斜拉桥的景观设计

斜拉桥的景观设计
摘要：本文简要论述了斜拉桥造型设计的规律，并通过实例介绍了双塔斜拉桥、独塔斜拉桥、矮塔斜拉桥、无背索斜拉桥四种桥型的景观设计。

关键词：斜拉桥景观设计建筑造型
中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：
引言
斜拉桥是一种由索塔、主梁、斜拉索组成的大跨度桥梁结构。

此种桥梁结构具有鲜明的建筑造型特点：高耸的索塔往往给人们很强的视觉冲击力，而相对纤细的主梁又突出了斜拉索的强劲力感，由空间直线组成的索面又给人们留下了无限的遐想。

斜拉桥从常见的布局形式上又分为双塔斜拉桥、独塔斜拉桥、矮塔斜拉桥、无背索斜拉桥等形式。

这种的布局的灵活性，给予了设计者宽阔的构思空间，可因地制宜地从功能、景观、人文等角度诠释桥梁的美学理念。

斜拉桥的建筑造型
建筑造型是指构成建筑空间的三维物质实体的组合。

斜拉桥的造型设计目的是为了使桥梁具有艺术感染力，从而使人们产生对桥梁形体的感动和联想。

为了实现这个目的，斜拉桥的造型设计需要符合以下规律：
首先应从桥梁的使用功能入手。

按照功能进行设计的原理是建筑学现代语言的普遍原则。

若桥梁徒有美丽的外观，而不能满足通行
要求或运行效率低下都是不可取的。

地形、地质、水文等建设条件是斜拉桥造型设计的基础。

因地制宜地设计斜拉梁的跨径和布局形式，才能做到“经济适用、环境协调”，让人们感受到桥梁的简约美和自然美，而不是人为刻意地造作。

斜拉桥结构的比例关系是造型设计的要点，包括桥梁整体与局部的关系、实体与透视的关系、高起与低落的关系等。

古希腊的美学家和数学家提出事物各部分间一定的数学比例关系，即大部分与较小部分之比等于整体与较大部分之比，其比值为1∶0.618或
1.618∶1，是最能引起人的美感的比例，被称为黄金分割。

20世纪20年代，马哈姆别奇提出的动态匀称比例，即由整数的平方根所形成的级数、、···与1的之比，认为凡是采用该比例的图形是美的。

现代景观效果较好的斜拉桥一般都符合“黄金分割”或“动态匀称”的比例关系。

斜拉桥的造型效果是否美观，是由人们的审美观所决定的。

而审美观又受到心理因素、文化因素、时代因素的影响。

人们的审美观有千差万别的区别，但也有亘古不变的共同点，这种共同点是人类社会文化形成的一种感觉，是人类与生俱来的本能。

对于斜拉桥这种建筑来说，它的挺拔之美、刚劲之美、平衡之美正反映了人们内心中对力与美的崇拜。

下文通过实例简单介绍几座斜拉桥的景观设计实例
典型桥例
润扬长江公路大桥北汊桥
润扬长江公路大桥北汊桥为175.4+406+175.4m三跨连续双塔斜拉桥。

索塔采用“宝瓶型”塔，总高146.888m。

斜拉索采用双索面布置，每个索塔布置13对拉索。

总体方案设计
润扬大桥是由悬索桥和斜拉桥组成的大型组合型桥梁。

其中，南汊桥是悬索桥，索塔高209.9m，跨径布置为470m+1490m+470m，规模十分宏大。

而北岔桥在功能上要求以一座双塔斜拉桥跨越整个北汊江面（北汊江面宽约700米）。

因此，北汊桥在设计时考虑其在景观上作为南汊桥的配合，体现润扬大桥刚柔并济的特点。

桥梁造型设计
润扬大桥北汊桥是三跨双塔斜拉桥，其边、中跨的划分比例是本桥总体景观效果的关键。

从受力角度来说，斜拉桥的边、中跨比的合理范围在0.4~0.5之间。

本桥从景观角度选择了
175.4:406=0.43:1的比例关系,接近于1：的美学比例。

本桥的索塔采用“宝瓶型”塔，外形大气、稳重,有象征兴旺、和谐之意。

桥的“高跨比”也按动态匀称美学比例关系进行设计，桥面以上塔高109m，塔高与边跨之比为109：175.4=1:1.609接近于1:，而塔高与中跨之比为109:203=1:1.861接近于1:。

赤道几内亚mibini大桥
mibini大桥跨越赤道几内亚共和国最大的河流wele河，毗邻该河的大西洋入海口，是该国第一座预应力混凝土斜拉桥。

主桥采用
120+120m独塔双索面预应力混凝土斜拉桥。

索塔采用“倒y型”塔，总高80.247m。

斜拉索采用双索面，布置13对拉索。

总体方案设计
本桥设计时，充分考虑了工程所在地的建设条件，在满足景观要求的同时，尽量做到经济适用。

因桥位处水面较宽达800m，而平均水深仅5米，主航道最深处10m，故仅主桥根据通航要求选用了120m 跨径，其余水面引桥均采用30mt梁。

考虑到本桥仅设置两个车道，只能采用双索面的布置形式。

又因独塔斜拉桥的合理塔高与边跨之比为1/2~1/3.5，本桥采用1/2，即1:。

桥梁造型设计
桥塔在方案设计阶段选取了“h”和“倒y”型塔进行比较，最终选择了“倒y型”基于以下两点原因：
本桥塔高较小，且又是独塔斜拉桥，单个“h型”塔在索面的层次上比较单一、缺乏变化。

