实用与审美结合 构造与功能统一
马克思曾提到：美的实质是人的实质力量在工具天下中的感性显现。因此，桥梁不同于一幅俏丽的图画，虽然它须要美，但是人们更要在个中生存和活动，它的物质功能才应是第一性的。桥梁的美是人类为了更好地生存发展，在征服天堑带来的自然阻隔中感想熏染到的、自身的实质力量所散发出来的美。
桥梁美学设计的根本便是使桥梁在其利用寿命中不仅具有交通功能，还能以其百看不厌的魅力，给人以美感。人们在通过桥梁时会得到一种美的享受，得到身心愉悦的觉得。也便是将实用与审美结合，构造与功能统一。
在桥梁美学的设计上，由于桥梁设计常日是由桥梁工程部门独立完成，艺术设计单位一样平常并不参与，因此并没有专门的建筑艺术设计职员参与，这是现今桥梁工程中美学利用的一个抵牾点所在。桥梁作为公共建筑，其存在自然备受瞩目，美的桥梁建筑可以给人们带来愉悦感，为周边景致增长特色，成为地标性建筑，因此“美”这一不雅观念在桥梁培植中是不应被忽略的。
于是，桥梁工程师不断地在追求和探索桥梁构造美学，创造出美的桥梁建筑作品。同时，建筑、景不雅观等其他专业的人才也开始与桥梁工程师展开互助，共同创造出更多都雅、艺术的桥梁。
但不可忽略的是，基本功能才是确定桥梁基本形式的重中之重，这种形式本身便是美感的源泉，附加功能无论如何不应危害其基本功能。只有在发挥实用目的的根本上，同时给人以审美感想熏染，才有构成桥梁美的实际意义。《成本论》中关于劳动过程的剖析已经见告我们，作为劳动产品，它的利用代价同审美代价是同时形成的，无法区分先后。
桥梁审美必须把物质与精神、实用与审美摆在平等的地位上，在抵牾中去把握、调度和规范两者的关系。一座美的桥梁，不完备在于它的视觉形象，而紧张在于它在利用中能否使人产生美感，符合“愉快原则”。这里的“愉快原则”不同于艺术原则，它建立在实用根本之上。这种愉快不但是精神的愉悦，而首先是物质、生理的快感。桥梁该当首先知足物质上的需求，再达到精神上的愉悦。
铁路桥梁美学发展
我国铁路培植的发展大致经历了以下四个阶段——
从1950年到1990年，这个阶段的中国桥梁培植者紧张为了知足桥梁的功能性哀求，对景不雅观美学方面看重较少，桥梁设计以实用、经济为主。铁路桥以简支梁为主。该类性子的桥型较为单一，没有太多造型上的特色，也没有太强的装饰效果。由于受社会经济条件限定，这个年代的桥梁设计紧张追求经济适用，对景不雅观美学功能涉及较少。
从1990年到2000年，在这个阶段的中国桥梁培植者开始有了桥梁上美学意识的抽芽，在桥梁的比例和尺度方面对桥梁的都雅性开始看重起来。在连续梁方面的运用越来越广泛，跨度变得更大，桥梁的形式体系变得丰富起来。在此期间培植的石长铁路资水特大桥、京九铁路吉安赣江特大桥、广深准高速铁路石龙特大桥和湘黔铁路复线湘江特大桥等，都是具有代表性的桥梁。
从2000年到2010年，常用的标准简支梁、桥墩等则不再仅仅知足于功能需求，桥梁设计师开始在常用的墩梁上做些考试测验和改变。如在张呼铁路集宁南特大桥的设计上，桥墩采取刻槽等造型处理，主梁增加了一些弧线的变革，使其具有美感；在昌九城际永修特大桥的设计上采取了花瓶造型的桥墩；在京沪高铁丹昆特大桥中，首次采取双柱墩，改变铁路重力式桥墩的笨重感。美学思维逐渐在桥梁设计中被普遍利用。
高速铁路在这一期间进入快速发展阶段，桥梁技能得到快速进步，桥型百花齐放，桥梁设计更加看重美学哀求。
