圣地亚哥_卡拉特拉瓦的桥梁艺术

圣地亚哥・卡拉特拉瓦的桥梁艺术
郑　斐1,杜恩龙2,赵英策3
(1.长安大学公路学院,陕西西安710064;2.天津大学建筑学院,
天津300072;3.中交公路规划设计院,北京100010)
摘　要:圣地亚哥・卡拉特拉瓦是集建筑师、结构工程师和雕塑家于一身的大家。

在桥梁设计领域,他通过技术手段实现自然美与艺术美的有机结合,设计的桥梁以其纯粹的结构形式所形成的优雅形态而举世闻名。

汇总卡拉特拉瓦近些年的经典代表作品,着重介绍他的独特桥梁设计艺术。

关键词:桥梁美学;卡拉特拉瓦;桥梁设计中图分类号:U442.54
文献标识码:A
文章编号:1671-7767(2007)03-0001-05
收稿日期:2007-03-21
作者简介:郑　斐(1983-),男,2005年毕业于长安大学公路学院桥梁与隧道工程专业,工学学士。

1　引　言
如何增强桥梁结构的艺术表现是设计师面对的
重要问题。

桥梁工程的发展体现了以工业水平为基础的技术要求和以情感表达为内涵的艺术创造间的表现矛盾。

集建筑师、结构工程师和雕塑家于一身的圣地亚哥・卡拉特拉瓦(Santiago Calat rava )设计的桥梁以纯粹的结构形式所形成的优雅形态而举世闻名,展现出技术理性所能呈现的逻辑之美,其作品仿佛超越了地心引力和结构法则的束缚。

2　桥梁建筑美的实现
卡拉特拉瓦对“美”有着独特的理解,这是他作
品与众不同的根源[1]。

“对称的结构容易获得美,但它不是最完美的形象”。

他认为的美主要来自3个方面:
“美”源于自然。

卡拉特拉瓦崇拜自然,将自然视为建筑创作的源泉。

他不但试图从中发现美的原则,还进行了大量有关生物生长性状的研究,从中寻找建筑形态的仿生联系。

“美”源于运动。

这是他从自然中找到的答案。

卡拉特拉瓦认为运动是自然界最普遍的存在方式,是美的根源。

卡拉特拉瓦理解的运动首先是一种普遍而深刻的运动趋势———重力作用下的下落趋势:地球上的任何物体都是通过与它的对抗来确定自己的存在形态,所以形态之美也即运动之美。

“美”源于力。

运动的存在使结构产生了荷载的分布、传递与平衡的受力关系,所以任何受力结构的确定都与运动有关。

正是通过运动的存在,我们产生了力与形式的概念。

由此,他确立了自己建筑创
作的基本内容:运动、力与形式。

毫无疑问,结构是力的代言,但运动要如何表达?卡拉特拉瓦选择了一个巧妙的切入点:运动爆发瞬间结构稳定与不稳定的精妙平衡。

为此,他常将结构的受力集中点置于结构体之外。

这种状态下的结构体系尽管是静止、稳定的,但呈现出的总是或飞、或倒的变化趋势,给人带来强烈的紧张感和心理暗示,亚历山大・佐尼斯(Alexander Tzonis )将卡氏优化设计所导致的这种审美状态称为“孕育时
刻”[2],即“含苞待放”之意,意味着变化即将发生。

2.1　主从与对称
1984年,卡拉特拉瓦为巴塞罗那奥运会设计了
罗达巴赫拱桥(Bach de Roda Bridge ),在该桥的设
计中,他成功采用了异化和赋形的策略(见图1)。

