桥梁景观设计——知识梳理

进入21世纪以来，我国公路桥梁建设取得举世瞩目的成就，桥梁数量快速增长，一批世界级的桥梁相继建成。公路桥梁建造技术取得显著进步，设计理论、方法、标准规范体系不断完善，桥梁安全、耐久、适用、环保、经济的设计原则得到充分体现。与此同时，桥梁美观水平还有待提高，除部分大型桥梁和城市桥梁外，大量的普通中小桥梁设计时未充分考虑景观要求，少数桥梁还存在刻意追求新、奇、异造型，导致施工困难，建设、养护成本大幅增加等问题。当前，我国公路建设正从高速增长阶段向高质量发展阶段转变，建设桥梁品质工程对桥梁美观水平提出了更高的要求。在对国内外桥梁美学、景观设计的经验、方法进行全面系统研究、总结的基础上编制本规范，目的是倡导美丽桥梁的建设理念，对公路桥梁设计提出指导性和参考性的景观要求和设计方法，促进提升我国公路桥梁尤其是普通中小桥梁的美观水平。

《桥梁景观设计》

• 设计过程与要求
  • 一般规定
    • 按照先原则后具体、先整体后局部的顺序进行
    • 公路桥梁不宜使用非功能性装饰
    • 总体景观设计：处理桥梁与环境的关系
    • 主体造型设计：处理桥梁形态与桥梁构件的关系
    • 桥梁构件设计：确定受力构件造型，实现形态效果
    • 附属设施造型设计：处理附属设施的形态及其与桥梁主体造型的关系
  • 环境调查与分析
    • 公路桥梁景观设计应在环境调查与分析的基础上进行
    • 应对桥梁所在自然及人文环境进行调查与分析
  • 总体景观设计
    • 应根据所处环境条件选用景观适宜的结构形式和风格
    • 根据环境调查与分析结果确立公路桥梁主桥、引桥桥型及其主要受力构件的基本形态、材质及色彩
    • 宜确立一个或几个造型元素供桥梁构件造型设计使用
    • 公路桥梁应根据动、静视点的视点场景分析结果进行桥梁景观设计
    • 需要设立桥头公园或桥头碑的公路桥梁，应挑选桥址附近视点较佳的区域作为设立位置
    • 经过城市的公路桥梁应考虑桥下空间的景观设计
  • 主体造型设计
    • 公路桥梁主要受力构件划分出的空间
      • 跨径比例
      • 矢跨比
      • 高跨比
      • 索距
      • 应符合桥梁景观设计基本原则
    • 公路桥梁主体造型设计应着重考虑
      • 主要视点场景中的景观效果
      • 由于周边环境遮挡所造成的视觉效果改变
    • 公路桥梁主体造型设计方法
      • 图解法
      • 序列法
      • 音阶法
  • 构件造型设计
    • 公路桥梁构件造型设计应符合桥梁景观设计基本原则，达到景观协调的同时体现结构受力特点。
    • 公路桥梁构件造型设计宜考虑使用由桥梁总体景观设计确定的造型元素，体现造型风格，达到桥梁景观效果的呼应或统一。
    • 公路桥梁构件造型设计应考虑结构、构造设计与现场施工的难度。
    • 尺寸、形状各异的构件组合后可能产生视错觉现象，应予以纠正或加以利用。
    • 公路桥梁构件造型设计方法
      • 单元造型法
      • 整体造型法
      • 拓扑造型法
      • 力线造型法
  • 附属设施造型设计
    • 桥梁附属设施的形式、形态及空间布置宜与桥梁主体造型特征相协调
  • 景观设计评价
    • 应在真实或接近真实的主要视点的场景中讲行桥梁景观效果评价
    • 评价可以借助的手段
      • 手绘效果图
      • 计算机三维仿真效果图
      • 动画或三维实体模型
• 梁桥
  • 一般规定
    • 梁桥上部结构的形态宜保持视觉上的连续性，上、下部结构之间宜保持视觉体量的均衡。
    • 梁桥宜根据桥梁形态特征，对主梁、桥墩等主体受力构件及其空间布置选用合适的造型设计方法，实现全桥造型的协调。
    • 主梁和桥墩是梁桥的主要造型体，其造型和空间布置是梁桥形态的主要体现
  • 主体造型
    • 多跨梁桥在线形选择、分孔布跨时，宜考虑远视点中连续与均衡的视觉效果
    • 变梁高梁桥的边中跨比宜为0.4~0.6，等梁高梁桥的边中跨比宜为0.6~1.0。
    • 等梁高梁桥的划高与跨径比不宜小于0.2；当小于0.2时，宜减小梁体的视觉高度
