现代城市人行景观桥设计探究_黄璇.pdf

2023 年第 02 期总第 296 期福建建筑Fujian Architecture ConstructionNo 022023Vol296现代城市人行景观桥设计探究黄璇(厦门市市政工程设计院有限公司福建厦门361000)摘要:随着我国社会的发展，人民审美水平日益提高，现代人行景观桥在满足交通功能的同时，其创新性、科技性、文化艺术性等方面要求进一步突显。为此，从景观桥的桥梁创新、文化塑造、环境融合探讨分析现代城市人行景观桥的主要设计思路;以具有闽南建筑特征的晋江市医院人行景观桥为例，根据现场条件，进行人行景观桥的桥址比选。由周边场地限制着手，阐述人行景观桥重难点，分析人行景观桥的桥型构思，从结构、文化和环境进行创作总体方案设计探究，为现代城市人行景观桥的设计提供有价值的参考。关键词:人行景观桥设计;人行景观桥设计思路;桥梁创新;文化塑造;环境交融中图分类号:TU997文献标识码:A文章编号:1004 6135(2023)02 0093 06esearch on the design of modern urban pedestrian landscape bridgeHUAHG Xuan(Xiamen Municipal Engineering Design Institute Co.，Ltd.，Xiamen 361000)Abstract:With the progress of our society and the improvement of peoples aesthetic appreciation，the modern pedestrian landscape bridgeshould be more innovative，scientific，cultural and artistic while meeting the traffic function Therefore，the main design concept of pedes-trian landscape bridges are discussed and analyzed from the perspective of bridge innovation，cultural shaping and environmental integrationof landscape bridges;Taking the pedestrian landscape bridge of Jinjiang Hospital with the architectural characteristics of southern Fujian asan example，the site of the pedestrian landscape bridge is compared and selected according to the site conditions Starting from the sur-rounding site restrictions，this paper expounds the key and difficult points of the pedestrian landscape bridge，analyzes the bridge type con-cept and explores the overall design of the creation from the structure，culture and environment，providing value for the design of modernpedestrian landscape bridgeKeywords:Pedestrian landscape bridge;Design concept;Bridge innovation;Cultural shaping;Environmental integration作者简介:黄璇(1988 09)，女，工程师。