生了桥梁整体上十分优美的力动感。

斜拉桥与悬索桥美学设计要点：

A、主构要素的均衡与和谐；B、加劲梁的形式应轻巧纤细、简洁流畅；

C、桥塔的立面、侧面造型及断面形式；D、悬索桥锚碇的处理；

E、斜拉桥拉索的布置方式。