獨具特色的西班牙城市橋梁

穆祥純

（北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司，北京市 100082）

獨具特色的西班牙城市橋梁

穆祥純

（北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司，北京市 100082）

系統(tǒng)地介紹了南歐國家——西班牙的馬德里、巴塞羅那和塞維利等城市的橋梁，并對其新穎和獨具特色的城市橋梁進行了較詳細的介紹和剖析，提出了筆者的感悟和相關(guān)啟示，力圖為國內(nèi)同行們提供有借鑒意義的資料和啟示，以期促進我國城市橋梁建設(shè)的健康發(fā)展。

城市橋梁；特色；西班牙；啟示

0 引 言

為了學(xué)習和借鑒南歐國家——西班牙在城市橋梁建設(shè)方面的成熟經(jīng)驗，筆者曾赴西班牙的馬德里、巴塞羅那和塞維利等城市進行業(yè)務(wù)考察。

西班牙（西語：España），正式名稱為西班牙王國，位于歐洲的西南部，與葡萄牙同處于伊比利亞半島，東北部與法國及安道爾公國接壤。它的領(lǐng)土還包括地中海中的巴利阿里群島、大西洋的加那利群島，以及在非洲的休達和梅利利亞。其北瀕比斯開灣，西鄰葡萄牙，南隔直布羅陀海峽與非洲的摩洛哥相望，東北與法國、安道爾接壤，東和東南臨地中海。海岸線長約7 800 km。境內(nèi)多山，是歐洲高山國家之一。

通過考察我們了解到，西班牙人不僅在城市建筑上傳承著古老、濃郁的傳統(tǒng)文化，而且在其城市橋梁建設(shè)上，同樣反映了其傳統(tǒng)的橋梁美學(xué)思想和高超的建造藝術(shù)，建設(shè)了一大批獨具特色橋梁，反映了極強的創(chuàng)新理念，令世人折服。

1 具有創(chuàng)新理念的西班牙城市橋梁

考察中我們發(fā)現(xiàn)，西班牙的馬德里、巴薩羅那和歌沙拉莎等城市興建了一批新穎且獨具特色的城市橋梁，下面分別進行介紹。

1.1 獨塔斜拉橋——斯卡萊里塔斯橋

西班牙的斯卡萊里塔斯獨塔斜拉橋位于拉斯帕爾馬斯的運河上，全長220 m，跨徑布置為（100+42+42+36）m,其中100 m的主跨為非對稱斜拉橋,橋塔為斜塔,斜拉索采用半豎琴的布置形式。施工時主梁分節(jié)段由吊機吊起并在臨時橋墩上進行拼裝,斜拉索張拉完畢后撤除臨時橋墩。這座獨具特色的獨塔斜拉橋，以純粹結(jié)構(gòu)形成其豎琴的優(yōu)雅動態(tài)之感，且展現(xiàn)出技術(shù)理性所帶來的邏輯美，并找到了結(jié)構(gòu)和建筑美學(xué)的結(jié)合點（見圖1）。

圖1 西班牙斯卡萊里塔斯獨塔斜拉橋

1.2 異型拱塔斜張橋——沃蘭汀步行橋

沃蘭汀步行橋是西班牙本土建筑師卡拉特拉瓦的作品，橫跨于畢爾巴鄂市中心內(nèi)維隆河上，緊鄰古根海姆博物館。與當?shù)氐墓鸥Ｄ凡┪镳^一樣，沃蘭汀步行橋也是畢爾巴鄂城市改造計劃的一部分，預(yù)期的目標是在建成后立刻成為畢爾巴鄂的地標之一。 這座天橋的橋身與一般橋梁迥異，系一座異型拱塔斜張橋。該橋呈現(xiàn)出優(yōu)雅的拋物線造型，仿佛一條迎著河上清風招展的絲帶。這座天橋的拱為白色，扶手和支架為鋼材，橋面采用玻璃材料。其鋼管呈不規(guī)則的布置，其斜拉索又按照不同的規(guī)律在變換著，仿佛是一個空中的大網(wǎng)。這獨特創(chuàng)意來源于大自然中林木蟲鳥的形態(tài)，同時具有驚人的力學(xué)效率，反映了其創(chuàng)新、綠色、和諧的設(shè)計理念（見圖2）。

圖2 西班牙沃蘭汀步行橋

1.3 著名的西班牙阿拉米羅大橋

西班牙阿拉密洛大橋是世界上最具特色和最雅觀的橋梁之一。這座橋梁位于西班牙的瑟威爾地區(qū)，橫跨果達兒奎威河。1992年西班牙的繪測師圣地亞哥·卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava）構(gòu)思設(shè)計了這座著名的橋梁。以往這位設(shè)計師有著突出的強調(diào)工程技術(shù)的傾向，這座橋梁的成功設(shè)計也使其本人被IABSE（國際橋協(xié)）評為杰出的青年工程師。