E-mail:fxmhuangxuan163 com收稿日期:2022 10 240引言景观桥是指能唤起人们美感、具有良好视觉效果和审美价值、与桥位环境共同构成景观的桥梁1。其在不同时代，具有不同的建筑特征。过去我国的人行景观桥设计上，主要关注的是交通功能，在遵照安全规范、满足经济指标的前提下，桥梁外观设计较为单一。随着社会发展、人民审美水平的日益提高，人行景观桥的设计除交通功能外，还应具有更高的艺术观赏性。如何提升人行景观桥的创新性、文化艺术性、环境交融性，是对设计师的新考验。1现代人行景观桥的设计思路1.1注重桥梁创新桥梁系统按结构体系划分，可以分成梁桥、拱桥、钢架桥、缆索承重桥(即悬索桥、斜拉桥)四种基本体系，这也是世界上所熟知的合理受力体系。随着对桥梁审美要求的不断提高，需要设计师通过对结构的组合变形，功能空间的打造，新材料和新技术的运用，创造出使人们耳目一新的优化桥型形态。1.1.1景观桥的结构创新桥梁结构构件的变形，是桥梁造型设计常用的方法之一。通过倾斜、扭转、变形等方法将桥塔、拱肋等结构构件进行变化2，增加设计亮点。例如，著名的伊丽莎白女皇码头人行景观桥作为澳大利亚珀斯市的地标之一(图 1)，通过设计双跨“S”形曲梁倾斜拱桥，把两岸的休闲广场连接起来。此外，在景观桥梁设计中，细节的设计尤为重要3。该桥将拱圈截面设计成从正方形到五边形的变化，增添了视觉效果。1.1.2景观桥的功能创新梁桥在城市中的作用，不仅仅是交通通道，更是城市中重要的公共空间。美好的公共空间，也能成为人与人交流的地方。湖南省吉首市的乾州古城有一94福建建筑2023 年图 1伊丽莎白女皇码头桥实景图座横跨江面、兼做步行桥的美术馆(图 2)。该桥以“桥馆合一”为设计理念，使吉首美术馆成为一个上馆下桥的混合体，既是城市公共设施，也是城市基础设施4。吉首美术馆的结构体系，由系杆拱桥和双层钢桁架梁简支梁桥两座桥叠加组合而成。这样的设计，既保持传统廊桥的交通与歇脚的功能，同时又引入新的文化艺术内容，无疑给桥梁的功能和空间都赋予了新的形式。图 2吉首美术馆实景图1.1.3景观桥的材料 技术创新材料是桥梁工程的原料，技术则是实现桥梁的施工手段，两者的创新，都会给桥梁工程施工带来新的突破，也会在视觉上给人们带来不同的视觉体验。目前在桥梁工程领域发展较快的是 3D 打印技术，其通过逐层打印的方式，来构造物体5。以成都龙泉驿区驿马河公园内的全球最长 3D 打印桥“流云桥”为例(图 3)，桥梁材料通过将 ASA 工程塑料和 25%的玻璃纤维材料紧密结合，是具有良好机械性能的一体式复合桥梁6。流云桥采用无人机全天自动打印，仅用35 d 完成 12 t 材料打印，并且采用预制拼装技术，极大缩短了建筑工期，获得了显著的经济效益。图 3成都驿马河公园流云桥实景图1.2塑造桥梁文化与景观融合桥梁作为百年工程，它的建设是城市化文明象征。在设计人行景观桥时，应该从当地城市的文化历史、民风民俗、审美意向等着手设计，这种设计思路即是灵感来源，也往往会是桥梁设计的亮点。越具有标志性、唯一性，地域文化性的人行景观桥梁，越能得到人们的认可与赞许。如中筑华恺公司设计的成都如意桥，连接了南侧公园与北侧绿地(图4)，方案名为“自然的箫声”。桥梁设计的曲线线型，从空中看，犹如一把如意嵌在城市中。桥梁立面整体起伏飘动的形态，犹如音乐韵律的流动，塑造出具有功能性的城市雕塑。设计师寄情于景，把美好的立意加入桥梁设计中，成为成都新的地标。图 4成都如意桥实景图桥梁是彰显地域文化的载体，具有文化底蕴的桥梁才能扎根于当地，也是外来宾客了解当地文化的重要途径。只有充分融入当地文化的桥梁作品，才能成为城市的精神象征。不仅需要考虑桥梁的外形结构，更是要用现代建设理念和技术展现文化元素，塑造具有地域性、独特性、文化性的桥梁，展现桥梁的精神内核。