拱桥净跨52m ,桥面宽25.8m ,主拱通过辅拱增强桥梁抗扭转、抗倾覆能力。

辅拱向内倾斜,由短肋与主拱连接,担负旁边人行道和阶梯的荷载[3]。

阶梯附于辅拱,浑然天成。

卡拉特拉瓦此构思的经典之处在于打破了拱桥两主拱圈通过横向联系解决其稳定性问题的规律,并在桥梁整体的对称中体现了构件的主从关系。

由此可以看出卡拉特拉瓦在桥梁设
图1　罗达巴赫拱桥,1984～1987
计中多功能性、融合性和协调性的处理方法。

此方案在结构和文化层面上都取得了成功。

罗达巴赫拱桥开创了公认的综合美学、雕塑学和工程学特色的卡拉特拉瓦风格,同时,也正是卡拉特拉瓦使其桥梁作品印上了别致结构物的标签。

2.2　厚重与轻巧
位于瑞士巴赛尔的维特斯坦桥(Wett stein Bridge)是卡氏作品中的朴素一例(见图2)。

该桥的设计受到地基条件和任务书的限制,必须在已有桥墩的基础上架设新的上部结构。

为抵御春潮而修建的厚实的河道护岸墙使得该河段的安全性得到保障,为架设一种网状、轻巧的支承结构创造了条件[4]。

维特斯坦桥被设计成为了三跨连续拱桥,跨径66m,体现出一种强烈的中欧桥梁建造风格。

承重拱承受桥体全部自重,拱架倾斜减小了矢高,为桥面获得浅薄的横截面创造了条件。

主拱脱离其它辅助构件独立表现,桁架式上部结构轻巧地坐落在厚重的旧基座上,钢桁架与石制桥墩形成了鲜明对比。

新与旧,轻与重,都统一在古典的桥梁样式中,高度
组合的整体效果唤起了人们怀旧的情感。

图2　维特斯坦桥,1988
2.3　静态与动态
为准备1992年的塞维利亚世博会,1987年卡拉特拉瓦被委托设计了阿拉米罗桥(Alamillo Bridge)。

大桥全长200m,主梁由13对钢索斜拉固定在142m高的桥塔上,桥塔为钢箱混凝土结构,与地面成58°(见图3)。

在该桥的设计上,卡拉特拉瓦没有采用后张索,取而代之以桥塔自重来平衡另一侧的索力。

巨大倾斜的桥塔蕴含着一种潜藏的运
图3　阿拉米罗桥(1987～1992)及雕塑
动,桥塔暗示着“未完成”的状态:伸向空中飞翔的形态构成了一幅强劲有力的动力学图景[5]。

而这个概念可以追溯到1986年卡氏的雕塑作品“奔跑的躯干”,它是由一串斜向叠落的大理石方块与钢丝构成的平衡体[6]。

看似简单的精妙修改创造了一座新型的斜拉桥。

阿拉米罗桥将斜拉桥通过自身对称来追求稳定状态的基本原理推翻,在不平衡中求得力的平衡,在不稳定中求得功能的稳定。

在静态中蕴含动态形象,不是雕塑胜似雕塑,如同一架竖琴映入人们的脑海,孕育出了一个凝固的运动瞬间。

2.4　运动与平衡
如果说阿拉米罗桥的结构形态只是对动态的暗示,那么位于法国波尔多加伦河上的美多克平旋开启桥(Médoc Swing Bridge)的设计则通过桥梁本身实质的运动来满足功能需要(见图4)。

美多克桥桥长240m,为单塔双跨式斜拉桥,跨中设混凝土桥墩。

独柱式钢塔高100m,位于桥面中央,斜拉索呈空间布置,锚固于行车道两侧。

主梁的布索区可转动90°,以便通航。

当桥梁旋转时,两侧对称的悬臂主梁悬出达88m。

人行道位于行车道上面3m处。

通透的设计可以使步行者和乘客互不影响地享受河岸风光[3]。

美多克桥的形体在艺术上的效果得益于其优美的解决方案,使人联想到一艘航船。

尽管由
图4　美多克桥,1991
于种种原因,桥梁没有建成,但卡氏的设计还是被作为邻近的拉鲁恩港口总体规划的一部分被保留。

2.5　协调与融合
当卡拉特拉瓦在结构上不断取得超越时,他对桥梁所处场所的理解和定义也开始变得越来越动人。

桥梁结构的独特性削弱了它在所处环境中的孤独感,卡氏设计的桥梁开始以其特点来追求与周围环境的协调。

这种结构中最具代表性的是拉德维萨步行桥(La Devesa Foot bridge),这座步行桥座落在巴塞罗那以北比利牛斯山脉中的小城里波尔,它连接着拉德维萨区与火车站,河的两岸有5m的高差。

该桥的主结构是跨度44m、高6.5m的倾斜钢拱。

桥面从原有的挡土墙延伸到新的混凝土桥墩,全长65m。

斜拱通过钢吊杆支持木制桥面,吊杆与水平面成65°[3](见图5)。

横梁由水平桁架构成,X 状的斜撑有助于提高结构横向刚度,防止侧向变形。

由于木制的人行道不在拱的正下方,它有连同吊杆一起向下扭转以达平衡的趋势,扭转与斜拱产生的扭矩平衡。

主拱从桥面的每个吊杆处聚集扭力,传至V形桥墩和挡土墙。

粗壮的吊杆可以防止钢拱出现扭曲。

拉德维萨步行桥在整体上体现出非凡的、动人心魄的独特性与结构美感,所展现的形体美与比利牛斯山脉永恒、起伏的环境特征相协调。

作品不仅融入了当地环境,而且成为了加强环境的重要因素。

2.6　韵律与节奏
西班牙毕尔巴鄂小镇的坎波・沃兰汀步行桥
图5　拉德维萨步行桥,1989～1991
(Campo Volantin Foot bridge)成为了卡拉特拉瓦桥梁设计的经典之作(见图6)。

