斜拉橋主塔造型的幾點思考
2013-08-15 00:46:05張磊，林云
黑龍江交通科技 2013年5期
張 磊，林 云
(1. 廣西交通科學(xué)研究院;2. 廣西交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院)
1 概 述
斜拉橋是一種由塔、梁、索三種基本構(gòu)件組成的組合橋梁結(jié)構(gòu)體系。與強調(diào)以水平方向為基調(diào)的梁橋不同，屬于懸吊結(jié)構(gòu)的斜拉橋增加了斜拉索和主塔的構(gòu)造，空間構(gòu)圖上顯得更加協(xié)調(diào)，也顯得更為優(yōu)美。同時，梁、塔、索組成穩(wěn)定、簡潔的三角形幾何形態(tài)，將斜拉橋力的緊張感表露無疑。
現(xiàn)代斜拉橋的建造始于1955年在瑞典建成的Stroemsund 橋，在其后的幾十年特別是20 世紀90年代以來，斜拉橋的建造在世界范圍內(nèi)方興未艾。我國斜拉橋建設(shè)起步較晚，但發(fā)展迅速，取得了很大的成就。1975年建成的重慶云陽斜拉橋開啟了我國建設(shè)斜拉橋的序幕。迄今為止，我國已建成各種類型的斜拉橋200 多座，斜拉橋跨徑世界排名前50 的我國占到半數(shù)以上。于2008年5月建成通車的蘇通大橋跨徑更是達到1 088 m，創(chuàng)造了斜拉橋跨徑世界之最。
主塔造型對斜拉橋整體美感的影響甚大。大跨度斜拉橋從整體感覺上也和懸索橋一樣，由于其巨大的規(guī)模與高聳的主塔起到了象征性標志作用，產(chǎn)生著震撼人心的魅力，具有強大的生命力。主塔在空間構(gòu)圖上對單維突出的水平大梁起到了協(xié)調(diào)比例的作用，塔、索等構(gòu)件的形式和組合可有多種形態(tài)與選擇，設(shè)計自由度大大增加，有利于大膽構(gòu)思與創(chuàng)新。
高聳入云的主塔引人注目，是人們觀察斜拉橋的主要視覺部位，尤其是從遠處眺望時，斜拉索由于體積小而消失于視覺范圍，索塔的造型更是猶如斜拉橋的面孔一般，起著標志性、象征性的作用。不同的主塔造型和不同的索面布置形狀可以形成截然不同的風格和美學(xué)效果。
2 主塔造型設(shè)計
主塔自身蘊藏著力的緊張感，顯示出一種直指藍天向高空伸展的動勢，引發(fā)觀賞者升入更高的境界。主塔是人們視覺的主要部位，應(yīng)設(shè)計得纖細高聳，并要注意造型的美感。作為斜拉橋主構(gòu)要素而在力學(xué)上起著重要作用的主塔與懸索橋橋塔一樣，其高聳的形象引人注目，起著象征、標志的作用，是景觀中最重要的因素。與懸索橋的主塔以門框形為主要造型不同，斜拉橋的主塔的造型更加多樣化，設(shè)計自由度也更大。主塔造型的改變不會引起斜拉橋整體結(jié)構(gòu)以及受力上大的改變。
隨著對復(fù)雜橋梁內(nèi)力認識的提高以及人們對美觀效果越來越高的要求，除了上述常規(guī)的的主塔造型之外，近年來還出現(xiàn)了一些造型別致、構(gòu)思巧妙的主塔造型。傾斜的、弧形的甚至拱形的主塔時有出現(xiàn)，不僅豐富了斜拉橋的范圍，而且很多業(yè)已成為當?shù)匾坏啦豢珊鲆暤娘L景線。如西班牙塞維利亞市為配合世博會建造的的Alamillo 橋，以世博會的會標造型設(shè)計而成。獨特無背索的設(shè)計新穎獨特，豎琴形的斜拉索配上傾斜的索塔，不僅使人感覺穩(wěn)定，豎琴形的造型更是令人印象深刻。
3 主塔與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)