    • 调研结果表明，梁桥的边中跨比例对于桥梁立面景观起着至关重要的作用，适当的边中跨比能带来良好的桥梁跨径比例，形成稳定与跨越感。
    • 多跨梁桥的墩高随地形变化时，宜选取与墩高比例相适宜的跨径布置，宜采用相同的梁体高度：当梁体高度有变化时，宜考虑不同梁高间的过渡。
    • 大跨度变梁高梁桥墩高较小时，应协调桥墩与梁体之间的尺度和比例。
    • 等截面梁桥的梁体高度不宜大于桥下空间高度的1/4,；当无法满足时，宜减小梁体的视觉高度
  • 主梁
    • 在视觉安全的前提下，梁桥的梁体形态要求简洁
    • 等梁体高度简支或连续的梁桥应选用合适的跨径与梁体高度比例。
    • 等梁高与变梁高的梁桥心理感受不同
    • 当需要减小梁体视觉高度时，主梁外侧面与底面间可采用切角或弧形过渡。
    • 采用小跨径直线主梁代替弯梁时,宜减小梁底的弯折感。
  • 桥墩
    • 主、引桥桥墩宜采用相同或相近的造型单元。
    • 等梁高梁桥的桥墩顺桥向宽度与梁体高度的比值应符合下列规定:
      • 采用实体护栏时宜为1/4~1/2
      • 采用通透护栏时宜为1/2~2/3
    • 板式桥墩顶端宽度大于墩身的高度时，宜适当减少墩身下部尺寸或对其进行透空处理
    • 墩顶端宽度小于墩身的高度时，宜适当增加墩身下部尺寸
    • 桥墩较粗或较宽时，在考虑与梁体形态协调的基础上，可采用倒角或刻糟等方式进行视觉上的体量削减
  • 桥台、承台
    • 梁桥的桥台造型设计宣综合考虑主梁跨度、梁体高度、桥墩形态和桥下空间高度等因素，达到总体视觉效果的协调。
    • 外露高度较小的桥台,宜在支座位置两侧设置支座遮挡板。
    • 承台形态宜与桥墩造型整体考虑,并保持体量的协调。
• 拱桥
  • 一般规定
    • 拱桥的形态应与桥梁所处环境协调
  • 主体造型
    • 拱、梁、墩、吊杆、风撑等构件的造型应注意造型单元的选用、拱的跨度、梁体高度、桥下空间高度及其视觉效果的组合。
    • 拱桥的矢跨比边中跨比应考虑主要视点处的视觉稳定、均衡与连续，立面空间布置可采用比例图解法和特征矩形法。
  • 主拱
    • 主拱形态的确定可考虑桥梁所在地自然与人文环境需求。
    • 中、下承式拱桥桥面以上主拱高度大于主拱间桥面宽度时，宜选用形态合适的提篮拱或带风撑的平行主拱；不大于主拱间桥面宽度时，宜选用形态合适的独肋式或不带风撑的主拱。
    • 桥面以上主拱高度大于桥面宽度时，选用提篮拱或带风撑的平行主拱体系，能够在视觉稳定感和均衡感中取得良好平衡
    • 多跨拱桥宜保持主拱的视觉连续性。
    • 多跨拱桥可采用等差或等比序列进行孔跨布置。
  • 拱梁间联系
    • 上承式拱桥宜根据拱上建筑的通透和视觉安全要求，选用合适的拱上立柱尺度及空间布置
    • 中、下承式拱桥宜根据吊杆（索）远、中视点的可视性需求，选用合适的吊杆（索）色彩或尺度
    • 上承式拱桥的拱上立柱布置过于密集，可能形成一定的视觉阻碍，削弱桥梁的景观表现
    • 合适的拱上立柱尺度和空间布置能够形成较好的韵律感和通透感
    • 过细的拱上立柱则易产生视觉不安全。
  • 主梁、横梁
    • 梁体高度宜选用与主拱尺度相协调的比例。
    • 主、引桥梁体高度差异较大时，宜进行过渡处理。
    • 主、引桥梁体色彩宜协调。
    • 横梁视觉高度宜与拱桥整体形态协调。
  • 拱座、桥墩、桥台
    • 拱座、桥墩、桥台形态选择宜综合考虑主拱形态、梁体形态、桥下空间高度等因素,达到总体视觉效果的协调。
    • 下承式拱桥桥墩体量宜与主拱体量相协调。
    • 主、引桥桥墩宜采用相同或相近的造型单元
• 缆索承重梁桥
  • 一般规定
    • 缆索承重桥梁的形态应与桥梁所处环境协调。
    • 缆索承重桥梁的形态宜综合考虑桥塔、跨度、桥下空间高度、梁体等因素，达到总体视觉效果的协调。
    • 缆索承重桥梁的主、引桥宜在桥梁及构件形态上相协调。
  • 主体造型
    • 桥塔、桥墩及锚碇等构件宜选用相同或相近的造型元素。
    • 缆索承重桥梁的主梁线形应与桥梁整体景观需求相协调，大跨径缆索承重桥梁的主梁线形形态宜体现视觉安全和跨越感。
    • 悬索桥的矢跨比、边中跨比应考虑主要视点处的视觉均衡、稳定与连续。