2010年10月22日通车的宜万铁路野三河大桥为这一期间的经典案例。该桥位于巴东县境内，跨清江支流野三河上游，桥址处河道狭窄、两岸陡峭，桥面离谷底135米。该桥设计充分利用桥址的地形特点，采取非对称拱构造。在构造上，两侧拱脚高差15.85米，既有效减小了拱跨度，又避免了拱座根本与隧道构造相互滋扰的抵牾。在景不雅观环境上，形成山、水、桥、隧相互折衷互为映衬的体系，构思奥妙，景不雅观与桥和谐统一做到了“随形、顺势、点景”，两侧拱脚立于V谷绝壁上，犹如“天上飞虹”，为奇丽的峡谷增加一道风景。该桥荣获中国铁道学会铁道科技二等奖、铁道部精良工程设计二等奖、中国铁道建筑总公司科学技能一等奖。
图1 宜万铁路野三河大桥
高铁时期来临后，我国兴起了桥建合一的构造。武广客专武汉站是超大型桥建合一的综合构造体系，车站为铁路桥梁与站房结合的建筑，是我国站房内高架桥梁设计技能发展的一个主要阶段。武汉站上部房屋构造采取树枝状钢柱支撑波浪状网壳构造，造型独特，寓意丰富，包含“千年鹤归”“江城武汉”“中部崛起”“九省通衢”之意，表现了武汉主要的地域特色。根据站房利用功能及建筑造型上的须要，站房核心区桥梁采取空间异形预应力混凝土连续刚构拱桥，首次采取鱼腹式横断面，梁的高跨比为1/7，造型独特，流畅都雅；别的部分桥梁采取36米的简支箱梁，均采取鱼腹式横断面。高架站台梁采取独特的钢－玻璃组合构造，构造高度小，重量轻，同时也办理了地面层采光的问题。作为海内首座采取叠合式立体布局的站桥合一构造，造型独特，寓意丰富。也因此荣获芝加哥雅典娜建筑设计博物馆颁发的“2012年国际建筑奖”、武汉市“最美建筑”等称号。
图2 武广客专武汉站效果图
在此之后，铁路培植迎来了大发展，超过大江、大河须要桥梁具备更大的跨度。梁拱体系组合桥将混凝土的连续梁和连续刚构带到了更大跨度，一方面办理了铁路桥梁刚度的哀求，另一方面也带来了更平均的高度比，构造更具力量与美感。
以宜万铁路宜昌长江大桥为例，该桥位于湖北省宜昌市，是宜万铁路全线重点掌握性工程之一。主航道桥采取130米＋2×275米＋130米连续刚构柔性拱组合桥式构造，这种构造体系将连续刚构和钢管混凝土拱两种构造结合在一起，具有超过能力强、整体刚度大、施工方便、后期线形稳定的优点，不仅办理了铁路桥的刚度和徐变变形问题，也大大降落了连续刚构的跨中和支点梁高，得到了合理桥型比例尺寸。造型简洁、都雅，比例折衷。冲破了大跨度铁路桥的笨重印象，该桥型已广泛运用于大跨度铁路桥梁。
图3 宜万铁路宜昌长江大桥
2010年至今，斜拉桥兴起。最初的斜拉桥仍以梁受力为主，部分斜拉桥以其动力性能良好、外不雅观幽美、经济指标合理等优点，极大地适应于高速铁路桥梁，但部分斜拉桥在运用中跨度受到了限定。大跨度的铁路斜拉桥由于刚度哀求大，早期主梁基本都采取钢桁梁，整体气势磅礴。
商合杭铁路裕溪河特大桥为双线高速铁路，桥上线间距为5米，设计速率350千米/小时，无砟轨道，采取（60+120+324+120+60）米双塔钢箱桁梁斜拉桥，设计中在高速铁路斜拉桥上采取箱桁组合构造，提高了却构刚度，担保了对无砟轨道适应性哀求。在知足功能哀求的条件下，本桥构造的建筑美学设计采取了简洁、对称、比例折衷的元素。其主桁采取了对称、简洁的三角桁，桥塔设计以简洁为主，看重整体比例的折衷。
图4 商合杭铁路裕溪河特大桥
昌赣客专赣州赣江特大桥主桥为主跨300米双塔双索面组合梁斜拉桥，是海内首座铺设无砟轨道的大跨度斜拉桥。主桥设计不仅考虑行驶高速铁路的特色构造哀求，也从美学、景不雅观上进行了考虑。桥址位于章江和贡江汇合为赣江的交汇口，采取了“人字形”桥塔与地理文化契合，造型既显气势也不缺优雅；采取了组合箱梁构造，既知足了刚度哀求，梁体又显得轻巧，比例折衷。
图5 昌赣客专赣州赣江特大桥