2023 年 02 期 总第 296 期黄璇现代城市人行景观桥设计探究95桥梁不是单独存在的建筑。人行景观桥的设计，首先要与周边环境统一协调7。比如城市环境复杂多变，人行景观桥的桥梁设计可采用简洁、轻盈的设计风格;如果周边是辽阔的自然环境，桥梁可以采用粗犷、豪迈的设计风格。丹麦哥本哈根市中心购物区的蛇形天桥，以流线形态穿越周边地块，桥梁轻盈、简洁、明快的现代风格与周边复杂环境和谐配合，如图5 所示。图 5丹麦哥本哈根蛇形桥法国的默尔特拉翁人行桥的周边环境较为自然乡野，桥梁保持原色的钢材和木材。整体以粗犷野趣的方式，融于自然环境。两种桥梁设计风格迥然不同，但都实现与周边环境的融合，如图 6 所示。图 6法国默尔特拉翁人行桥纵观古今，优秀的桥梁设计能获大众的喜爱，不仅是因为桥梁给人们带来交通上的便利，还因为桥梁具有的视觉冲击、丰富的文化底蕴和与环境融合所带来的情感共鸣。因此，在桥梁设计时，一方面通过从桥梁结构、功能、材料和技术等方面创新，提升桥梁的吸引力。另一方面，更要关注到桥梁的内在文化精神象征。既要与当地文化相结合，赋予桥梁独有的人文内涵，也要与周边环境产生互动，打造和谐、统一的完整景观。在体现桥梁造型美的同时，也给人们带来精神上的愉悦与享受。2实例 福建晋江市医院(罗裳院区)人行景观桥设计方案2.1项目概况晋江市医院于 2021 年完成新址搬迁。医院临近主干道晋光路的车流大幅增长，因此，需增设人行景观桥。从现场建设条件来看，晋光路为双向八车道，道路红线为 59 m。中分带采用绿化带隔离，北侧道路红线外侧为市医院，道路红线外侧为村庄，如图 7所示。图 7晋江医院景观桥平面图目前，晋光路上共设置两个医院出入口，一个位于医院主楼，一个位于妇幼中心和康复保健中心之间的出入口。由于医院主楼出入口行人和非机动车交织严重，出入口距离公交车站较远，南侧没有空地布设梯道，所以不宜设置天桥。妇幼中心出入口距离公交车站台近，南侧有空地布置地道，又距离民宅出入口近，所以景观桥址最终选择在妇幼中心出入口右侧。场地现状最大的问题，是地下管线复杂。主要有燃气管道、输油管道、雨水管和污水管等(图 8)，不能迁改管线的主要有 3 条燃气管线和军事输油管线。3条燃气管道为:中压管道(DN300)，管材为钢管，位于南侧人行道绿化带下，管顶覆土 1.0 m 1.1 m;次高压管道(DN400)，管材为钢管，位于中央绿化带下，埋深 3 m;高压管道(DN700)，管材为钢管，位于中央绿化带下，管顶覆土 1.6 m 1.8 m。另外，该路段还有一条军事输油管线(DN150)，位于南侧绿化带内。96福建建筑2023 年此外雨、污水管双侧布置，分别有一对 DN600 的雨水管和 DN400 的污水管布置于车行道下，埋深约 2.89 m 3 m。布设在中央及南侧绿化带下，埋深约为1 m 3 m。图 8晋光路地下管线2.2晋江人行景观桥设计思路2.2.1桥梁结构的创新设计在设计景观桥时，首先应考虑，用何种桥梁结构体，满足现场建设条件。第一，由于现场地下管道密而复杂、且多为主要干管，无法进行迁改。为避免施工影响到主要管线，应减少立墩或不设置桥墩。第二，根据晋江市未来的交通规划，晋光路将布设高架桥，从而对景观桥的高度有所限制。第三，考虑到晋江气候炎热，周边又有医院、小型商铺等公建，人流量比较大，桥梁宜增设顶棚，起到遮阳避雨，保障就医路线的作用，也有利于提升行人的舒适性与体验感。第四，人行景观桥的梯坡道，应尽可能避让路侧带的燃气管线、国防输油管线及雨、污水管，最大限度减少对现状管线迁改。基于以上四点，景观桥的桥梁结构宜采用单跨桥，并且控制桥梁高度。通过分析梁式桥、拱桥、钢架桥、缆索承重桥(即悬索桥、斜拉桥)4 种桥梁基本体系结构特征，得出:缆索承重桥(即悬索桥、斜拉桥)结构体系由于需要固定一定高度的桥塔，无法满足该桥在高度方面的限制。其次，考虑到桥梁顶棚的整体景观性，钢架桥比梁桥更适合此景观桥的结构选型。最终设定采用钢桁架结构。