桥身全部为钢结构,跨径71m,置于桥身一侧的斜拱高4.6m,直径75 cm,桥面距水面8.5m,宽4.75m,引桥宽2m[3]。

步行桥的弯曲桥面悬挂在斜拱上。

桥面的弯曲顺应引入的水流,而水平的弓形桥面与倾斜的支撑拱相对设置以产生平衡。

这使拱与桥身两侧的拉索三维分布,既加强了拱身稳定又减弱了桥身扭曲,进而减轻拱的负荷,得以使构件更小、形象更轻巧;纵梁简化为一根弧形钢管,支撑着“脊椎”状的横梁。

3道弧线的处理奠定了桥身造型的动态基础,主梁的仿生演绎手法体现出结构的韵律美。

此外,方案将实体桥堤代之以两道与河岸平行的悬臂结构,桥身和主拱落于其上,使整体形象更加轻盈活泼,富于动感。

夜晚,桥面半透明玻璃板从下方被照亮,使缓缓流淌的河流产生生动的反射,创造出一种戏剧性的效果。

该桥巧妙的处理手法充分体现了卡拉特拉瓦对结构不同寻常的理解。

2.7　稳定与均衡
位于西班牙瓦伦西亚的阿拉美达桥(Alameda Bridge)亦呈现出未完成状态,并给人以不稳定感。

桥梁于1991～1995年间建成,桥面包括了130m长的公路桥面和悬挑出的人行道。

拱圈采用倾斜70°的斜拱,拱顶距桥面14m[3](见图7)。

在横剖面上,斜拱置于桥身一侧,悬吊人行道的同时通过自身的倾斜平衡桥身扭矩,阿拉美达桥成功地应用了悬挑结构的特性,拱内规律排列着的粗壮钢吊杆在倾斜中给人以稳定感。

这座桥梁和卡拉特拉瓦设计的所有桥梁一样是白色的,漫射的日光使得整齐排列的吊杆处于连续变化的阴影中,赋予其活力。

阿拉美达桥虽无雄伟壮观的气势,但结构清新、比例均衡,显示出一种坚韧不拔的气质。

至此,卡拉特拉瓦对以拱代梁处理方法的偏爱亦表露无疑。

2.8　多样与统一
达拉斯市为纪念一位著名的慈善家,决定耗资9300万美元在城市西端三一河(Trinity River)修
图6　坎波・沃兰汀步行桥,1990～1997
建一座大桥,卡拉特拉瓦被聘请来设计这座标志性的桥梁。

桥梁被命名为“玛格丽特・亨特・希尔桥”
(Margaret Hunt Hill Bridge ),已于2006年春季开工,预计在2008年开放。

大桥全长570m ,主跨365m ,桥塔高122m [7](见图8)。

卡拉特拉瓦在设计中再次放弃了单调的柱式或框架式桥塔,而是采用了拱形主塔;斜拉索也放弃了先前的竖琴形布置,史无前例地采用了“蜘蛛网”式三维空间布索。

拱式桥塔、蛛网型拉索,
别出心裁的构件在同一座桥梁中相
图7　阿拉美达桥,1991～1995
互联系、共同作用,空间形象新颖独特,虚实相映,力
线简洁流畅。

达拉斯市市长劳拉・米勒(Laura Miller )给予这座桥梁极高的评价,称其将会成为“达拉斯的艾菲尔铁塔”。

图8　玛格丽特・亨特・希尔桥,2005～2008
3　结　语
作为结构物和通过途径综合体的桥梁,本身就有着不同于其它结构物的自身内涵。

随着桥梁越来越成为城市要素的重要部分,桥梁设计的内在品质
越来越受到人们的追捧。

卡拉特拉瓦将浪漫情思建立在理性基础之上,把结构、雕塑、科学和艺术融为一体,其桥梁作品带给人们的不仅是张力与美感,更重要的是提出了新的设计思维与创造模式,那就是技术探索与文化理念表达的和谐与统一。

参　考　文　献:
[1]王富平.“技・艺”—卡拉特拉瓦与钢结构建筑的艺术表
现[J].中外建筑,2004,(06):7-9.
[2]史立刚,刘德明.理性・逻辑—卡拉塔瓦设计思想评析
与启示[J].哈尔滨工业大学学报,2003,(04):458-
461.
[3][荷]亚历山大・佐尼斯.圣地亚哥・卡拉特拉瓦:运动
的诗篇[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[4][英]马修・韦尔斯.世界著名桥梁设计[M].北京:中
国建筑工业出版社,2003.
[5]石　华,曹　洁.解读圣地亚哥・卡拉特拉瓦[J].建筑
师,2005,(02):55-62.
[6]方　楠.卡拉特拉瓦与理性的表现主义[J].世界建筑,
2001,(11):20-22.
[7]David Dillon.Calatrava’s Trinity River Bridge in Dallas
to Begin Construction This Spring.Architectural Record [Z].2006,03.
S antiago C alatrava′s Art of B ridges
ZH EN G Fei1,DU En2long2,ZHAO Y ing2ce3
(1.School of Highways,Chang′an University,Xi′an710064,China;2.School
of Architecture,Tianjin University,Tianjin300072,China;3.China
Highway Planning and Design Institute,Beijing100010,China)
Abstract:Santiago Calat rava is a great master of architect,st ruct ural engineer and sculptor. In t he field of bridge design,he has brought about organic combination of t he nat ural beauty wit h artistic beauty by means of techniques and t he bridges having been designed by him are well known in t he world for t heir elegant configuratio ns in form of p ure st ruct ures.In t his paper, some of t he recent classic and representative works of Santiago Calat rava are collected and his unique art of bridge design is mainly described.
K ey w ords:bridge aest hetics;Calat rava;bridge design
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2007年9月。