單對主塔自身而言，無論是獨柱形、A 形、寶石形、倒Y形都是優(yōu)美的，也各有各的成功范例。但是具體到不同的橋址大環(huán)境，卻并非每一種塔形都是合適的。斜拉橋相對于懸索橋而言，適用的范圍更加廣闊。從人行橋、景觀橋到跨江、跨海大橋都可應(yīng)用，跨徑范圍更是可以從幾十米到上千米不等。斜拉橋可以廣泛應(yīng)用于各種類型的環(huán)境中，但是每一種獨特的環(huán)境必然要求與其相匹配的主塔造型。無論是與周圍環(huán)境相融合，或是強調(diào)于周圍環(huán)境之上，還是隱退于周邊環(huán)境之內(nèi)，都應(yīng)當細心比較，精心設(shè)計。
1999年的最后一期英國《橋梁設(shè)計與工程》雜志評選出的20 世紀十座最美麗的橋梁中，斜拉橋占到了四座。名列第7 的瑞士Sunniberg 橋獲獎理由為:是一道優(yōu)美的彩虹，橋梁建筑的精品。為群山中的Sunniberg 橋，作為一個建筑物與自然有機地融為了一體。矮塔、豎琴式鋼索與曲線梁猶如一曲動聽的樂章。Sunniberg 橋位于生態(tài)敏感的風景區(qū)中，能設(shè)計出如此卓越、創(chuàng)新、美觀的橋梁，無論從橋梁力學(xué)、橋梁建筑、橋梁美學(xué)，以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)性、環(huán)境保護上都有獨到之處，值得我們學(xué)習與借鑒。
4 主塔造型與當?shù)厝宋牡娜诤?/h2>
日本著名橋梁專家伊藤學(xué)先生曾經(jīng)說過:橋梁建筑不單是人類生產(chǎn)、生活不可或缺的結(jié)構(gòu)，且能夠滿足人們通達對岸的心理需求，同時也是生活環(huán)境中給人以深刻印象的標志性建筑，因此很多時候會成為文化遺產(chǎn)和審美對象。
我們經(jīng)常說建筑是凝固的音樂，隸屬于建筑的橋梁當然很多情況下也可以看成跳動的音符，或剛勁，或柔和。但是不同的造型我們卻可以賦予它不一樣的情感表達，不一樣的文化傳承，由于斜拉橋主塔造型自由度大，在參照橋址處文化的基礎(chǔ)上，設(shè)計出能夠代表當?shù)匚幕數(shù)靥卣鞯闹魉o疑更能得到人們的普遍接受和喜愛。為了緩和汽艇賽場周邊的交通狀況，在賽場西邊建了這座帶有曲柱式主塔的斜拉橋。主塔取帆船的桅桿造型，縱向呈弓形，不僅力感強烈，且均衡穩(wěn)定。白色的橋身和藍天碧水交相輝映，完全融入了當?shù)氐捏w育文化中。
杭州江東大橋的競選方案之一——“錢塘飛雁”。“叫霜鴻雁零亂飛，正是今年畫中見”，元代詩人王冕在《夜潮圖》這首詩中生動的描繪了錢塘江上鴻雁紛飛的景色，而設(shè)計正是要再現(xiàn)這一錢塘江上獨有的美景。該方案充分運用現(xiàn)代手法，靈活采用斜塔斜拉橋設(shè)計巧妙地展現(xiàn)出“錢塘飛雁”主題的景觀再現(xiàn)。中間橋塔采用雙組合橋柱造型，形似展翅飛翔的大雁，舒展大方。兩側(cè)無背索橋塔仿似振翅飛向兩岸的鴻雁，其景象仿佛眾雁齊飛，其氣勢又好比錢江涌潮，必將成為錢塘江上永駐的動感標志建筑。雖然本方案最終并未中選，但如此的創(chuàng)新和嘗試未嘗不為我們今后的設(shè)計開拓了一種新的思維，從當?shù)厝宋闹刑崛?chuàng)意，融入到橋梁設(shè)計中，無疑可以使橋梁增色不少，且會成為當?shù)匦碌臉撕灐?/p>
［1］周念先，肖汝誠，林志興. 走向21 世紀的斜張橋(1)［J］. 鐵道標準設(shè)計，1998，(1).
［2］劉士林，王似舜. 斜拉橋設(shè)計［M］. 人民交通出版社，2006.
［3］和丕壯. 橋梁美學(xué)［M］. 人民交通出版社1999.
［4］盛洪飛. 橋梁建筑美學(xué)［M］. 人民交通出版社，2001.
［5］陳艾榮，盛勇，錢鋒. 橋梁造型［M］. 人民交通出版社，2005.
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