而“倒y型”塔的索面呈空间发撒状，层次更丰富。

从桥梁的稳定和动势的角度出发，“倒y型”塔更能给人们一种稳定的感觉。

在桥面行驶时，空间发撒的拉索更能给人们强劲的张力，使桥梁更显示出一种生机盎然、充满活力的气质。

太原绕城公路汾河特大桥
汾河特大桥位于太原市绕城公路西北环。

本桥为90+150+90m单索面三跨预应力混凝土矮塔斜拉桥，采用塔梁固结、塔墩分离的体系。

桥面宽26 m,墩高28 m，塔高26m。

总体方案设计
矮塔斜拉桥在结构受力上是属于介于梁式桥和斜拉桥之间的桥型。

与常规斜拉桥相比，矮塔斜拉桥塔柱较矮、跨径较小，不能以雄伟壮观为主要美学价值，而应以追求与环境相协调为主要切入点。

本桥的斜拉索与塔柱的视觉交点距桥面高度为23m，而桥面距地面高度为34m，桥梁的下部结构高度约占全桥竖向高度的60%，即接近于0.618的黄金分割比例关系。

这样的比例分配彰显了桥下的空间，避免了高塔产生的桥下压抑感，给人以“塔矮而桥高”的感觉，达到了融入周围环境的视觉效果。

桥梁造型设计
作为矮塔斜拉桥，本桥的造型设计重点在于索。

本桥最外边斜拉索的水平倾角为20.2°， tan20.2°=0.37，即为1:的动态匀称比例关系。

另外，无索区长度是矮塔斜拉桥的主要参数。

它不仅仅是主梁受力特点的需要，而且也是索的造型设计需要。

尤其是塔侧无索区的设置会使索面呈飞翼的形状，增加斜拉索视觉劲度。

本桥塔侧无索区长度为27m，无索区空面积约占整个索面的1/3，拉索显得十分刚劲有力。

江西贵溪大桥
贵溪大桥位于江西省鹰潭市的信江上，西岸地势较高，为红砂岩露头的山岗；东岸地势较平坦，为贵溪城区。

主桥为主跨
209.601m(主塔基础中心至1号墩中心线)的无背索独塔单索面斜拉桥，主梁采用钢－砼混合梁形式，主桥跨径组成为209.601+50+40m。

桥面总宽28m。

主塔采用斜塔，呈人字形，竖直高度111.83m，与水平面夹角为64°。

总体方案设计
贵溪大桥在方案设计时，考虑到桥位的地质特点，主塔放置于西岸山岗上，可以大大减少水上工程量，同时考虑到西岸基岩强度较好，设置适中的基础尺寸即能满足斜塔的基础受力要求，且省去了斜拉桥的边跨，故本桥选用了无背索斜拉桥这种景观突出的桥型。

为了控制合理的工程规模，主跨选择了200m跨径刚好跨过水深的主航道，东岸水深较浅的部分以50m+40m变截面连续箱梁相接，跨径布置有递进和层次感。

这样的跨径布置方式充分利用了地形、地质的特点，是从经济适用的角度出发的，兼顾景观设计。

桥梁造型设计
贵溪的主塔是该桥造型设计的重要特点。

主塔的水平倾角采用64°，大于长沙洪山大桥的58°（洪山大桥为主跨200m的无背索斜拉桥，主塔采用单柱，58°为该桥计算得出的平衡角度）。

贵溪大桥主塔角度的增大降低了斜塔的施工难度，但同时主塔的受力平衡和视觉平衡也被打破。

因此，本桥创造性的采用了前后两个塔肢，不仅增加了塔的结构刚度，而且也增加了主塔的视觉刚度，消除了斜塔给人带来的视觉压迫感。

两个塔肢的视觉交汇点距塔顶68m，占索塔全高的0.608，接近“黄金分割”的比例关系。

结语
以上四种斜拉桥的景观设计都各有特点，但它们都因地制宜地设
计了桥梁的跨径和布局形式，结构内部的比例关系也都满足建筑美学的一般规律，展现了斜拉桥的挺拔和刚劲，也体现了设计者简约、和谐的设计理念。

参考文献：
1、盛洪飞.《桥梁建筑美学》. 2009年1月第2版
2、阮坤孙宁. 赤道几内亚mibini大桥设计要点与分析.全国桥梁学术会议论文集.2011
3、彭桂瀚王卫涛陈宝春 .部分斜拉桥景观设计 .福建建筑. 2006(3)
4、吴洪峰孙宁.无背索斜拉桥设计及施工控制技术.公
路.2012(1)。