在桥梁设计的创新性上，通过将钢桁架桥设计成双螺旋线，并且将螺旋桁架高度上进行调整，最终形成中间低，两边高的大跨径钢桁架结构(图 9)。这种单一完整的结构，具有必要的结构惯性，以跨越两边支撑点。在两边桥墩支撑点处，应力主要为剪切应力，主要为垂直方向;而在跨中，应力则主要为弯曲应力，且方向趋向于水平方向。螺旋线的矩形截面轮廓和受拉的简单拉杆，突出了力的性质，提供了支撑和结构惯性。这种异型钢桁架桥，既能避免在中分带、侧分带建造立墩，又保证了在满足最小净高(2.5 m)的前提下降低桥梁高度;而且也增设顶棚，提升了行人舒适度。该桥梁结构是比较合适周边场地，且具有创新艺术性的结构体系。图 9景观桥结构演变2.2.2梁桥的文化塑造晋江市位于福建省东南沿海，是闽南金三角的核心。这座城市历史悠久，拥有海洋文化、闽南文化和华侨文化等多元文化的交融。一方面，桥梁的设计应充分体现晋江文化特色;另一方面，桥梁的风格要能展现晋江市现代化新城市风貌，做到现代古韵。通过对晋江市实地调研考察，发现在晋江城区里有一片名作五店市的历史街区，街区内遍布民居、商铺等多样性建筑。这些古建大多保留着闽南地区传统式红砖建筑风格，特别是燕尾脊(图 10)，给人留下深刻印象，其形如上弦月，脊沿两端往上翘起，顶端部分又一分为二，造型犹如燕尾一般。屋脊皆用红砖砌成，风格艳丽而张扬，富有闽南地方特色。图 10闽南燕尾脊屋顶2023 年 02 期 总第 296 期黄璇现代城市人行景观桥设计探究97这次方案设计的意图，希望展示一个原始结构系统与一个建筑概念的融合，方案设计着重参考具有闽南地域特色的燕尾屋脊样式。将燕尾脊的优美弧线设计作为桥型立面造型的线条元素，两侧的螺旋钢桁架较高(4.5 m)，中间较低(2.5 m)，形成两边高中间低的渐变曲线，从远处看形成桥梁的脊柱，契合了闽南的曲线构型(图 11)。从桥梁室内空间角度看，燕尾脊成为景观桥上边的两条纵梁，即承担结构受力，又是引导行人的装饰构件。图 11景观桥立面效果图除了在桥梁设计上融入闽南建筑特色，在细节设计方面，还要通过融入更多的地域文化元素，使该桥更具有标志性、独特性。几何菱形纹样是我国古代窗格的基础纹理，在顶棚设计上，通过在反向螺旋线的交叉面中添加单元菱形遮阳面板，寓意着吉祥富足。同时受晋江五店市传统街区中的几何窗花纹样启发(图 12)，在遮阳板上嵌上形状统一、大小渐变的浮雕贴面(图 13)，既丰富了景观桥的外观面貌，又展现了晋江市的石雕和石刻的建筑文化特征。图 12五店市几何窗花纹样图 13景观桥细部效果图2.2.3桥梁与景观的融合景观桥周边群山环绕、微丘起伏，城区建筑以近、现代建筑为主，相邻建筑晋江医院的外观以红白铺砖为主，桥型设计风格、形态宜与区域风貌特征相协调、与文化相呼应;桥梁跨度是双向八车道加上辅道，中分带和侧分带多为绿化，景观桥体量应与空间尺度相协调;景观桥也与村庄居民楼、医院、生态公园、舜帝纪念堂等重要连接道，景观桥造型应与其重要性相匹配，具有标志性。综上所述，景观桥造型宜采用新颖美观、简约轻盈的特征。该桥梁设计最大跨径约 59 m，桥梁主体上部结构采用预制钢桁架梁，以形成一个完整的管状结构空间，供行人通过。顶棚高度为 2.5 m 4.5 m，顶棚为淡蓝色。桥面宽为 4.5 m，桥面主体为白色，下部结构为钢箱梁，桥墩由两个 V 形柱支撑(图 14)。视线高度几乎没有任何视觉障碍，因此，车行交通安全不会受到影响。同时景观桥的两组螺旋桁架朝相反方向环绕而成，使得景观桥不仅是一个静态物体，而且可以通过结构系统和装饰材料，表达动态矢量特性。象征着生命、延续、更新和成长，也契合医院救死扶伤、生命延续的意涵。图 14景观桥外部效果图从以人为本的原则出发，尽可能增加行人的慢行舒适度和体验感。顶棚采用半遮蔽式设计，既能挡风避雨，又能透光。两道曲线屋脊纵梁延伸至远方，引导人行通行;光影的照射在桥面上形成螺旋光斑，增加了行人慢行体验感，如图 15 所示。