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[技术] 从建筑美学看桥梁美学 [复制链接]

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yaqin 发表于 2019-5-22 10:31:48 |显示全部楼层 |          |
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桥梁是集社会财富建造的、服务于社会大众的交通构筑物,是人类介入自然及人文环境的工程实体,也是社会自我肯定的物质符号。桥梁所具有的公共性、开放性和标志性特征,激发出社会持续关注桥梁的热情。


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近20年来,无论中外,桥梁美学越来越受到重视。一座公认的美桥,会给项目管理者或业主带来认可和肯定、给社会公众带来视觉享受和自豪感、给工程师及建筑师带来声誉和影响力。

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什么样的桥才称得上是美的?工程师与建筑师的看法可能有所相同。


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大多数(结构或桥梁)工程师立足于技术、材料、施工、经济等因素,认为一座美丽的桥梁,必须坚固安全、耐用适用、高效经济;同时,桥梁结构应该“形式服从功能”,受力合理,造型简洁,比例匀称,且与周围环境相协调。实际上,历史上的著名桥梁,几乎都是由工程师主持设计和建造的。

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在建筑学领域,建筑师更为注重建筑形体的视觉艺术、建筑功能和建筑语言的表现艺术,往往采用新颖前卫的建筑形态或装饰来颠覆传统的结构理念、表现独特的个人风格、追求超凡和与众不同。近年来一些建筑师主持或介入设计的桥梁,也引起了社会的强烈兴趣。


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建筑是被包裹的结构,主要是为了创造空间;桥梁是裸露的建筑,是为了跨越障碍并开辟通道。两者既有结构上的联系,又有建筑上的差异。那么,建筑美学和桥梁美学之间,又会有哪些联系和差异?


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关于桥梁美学设计,已有丰富的专著和文章,不是本文讨论的主题。关于建筑美学和桥梁美学的相互关系,却鲜有讨论。因此,本文拟从这个特殊的视角,对比分析建筑美学与桥梁美学的发展及关系,并就桥梁美学的理论与实践提出一些个人建议。


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建筑美学及桥梁美学的发展

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建筑美学是研究建筑领域内艺术设计和艺术审美的一门学科。它以美学和建筑学为基础,研究建筑及其环境美的本质与规律,分析建筑相关要素之间的审美关系。


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图1 建筑美学的研究内容

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如图1所示,建筑美学的研究内容涉及:(1)美的哲学:以建筑美的本体为对象,研究建筑美的起源、本质、构成要素、发展规律等;(2)艺术社会学:探讨建筑艺术与地理、气候、历史、文化、经济、技术等自然及人文环境的关系;建筑形式与构成要素之间的关系等;(3)审美心理学:从心理学层面研究建筑与人的审美关系,人对建筑的审美感知、理解、想象等;(4)艺术实践:将建筑美学理论付诸建筑创作实践和建筑评论实践。

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建筑美学是建筑学的重要分支。早在公元前1世纪末,古罗马建筑师维特鲁威就编写了《建筑十书》。维特鲁威总结了希腊化时期以来的建筑实践,第一次提出了“坚固、实用、美观”的建筑三原则。到了文艺复兴时期,意大利建筑师阿尔伯蒂在1485年出版了《阿尔伯蒂建筑十书》,在建筑三原则的基础上提出了建筑“和谐”美的设计原则。


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图2 建筑美学与桥梁美学的发展


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西方建筑美学经历了不同的发展阶段(图2)。第一次工业革命以来,伴随着工业化的快速发展,西方建筑美学得到蓬勃发展,逐步形成了今天异彩纷呈的建筑流派(后述)。

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再看图2。自古以来,桥梁建筑的技术和艺术并没有严格的区分。至文艺复兴时期,“技术”与“艺术”开始逐渐分开,建筑、雕塑、绘画、音乐、舞蹈、戏剧等逐步形成专门的艺术,桥梁则被视为技术一类。第一次工业革命促进了科技、材料、工程的发展,桥梁建筑为工程师所掌控,技术得到进一步强化,艺术则被逐渐弱化。事实上,20世纪之前,世界上仅有几座带有廊屋和塔楼的桥梁,用到了建筑师的技能和知识,如佛罗伦萨的维琪奥桥、威尼斯的里亚托桥和伦敦塔桥。