位于福建省东部沿海地区的新建福厦铁路，是我国第一条跨海高铁，桥梁设计职员对全线特色的桥梁进行了系列的景不雅观造型、色彩设计。将福建土楼、海洋文化、当代造型设计理念等融入到桥梁设计中。
个中，泉州湾、安海湾特大桥的设计构思紧张参考贝壳的形状。泉州湾大桥和安海湾大桥分别为主跨400米、300米高速铁路组合梁斜拉桥，两座桥的设计均采取了海洋文化特色。从贝壳形状上找到桥塔设计灵感，索塔造型从贝壳两侧的圆弧形状演化而来，表示了地域特色。
图6 泉州湾、安海湾特大桥设计草图
乌龙江特大桥主桥为（72+109+432+56+56）米高低塔双索面稠浊梁4线铁路斜拉桥，结合建桥条件，利用桥跨不对称支配，采取高低塔稠浊梁斜拉桥构造，经济合理地办理了桥跨支配受限问题，是天下首座大跨度4线铁路高低塔稠浊梁斜拉桥。桥塔设计融入地方元素，由“东方艺术”的德化白瓷蜕变而来。
图7 乌龙江特大桥设计草图
木兰溪桥式方案简洁大方，构造布局折衷都雅，是目前海内高速铁路最大跨度的混凝土独塔斜拉桥，桥体整体造型设计上简约大方棱角分明，桥梁上方又融入了“圆”的思想，以椭圆和半圆形设计为主，规避了桥体的一元性，转而向“方与圆”的二元对立模式，这些设计手腕增加了桥梁的景不雅观效果和美感。
图8 木兰溪桥设计草图
雷公山大桥桥塔的设计紧张参考了帆船的造型，承载了海洋文化。
图9 雷公山大桥设计草图
湄洲湾大桥的主桥桥跨支配为（96+180+96）米预应力混凝土刚构矮塔斜拉桥，该桥位于莆田市，借用了古谯楼的重檐歇山顶，并对其进行抽象提炼。
图10 湄洲湾大桥设计草图
都雅和经济如何折衷
那么，是否都雅性和经济性注定有着不可调和的抵牾？实在，桥梁的都雅和经济性不一定冲突，工程师的设计除知足实用的哀求外，都雅是绝对不能忽略的，把桥造得好看而实用永久是工程师的任务之一。“安全、实用、经济、都雅”是桥梁设计的原则。安全和实用是桥梁的基本哀求，在知足此条件下，利用构造受力布局的优化处理，如“和谐的比例、好的构造体系、与环境领悟的支配形式”等，既能达到都雅效果，也具有经济性；在社会资源丰富的情形下，桥梁构造在适当追求都雅和品质的根本上，轻微增加造价也是值得的。
但是，如果因此就认为精良的建筑构造一定比平庸的建筑构造更昂贵，那就大错特错了，两者的全寿命周期本钱也应纳入设计考虑之中。真正出色的衡量标准该当是——无法再省略一个构件，也无需再添加任何多余的材料。
作为新时期的桥梁设计师，不能把自己的思维局限在构造领域，也要试着将一些美学的思想和人才引入到桥梁设计领域，创造兼具构造艺术和美学审美的精良作品。
设计师应培养足够的美学知识，沉淀足够的储备和自傲，以识别美学专家有代价的想法，谢毫不恰当的想法，并能够有效回应业主和群众对项目的审美关注。要长于利用科技的力量和手段做事于设计，让设计的构思与细节从想象走向现实。
同时，我们更应拥抱新时期的科技进步与发展，利用大数据剖析城市景不雅观要素，做事于桥梁造型设计。利用建筑、景不雅观干系的三维设计软件，多方位、多角度展现桥梁细节。利用VR及3D打印，让桥梁设计也可以实实在在“看得见、摸得着”。人类的审都雅念在工业革命根本性的变革中，从艺术的殿堂走向全体生活领域，美学的视野扩展到了全体现实天下，也扩展到了和人类交往息息相关的桥梁。
随着交通强国，铁路先行发展理念的提出，铁路桥梁培植进入了一个空前发展的新时期。作为公共根本举动步伐建筑，与环境的领悟、折衷，对环境的美化浸染会受到更多的重视。桥梁艺术和文化上的意涵将成为设计、培植考虑的主要部分。
本文刊载 / 《桥梁》杂志 2020年 第6期 总第98期
作者 / 谢晓慧 李桂林 文望青
作者单位 / 中铁第四勘察设计院集团有限公司