图 15景观桥内部效果图(下转第 133 页)2023 年 02 期 总第 296 期谢冰冰，张朔，王宁，等基于 AHP 模糊综合评价法的城市区域雨污水混接程度评价研究133针对不同区域类型，需根据实际情况确定更为适宜的评价指标和限值范围，方可获得更为准确的评价结论。参 考 文 献 1 佟壬秋 城市污染治理视角下的城市更新路径选择研究 J 环境科学与管理，2021，46(12):29 32 2 宋玉亮 城市排水设施雨污分流对污水处理厂影响的研究 J 环境与发展，2020，32(10):28 30 3 史秀芳，卢亚静，潘兴瑶，等 合流制溢流污染控制技术、管理与政策研究进展 J 给水排水，2020，56(S1):740 747 4 T/CECS 758 2020 城镇排水管道混接调查及治理技术规程 S 北京:中国计划出版社，2020 5 李成明，左云霞，李铁松 基于模糊数学的四川省西充河水质评价 J 环保科技，2013，19(03):16 20 6 ZHAO Hongliang，YAO Leihua，MEI Gang，et al A FuzzyComprehensive Evaluation Method Based on AHP and En-tropy for a Landslide Susceptibility MapJ Entropy，2017，19(8):396 7WANG Weqing，BI Yangang，SHEN Xuehui Applicationof Fuzzy Comprehensive Evaluation Method Based on AHPin Product MaterialsJ IOP conference series MaterialsScience and Engineering，2019，612(3)8 崔嘉宇，张宁红，郁建桥，等 改进的模糊评价法在太湖水质评价中的应用 J 环境工程学报，2015，9(11):5357 5363 9 北京市市政工程设计研究总院 给水排水设计手册(第05 册):城镇排水(第 2 版)S 北京:中国建筑工业出版社，2002 10 胡爽，连佐平 重庆市城镇居民生活区污水水质特征分析 J 环境科学与技术，2012，35(08):117 119 11 合肥市城乡建设局 合肥分流制地区雨污混接及排水管道状况调查指导手册 S 合肥:2020 12 SSH/Z 10005 2016 上海市分流制排水地区雨污混接调查技术导则(试行)S 上海:2016 13 SSH/Z 10015 2018 上海市住宅小区雨污混接改造技术导则 S 上海:2018 14 罗鑫 公路隧道健康状态诊断方法及系统的研究D 上海:同济大学，2007(上接第 97 页)3结语随着人们生活水平的提高，人行景观桥也被赋予了更多期许。除满足交通功能需求外，还需在结构、功能、技术、材料等方面有创新设计。其次，人行景观桥的设计需要满足艺术性、文化性、景观相容性，这样才能更好地扎根，并作为城市文化的象征。本文中的实例 晋江人行景观桥设计方案，分别从结构的创新性设计、文化塑造、景观相融性等方面阐述了人行景观桥设计思路，也为今后城市的人行景观桥设计提供了借鉴。参 考 文 献 1 古金梁 人行景观桥创新设计手法及其应用的研究 J 工程建设与设计，2020(23)109 111 2 曹菲 城市景观桥梁创新设计研究D 南京:东南大学，2015 3 戴丽，许杰 人行景观桥梁的创新设计方法 J 绿色环保建材，2017(05):98 4 史永高 意义的建造 吉首美术馆侧记J 建筑学报，2019(11):46 49 5 陈晓明，陆承麟，龚明，等 超大尺度高分子复合材料 3D打印技术研发与应用 J 施工技术，2021(11):41 63 6 陆承麟，陈晓明，龚明，等 超大尺度 3D 打印人行景观桥制造技术研究 J 施工技术，2021(11):68 71 7 陈文江 基于地域环境的人行人行景观桥设计探讨 J 美与时代城市，2021(6):30 31