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从第一次工业革命到20世纪中期的两百年间,工程科技突飞猛进,桥梁领域发生了翻天覆地的变化。一批卓越的桥梁结构大师,如英国的托马斯·特尔福德、布鲁奈尔和罗伯特·史蒂文森,美国的罗布林家族和约瑟夫·施特劳斯、法国的埃菲尔、瑞士的罗伯特·马拉尔等,设计建造了一批蜚声世界的、力学与美学完美结合的著名桥梁(图3),为桥梁美学的发展奠定了坚实基础。


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图3 世界著名桥梁举例


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20世纪30~40年代,德国、日本的专家学者开始了桥梁美学的研究。1937年,德国结构工程师卡尔·塞西特勒与弗里茨·雷昂哈特合著出版了《桥梁造型》。1942年,日本的鹰部屋福平教授编撰了《桥梁美学》,1965年出版了《桥:美的条件》。雷昂哈特教授是最早系统地研究并实践桥梁美学的专家。1979年,在他的倡议下,国际桥梁与结构工程协会成立了“结构工程美学”工作小组。由此,桥梁美学开始得到普遍关注。80年代,普林斯顿大学的大卫·比林顿教授提出了“结构艺术”(structural art),构建出桥梁设计的“3E原则”。1991年,美国交通运输研究委员会下属的桥梁美学分委会出版了《世界桥梁美学》一书,这是全球16个国家24位桥梁美学专家(包括中国的唐寰澄先生)的合著。世纪之交,全球掀起一股建造千禧桥的风潮,这为桥梁美学在人行桥上的应用提供了空间和舞台。近20年来,随着社会审美需求的不断提高,桥梁美学日益受到重视。


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对比建筑美学与桥梁美学的发展历程,可以看出,开展桥梁美学系统化研究与实践的时间并不长。

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建筑美学的理论框架


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按时代划分,建筑美学可分为传统建筑美学、现代建筑美学和后现代(当代)建筑美学。在各类建筑美学中,发展出了不同的建筑流派,如图4所示。限于篇幅,这里摘取其中的一部分,简要介绍如下。

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图4 建筑美学理论框架及流派

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传统建筑美学  


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主要指传统农业和手工业时代的建筑美学,包括西方古典建筑美学和东方自然主义美学。

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西方古典建筑美学建立在和谐和多样统一的古希腊美学思想基础之上,讲究建筑形式美和装饰。形式美法则强调建筑个体与人的关系,注重点-线-面-体(形式)、色彩和质感的普遍组合规律。这些规律表现为:以简单几何形状求统一,重点与一般,比例和尺度,均衡与稳定,韵律与节奏,重复与再现,渗透与层次等。到1952年美国现代建筑师托伯特·哈姆林总结建筑形式美的10条原则时,仍然是基于传统建筑美学思想的统一、均衡、比例、尺度、韵律、布局中的序列、规则的和不规则的序列设计、性格、风格和建筑色彩。


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现代建筑美学  


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主要指在工业时代(19世纪末-20世纪中期)的各种建筑美学流派,包括功能主义美学、表现主义美学等。

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功能主义美学是以现代工业文明为依托,融合古典理性、实用主义和近代科学思维于一体的机器美学或技术美学。表现出重普遍、轻个体;重客观、轻主观;重统一、轻多样的基本美学特征。功能主义美学推崇“形式服从功能”,“少就是多”(反对装饰);注重理性的功用与效益,轻视了人类情感、历史文化等因素。

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表现主义美学无视社会客观现实,强调主观直觉,表达个人的审美兴趣和价值观。表现主义美学钟情于采用具有生命力的有机形态(曲线、曲面、晶体、植物、动物等形态),来强调建筑的雕塑造型。


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当代建筑美学  

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主要指在后工业时代(20世纪60年代后),在艺术观念和审美观念上有所突破、拓展乃至变异的建筑美学,包括高技术建筑美学、解构主义美学等。