    • 悬索桥的桥面宜布置在塔柱高度的黄金分割点附近，不宜低于塔柱高度的1/5，也不宜高于塔柱高度的1/2。
  • 桥塔
    • 桥塔形态可通过桥址自然与人文环境的分析采用合适的造型元素
    • 桥塔造型宜采用流畅的线形元素及其构成
  • 主梁
    • 主、引桥主梁之间宜保持视觉连续。当主、引桥梁体外形差异较大时，宜进行过渡处理。
    • 主、引桥梁体采用不同的结构类型时，梁体外形可能存在较大差异，导致梁体视觉延续性的中断。采用适当方法能获得主、引桥梁体之间纵向视觉连续或良好过渡。
  • 缆索
    • 斜拉桥尾索区索距纵向布置宜考虑渐变延续的景观效果，间距不宜相差过大，必要时可设置过渡段。
  • 桥墩、锚碇
    • 斜拉桥辅助墩宜采用与主塔相同或相近的造型单元。
    • 引桥桥墩宜选用与主塔相同或相近的造型单元，或在主、引桥间采用部分过渡墩型。
    • 引桥桥墩的造型采用从桥塔中提取的造型单元，或在主、引桥间采用过渡墩进行形态过渡，能较好地保持主、引桥间良好的视觉连续性，达到主、引桥间的协调
    • 引桥桥墩宜选用与主塔相同或相近的造型单元，或在主、引桥间采用部分过渡墩型。
    • 当锚碇视觉体量过大时，宜采取视觉体量弱化措施。
• 跨线桥
  • 一般规定
    • 跨线桥宜结合所跨线路特征及其自然与人文环境，选用合适的造型元素与造型方法，达到跨线路上跨线桥的变化与统一
    • 跨线桥的形态应考虑桥下驾乘人员及行人的动、静视点特征，不应影响所跨线路的通行感。
    • 跨线桥不宜布置在所跨线路竖向凹曲线的最低点及其附近位置。
  • 主体造型
    • 跨线桥的桥墩（台）轴线布置应考虑对行车的视觉导向，宜沿所跨线路的行车主方向布置。
    • 布置所在跨线路中央位置的桥墩不宜选用视觉体量过大的造型
    • 跨线桥桥台的视觉体量宜与梁体视觉体量相协调。
    • 不宜采用体量过大的板式墩型。
    • 跨线的宽桥应选择合适的主梁底面、桥墩和桥台形态，减小桥下空间通行的压抑感。
    • 宽桥主梁梁底、桥墩和桥台如采用视觉体量大的形态，容易造成桥下空间通行的压抑感。采用适当的方法对主梁底面、桥墩或桥台的造型及色彩进行处理，如对大面积板墩进行挖空或直接采用V形墩，同时对桥台和主梁底面进行立面分割，能够改善桥下空间的景观效果。
• 附属设施
  • 护栏、栏杆
    • 护栏的形态选择应综合考虑梁体视觉高度及视觉体量需求。
    • 护栏形态的选择会影响梁体视觉高度及视觉体量
    • 栏杆的形态可选用桥毅总体景观设计中确定的或相近的造型元素。
    • 曲率半径较小的弯桥，当桥宽较窄时，宜采用通透护栏。
  • 照明系统
    • 小跨径桥梁灯柱宜与桥墩位置对齐。
    • 灯柱形态可选用桥梁总体景观设计中确定的或相近的造型元素。
    • 对于小跨径桥梁，与桥墩位置对齐的灯柱布置显得简洁有序；而未与桥墩位置对齐的灯柱布置则容易影响桥梁的整体韵律。
    • 桥梁的夜景景观宜呈现桥梁的主要结构特征。
  • 排水管
    • 排水管宜设置于相对隐蔽的位置。
    • 排水管通常设置于车流方向的背、侧面，沿桥墩外沿排列，或于桥墩内部排列。
  • 风障、声屏障
    • 风障立柱及障条的造型宜与主桥形态协调。障条的透光度宜考虑风障的视觉完整，但不宜影响桥面行车视觉的通透。
    • 风障立柱及障条的造型直接影响桥梁整体景观，与主桥形态相协调的风障造型一般能够获得良好的景观效果，障条一般采用具有一定透光度的材料，透光度的选择需要保证风障的视觉完整，同时又要满足桥面行车视觉通透的需求。
    • 固定在护栏上的风障或声屏障，其设置不宜影响护栏的视觉连续。
    • 采用带有透明部分的声屏障可增加其通透感，开阔行车视野，避免行车压抑感
  • 绿化
    • 桥梁绿化首先要保证其安全性，特别对于悬挂式花盆，应充分考虑与桥梁链接的牢固性，避免发生坠落事故，保障下行人、行车、行船的安全性
    • 桥面绿化槽应注意使用期间的防水处理，避免桥梁结构的水侵。
    • 适当的桥梁绿化有助于使结构与周围环境融为一体，也是丰富行车视觉的经济、有效方式。
    • 绿化物种应在生态调查的基础上进行挑选，以能适应贫疾土壤、抗污染、耐修剪、耐旱耐热并具有一定观赏价值的非落叶植物为佳