這座橋梁的結(jié)構(gòu)非常獨特，它沒有一個橋墩，全長200 m的橋身由一個142 m高、傾斜約58°的斜拉梁所承載。這個主梁用13對鋼鏈拉住橋身。整座大橋猶如一把豎琴，典雅美觀。橋梁由六邊形鋼制箱型梁作為主脊，拉索固定在主脊上。從主脊上向兩側(cè)懸挑出的兩個側(cè)翼，成為步行道和自行車道的橋面，路面寬3.75 m，比機動車道高出1.6 m左右。在箱型梁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。這座橋梁在橋塔與橋面之間建立起一種平衡的關(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。大橋采用半邊支撐的拉索結(jié)構(gòu)的設(shè)計結(jié)構(gòu)，利用傾斜橋塔的自重代替以往的后部鋼索，形成具有輕盈感的結(jié)構(gòu)。梁作為主脊，其拉索固定在主脊上。大橋工期為31個月。建成后，該橋成為這個有著悠久歷史的城市的現(xiàn)代標志。按照原設(shè)計方案，阿拉米羅橋應(yīng)是對稱的兩座橋，但在建造過程中最終只有原來的一半，正是現(xiàn)在的不平衡，反而成就了這座橋梁的完美。

眾所周知，常規(guī)的斜拉橋在橋塔兩側(cè)均有斜拉索，在恒載作用下橋塔兩側(cè)斜拉索水平力可保持平衡，主塔僅在活載及附加荷載作用下承受一定的水平力及彎矩。與常規(guī)斜拉橋不同，這種無背索斜拉橋的橋塔僅有單側(cè)索，橋塔的受力表現(xiàn)為在斜拉索索力及自身重力作用下的懸臂梁。為了確保主塔處于良好的受力狀態(tài)，無背索斜拉橋的塔身一般都設(shè)計成傾斜的，依靠塔身的自重力矩來平衡斜拉索的傾覆力矩，因此組成了梁塔結(jié)構(gòu)的平衡體系。無背索斜拉橋是近年來景觀橋梁中常采用的一種結(jié)構(gòu)形式（見圖3、圖4）。

圖3 西班牙阿拉密洛大橋的夜景照片

圖4 西班牙阿拉米羅大橋橫斷面照片

1.4 新穎的拱形單索面斜塔斜拉橋——奧倫賽千禧橋

奧倫賽千禧橋（Puente del Milenio en Ourense）位于西班牙圣地亞哥附近的奧倫塞，建于2001年。這座跨越米尼奧河的獨特橋梁由圣地亞哥·卡拉特拉瓦設(shè)計。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，長275 m，寬23 m，4車道。

這座橋梁的主體結(jié)構(gòu)為拱形單索面斜塔斜拉橋，主梁為等截面預(yù)應(yīng)力箱形曲梁。該橋的最大亮點是將橋上葉片狀環(huán)形觀光步梯與橋梁有機結(jié)合起來。其在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的創(chuàng)新表現(xiàn)在以下4點：一是索塔與橋墩鉸接，能很好地適應(yīng)曲梁在溫度變化情況下自由伸縮，不會產(chǎn)生塔與橋墩結(jié)合處的過大剪力；二是大膽而浪漫地設(shè)計了葉片狀環(huán)形步梯；三是在主梁跨中處設(shè)置了魚腹梁的加勁肋；四是在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，便于梁體與步梯的連接，形成一體。正是因為步梯的支撐需要，兩個粗壯的斜主塔用較大的剛度來承載步梯與行人的重量，并在13個撐桿的支撐下形成了美麗的魚腹（見圖5）。

圖5 西班牙奧倫塞千禧橋

2 別具一格的西班牙現(xiàn)代拱橋

眾所周知，拱橋是古老而美麗的橋梁，屬于推力結(jié)構(gòu)，其在世界橋梁建設(shè)史上是一種應(yīng)用最早、最廣泛的橋梁受力體系。在考察中筆者發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代大跨徑拱橋中，特別是中、下承式拱橋和異型拱橋的建設(shè)上，西班牙的現(xiàn)代拱橋在世界橋梁領(lǐng)域有其鮮明的特色。

2.1 獨具特色的鋼拱形玻璃橋——薩拉戈薩橋

圖6系著名設(shè)計師Zaha Hadid為西班牙薩拉戈薩2008年世博會設(shè)計的薩拉戈薩橋。這座頗具創(chuàng)意的橋梁整個橋體都呈現(xiàn)曲線，保持了Zaha的設(shè)計風格，既具有生物軀體的幻影，又具有女性的柔美線條。她改變了以往人們的觀念——原來橋梁也可以呈現(xiàn)曲線狀和生物特征。這座橋體采用拱形玻璃鋼材料，橋身為深灰色，莊重、大方。這座現(xiàn)代流派的成功作品的確值得我國橋梁工作者學(xué)習和借鑒。