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高技术建筑美学是基于技术美学和科技发展,表现技术乐观主义的审美流派(简称高技派)。它把高科技本身视为建筑主题,推崇技术表现(袒露结构,使其成为表现建筑美的组成部分),利用新技术和新材料来展现建筑的科技魅力。当代高技派的发展,也融会了人文、生态、情感、乡土等设计元素。


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解构主义美学源自解构主义哲学思想。解构主义是对结构主义的反叛,对正统原则和标准的批判继承。在建筑逻辑上,解构主义否定传统设计原则,提倡冲突、破裂、错乱、失衡等矛盾性、复杂性、含混性的建筑表现。


0 i9 O, _. t" l1 q/ M( S3 i

一般而言,从建筑艺术角度,古典建筑主要表现建筑形体的审美价值,现代建筑主要展示建筑空间的使用价值,后现代建筑较为关注建筑符号的交流价值。

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建筑美学的历史发展,与社会、文化、科技的演变密切相关。建筑与信息科技、生态意识的密切融合,是当代建筑美学的发展趋势。

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桥梁美学的设计原则


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最有代表性的桥梁美学设计原则,是雷昂哈特教授提出来的10条原则,见图5(为避免歧义,标题采用原文)。雷昂哈特也指出,不能想当然地认为,这些规则的简单应用就会产生美的桥梁。

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图5 桥梁美学设计的10条原则


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这10条原则,大体上可分为三部分:与桥梁直接相关的是第1、8条(桥梁的安全质量、通行功能与特色),与自然环境相关者是第5、10条,其余的6条(第2、3、4、6、7、9条)则来源于西方古典建筑美学中的形式美法则。


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比林顿教授建立了与建筑艺术平行的“结构艺术”概念。所谓“结构艺术”,是指结构工程师(不是建筑师)依靠自身的创造力、好奇心和想象力,在工程允许范围内,构造出来的各种优雅的大型工程结构(包括桥梁)。衡量“结构艺术”的3E原则,为高效(Efficiency)、经济(Economy)、优雅(Elegance)。高效是指使用最少材料且确保结构安全地执行功能,经济是指避免结构在全寿命期的成本过高,优雅是指基于工程因素驱动、表现工程创造力的结构造型。3E原则是融合了科技、社会、艺术要素的桥梁设计原则。当然,若在3E的基础上,再增加环境(Environment,指结构与自然环境及人文环境的协调)要素,似可形成内容更加完备的“4E原则”。

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德国的麦克·施莱希教授认为,优雅是一种主观感受,通常用来描述某种特定的美。这种特定的美可能是:美与一种特定品味(如时尚)的结合,抑或与轻盈、通透、灵动感的结合,抑或与流线形态的结合,抑或是一种纯粹主义与极简主义的感受。可见,桥梁作为一种跨空、细长的结构,存在着塑造出优雅的空间。

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桥梁工程界的主流观点认为,一座符合结构“基本原则”(指可安全满足功能要求)、精心设计的桥梁,无须额外的装饰,通常就会产生一个优雅而有吸引力的结构。一些著名的桥梁美学专家,都对如何创造出这样的结构提出过原则性建议,包括:合理结构体系的选择,桥梁与场地环境的关系,力线的展现,轻盈柔细感的表达,桥下空间的通透感,构件类型数量的控制,光影的利用,等等。


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近年来,针对数量巨大的中小跨梁桥,美国、澳大利亚等国提出了美学处理的设计指南或手册,总结了影响桥梁外观的10个决定因素——桥梁总体布置,上部结构类型,桥墩/支座的分跨/布置,桥台布置,上部结构造型,桥墩造型,桥台造型,色彩,质地、装饰与细节以及照明、标志和景观。这些指南或手册可指导工程师如何通过对荷载、平衡和力的视觉表达,使桥梁呈现出高效、经济和优雅的特征。

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总体而言,尽管已存在桥梁美学设计的原则和指南,但与前述建筑美学的内容对比,可以看出:目前的桥梁美学设计,主要以西方古典建筑美学的形式美法则为基础,并明显受到功能主义和技术美学的影响。另外,桥梁美学并没有形成不同的风格或流派,这大概是因为桥梁功能的相对单一、构造形式的多样性相对不足所致。

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图6 建筑师主导设计的桥


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近些年来,建筑师介入桥梁美学设计,正在形成趋势。如图6所示,建筑师主持设计的桥梁,有些可能难以被工程师所接受,有些也会得到工程师的欣赏。面临日益高涨的社会需求,工程师需要提升自身的桥梁美学设计水平,也有必要对建筑美学有所了解。


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几点建议


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积极开展当代桥梁美学理论研究


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社会对赏心悦目的桥梁的需求在持续增长。今天,公众不仅要求桥梁好用耐用,而且也得好看耐看。工程师绝不会设计一座存在安全隐患的桥,同样也不应该建造一座丑陋的桥。

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桥梁美学的发展,需要理论的支撑。我们看到,近年来建造的一些桥梁(尤其是人行桥),体现出建筑师运用不同的建筑流派(如表现主义、高技派、解构主义等)在桥梁领域的尝试。相比而言,桥梁界已具备传统的美学设计原则,也有越来越多的工程实践,但似乎还没形成具有跨学科辐射力的美学理论。

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建议立足于工程哲学、技术美学和可持续发展,构筑起桥梁美学的理论基础;提炼整理传统的桥梁美学原则,形成适应社会多元化发展的当代桥梁美学;同时,宜努力营造桥梁美学评价的社会氛围,从心理学层面引导公众的审美取向。

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分层次、分对象考虑桥梁美学的应用


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经济性是应用桥梁美学时必须考虑的因素。桥梁美学的运用,不宜一刀切,不宜硬性规定“一桥一景”。

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假设可把美学应用的程度分为常规、适度、强化三个层次,笔者建议:对规模宏大的重大桥梁,其结构体量足以创造出宏伟壮观的美感,通常只需对部分构件(如斜拉桥、悬索桥的桥塔)的造型或桥梁色彩进行适度处理。对位于城市环境中的,或有景观要求的规模有限的桥梁(包括人行及自行车桥),其结构体量适中,在条件许可时,可通过强化的桥梁造型以改善环境或突出标志性。对众多的中小跨桥梁,宜采用较为成熟的美学设计指南或手册进行常规处理,以期达到既可产生效果又经济合算的目的。

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完善工程师与建筑师的合作模式


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由于大学教育的原因,并不是每一个工程师都具备良好的空间造型和视觉处理能力,大多数建筑师也欠缺对桥梁的结构体系、力的传递和材料性能的深刻理解。为建造美的桥梁,需要工程师与建筑师的合作。

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合作应从桥梁概念设计阶段开始,因为每一个结构上的决策,都有可能影响到美学上的效果。另外,线性的合作方式(工程师先完成设计,然后建筑师接手进行美化)难以适应挑战性和创造性的设计。当前,建筑界正在实践“建筑-结构”一体化的集成设计方法。这种方法基于设计过程的非线性理念,依赖于跨学科的团队协作、采用先进的建筑结构设计、优化和表达技术,做出从项目概念到完成的决策。开发“桥梁-建筑”一体化的集成设计方法,值得期待。

& Y" T$ A& z* e' ^( H) ?

北宋思想家、教育家张载曾说:“充内形外之谓美。”意思是说君子之美在于内在充实与外在显现的结合。把这话用来描述如何创造桥梁之美,同样恰当。桥梁是一类特殊的建筑,桥梁设计必须满足结构要求和功能要求,也当努力在桥梁建筑造型上体现出时代特征。

1 z( K) B# t, I

相对于建筑美学而言,桥梁美学的起步较晚,理论研究也滞后于工程实践,但发展方兴未艾。建筑美学与桥梁美学之间存在着一定的关联性,当代建筑美学也可为当代桥梁美学的发展提供丰富的参考信息。

" i/ A2 N  j: k' G, j+ {% j

绝大多数情况下,工程师应在桥梁美学实践中起到主导作用。这需要工程师不断提升自己的结构艺术表现能力,并能采纳建筑师的合理建议。


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本文刊载 /《桥梁》杂志 2019年 第2期 总第88期

作者 / 李亚东

作者单位 / 西南交通大学


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