圖6 西班牙薩拉戈薩橋

2.2 新穎的拱形橋——薩拉戈薩帳篷橋

位于西班牙薩拉戈薩省的薩拉戈薩帳篷橋（Bridge Pavilion），不僅僅是一座橋梁，而且是2008年世界博覽會主要標志性建筑物。這座模仿劍蘭花形的橋梁建筑有著雙層結(jié)構(gòu)，從外表上看就像一個大帳篷。這座帳篷橋全長275 m，橫跨埃布羅河（River Ebro）。它的帳篷外形十分奇特，但從它的承重結(jié)構(gòu)來看仍是一座拱橋，只是拱圈隱藏在建筑之內(nèi)。

這座外形獨特的橋梁，既是連接博覽園區(qū)和市區(qū)南部的主要人行通道，也是世界博覽會“水資源”主題展區(qū)。該橋梁建筑是著名建筑師扎哈-哈迪德（Zaha Hadid）的作品，帶有明顯的建筑師的風格。為了紀念帳篷橋西班牙曾發(fā)行“2008薩拉戈薩世界博覽會”郵票一套，其圖案就是帳篷橋和博覽會標志。應(yīng)該說帳篷橋是一件極富創(chuàng)意的建筑藝術(shù)品，大橋與河流本身緊緊地融合在一起，看起來就像一座天然形成的廊橋。另外，橋面還有一個類似帳篷的頂棚，頂棚與橋身以巧妙的角度重合在一起，中間為寬敞的橋面。遠遠看去，帳篷橋宛如一株不斷盛開、閉合的劍蘭，到此的游客都為這個獨特的建筑所傾倒。這座橋也為世界橋梁設(shè)計師們提供了一個全新的設(shè)計理念（見圖7）。

圖7 西班牙著名的帳篷橋

2.3 別致的的異型系桿拱——卡拉特拉瓦人行橋

西班牙畢爾巴鄂市的卡拉特拉瓦人行橋（Zubizuri-Pasarela Calatrava），當?shù)厝擞址Q為“白橋”，也稱為坎波橋，是畢爾巴鄂市橫跨內(nèi)爾韋恩河（The Nervion River）的一座系桿拱人行橋，連接右岸的坎波Volantin和左岸的Uribitarte。這座新穎的系桿拱人行橋以純粹結(jié)構(gòu)形成優(yōu)雅的動態(tài)而舉世聞名，并展現(xiàn)出技術(shù)理性所能呈現(xiàn)的邏輯之美，并準確地找到結(jié)構(gòu)和建筑美學(xué)之間的平衡點，亦反映了驚人的力學(xué)效率。這座橋梁建筑從結(jié)構(gòu)創(chuàng)意、橋梁建筑美學(xué)及橋梁安全性等方面都為我們提供了成功經(jīng)驗（見圖8）。

圖8 西班牙新穎的卡拉特拉瓦人行橋

2.4 原生態(tài)木質(zhì)結(jié)構(gòu)——拱形人行橋

圖9和圖10為西班牙某河流上一座新穎的木結(jié)構(gòu)拱形人行橋。這座采用木質(zhì)材料建造的過河人行橋梁有如下特點：一是其長28 m的橋跨采用二次拋物線的下承式拱式結(jié)構(gòu)，橋上的全部荷載均由主拱單獨承受，拱的水平推力由兩側(cè)的橋臺基礎(chǔ)承受，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，受力明確；二是其木橋的欄桿扶手和立柱因地制宜地采用鋼管材料，可對欄桿起到加勁的作用；三是就地取材，體現(xiàn)綠色和環(huán)保的理念；四是在主拱圈的外側(cè)采用木質(zhì)空間桁架架設(shè)維護結(jié)構(gòu)，既可確保行人過河的安全，亦可起到美化橋梁的作用。由此我們可從中領(lǐng)略一些新的創(chuàng)意。

圖9 西班牙新穎的木結(jié)構(gòu)人行橋（正立面）

圖10 西班牙新穎的木結(jié)構(gòu)人行橋（斷面）

2.5 西班牙傾斜的阿拉麥達橋

圖11為西班牙瓦倫西亞的阿拉麥達橋。這座橋乍看起來呈現(xiàn)未完成的狀態(tài)，給人以不穩(wěn)定之感。這座橋梁建于1995年，橋面包括了130 m長的橋面和懸挑出的人行道。鋼管拱圈采用70°的斜拱，拱頂距橋面14 m，主梁采用鋼箱梁，主跨130 m，矢高14 m，總長163 m，主梁高2.54 m，橋面寬度26.0 m。這座橋的成功之處在于，其在橫剖面上斜拱置于橋身一側(cè)，懸吊人行道通過自身的傾斜來平衡橋身扭矩。鑒于此，該橋成功地應(yīng)用了懸挑結(jié)構(gòu)的特性，按照拱內(nèi)規(guī)律排列著粗壯的鋼吊桿，在傾斜中給人以穩(wěn)定之感。雖然該橋無雄偉壯觀的氣勢,但其結(jié)構(gòu)清新，比例均衡,顯示出一種堅忍不拔的氣勢。設(shè)計者以拱代梁的偏愛彰顯無疑。

圖11 西班牙獨特的阿拉麥達橋

3 感悟和結(jié)語

3.1 感悟

西班牙著名橋梁工程師圣地亞哥·卡拉特拉曾說過：對稱結(jié)構(gòu)容易獲得美，但它不是最完美的形象。他認為，“美”源于自然，“美”源于運動，“美”源于力。這些深邃的理念值得我們思考。通過以上系統(tǒng)地介紹基于傳統(tǒng)和創(chuàng)新理念的西班牙城市橋梁，筆者有如下感悟：

（1）通過考察我們了解到，善于發(fā)明和創(chuàng)作的西班牙人建造了許多傳世的古老橋梁，如阿爾坎達拉橋、塔力法克橋和著名的山谷大橋等。這些古老的橋梁充分反映了其深厚的文化底蘊和傳統(tǒng)文化。今天，西班牙人新建了一大批新穎、獨特的現(xiàn)代城市橋梁，使我們了解到西班牙人在古老橋梁設(shè)計理念上和現(xiàn)代橋梁建造藝術(shù)上的成功經(jīng)驗，可從中汲取有益的經(jīng)驗和養(yǎng)分。

（2）在城市橋梁景觀設(shè)計上，通過剖析幾座新穎別致的城市景觀橋梁和人行天橋，使我們感受到他們在現(xiàn)代橋梁的建造上具有獨特的創(chuàng)新理念。譬如他們從大自然的林木蟲鳥形態(tài)尋找創(chuàng)作靈感，注重將綠色理念運用于橋梁設(shè)計中。這些都反映了其創(chuàng)新意識和傳承民族文化、環(huán)境和諧的設(shè)計理念。

（3）充分重視現(xiàn)代橋梁安全性和耐久性設(shè)計。如斜張橋和剛構(gòu)橋的設(shè)計上，他們通過采用鋼箱梁并與下部薄壁墩固結(jié)，提供足夠的剛度亦滿足結(jié)構(gòu)的受力和變形要求。特別是以阿拉密洛大橋為代表的橋梁，在造型上具有極強的創(chuàng)新性，并與周圍建筑景觀協(xié)調(diào)一致，總體布置上舒展大方，且安全、耐久，值得我們深入思考。

（4）在人類努力實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的今天，西班牙在直布羅陀海峽浮橋擬建方案的設(shè)計理念中，其浮島設(shè)計系基于浮力和潛水的理念，并將人造物與周邊茂盛的自然景觀結(jié)合一體，全新詮釋了人們對綠色、節(jié)能和環(huán)保的認識，亦值得我們認真思考和借鑒。

3.2 結(jié)語

建筑是凝固的藝術(shù)，而橋梁是藝術(shù)中的精品。筆者深感，橋梁應(yīng)是人類所建造的最古老、最壯觀、最美麗的建筑工程之一。通過介紹西班牙各式古老的橋梁和現(xiàn)代橋梁的經(jīng)典之作，其鮮明的形象、強烈的藝術(shù)感染力，反映了當時的時代特征，記錄著人類文明的發(fā)展歷程。以直布羅陀海峽浮橋為代表的西班牙新世紀世界級橋梁的建造成功，充分說明，橋梁建筑不僅要表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定連續(xù)、強勁穩(wěn)固的力感和跨越能力，而且要有美的形態(tài)與內(nèi)涵，展現(xiàn)內(nèi)容和形式的高度統(tǒng)一，才能顯示出不朽的生命力。

世界橋梁史和西班牙橋梁建造史表明，藝術(shù)和技術(shù)是緊密相關(guān)的，科學(xué)技術(shù)本身也是美的因素之一，而結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼材、混凝土的發(fā)展，各種現(xiàn)代化新型施工機械的應(yīng)用，才能使各式新穎、獨特的橋梁得以孕育而生。

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1009-7716（2016）12-0035-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.12.011

2016-05-16

穆祥純（1955-），男，北京市人，教授級高級工程師，原副總經(jīng)理，享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，長期從事橋梁設(shè)計、城市交通研究及技術(shù)管理工作。