桥梁可以如此美丽
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桥梁可以如此美丽
20世纪初以来,各种桥梁的设计一直是被托付给路桥结构工程师来设计,普通建筑师退避三舍好像已成习惯,但自从有了卡拉特拉瓦,全世界的建筑师们才忽然发现了新的课题,90年代前后爆发了对桥梁进行建筑设计的热潮。卡拉特拉瓦是建筑师当中设计桥梁的领先者,尤其是在他的国家西班牙,他留下了很多形态各异的桥。
1984年,巴塞罗那成功申办奥运会之后,决定重修这座Bach de Roda大桥。卡拉特拉瓦独特的双拱拉索设计,让该桥从很远的地方就能被识别,并成为该城市的一个标志性建筑。
西班牙巴塞罗那 Bach de Roda大桥
之后,他一发不可收拾,接连设计出阿拉米罗大桥、卢斯坦尼亚大桥、拉德维萨人行桥等一系列桥梁,并赢得了桥梁大师的美誉。
1992年,塞维利亚市举办世界博览会,在市内及周边地区进行了大规模的基础设施建设。Meandro San Jeronimo河上的阿拉米罗大桥就是那次建设的一部分。
大桥全长200m,由13对钢索斜拉固定在142m高的谢桥塔上,桥塔与地平成58度角;桥塔的结构是填充了混凝土的钢筒。由于桥塔的重量足以平衡桥面,一般斜拉桥中常用的后牵索在这里就不需要了。桥塔的内部有一部通往塔顶的楼梯。桥塔建造时,先用重型起重机将钢筒分段吊装上去,焊牢后再填充钢筋混凝土。桥面以六边形钢制箱梁作为主脊,拉索就固定在主脊上。
从主脊上向两侧悬挑出的两个翼缘,成为步行道和自行车道的桥面。它的路面宽3.75m,比机动车道高出1.6m左右。箱形和翼缘与悬索连接之前,通过连续的脚手架支撑在干枯的河床上。
西班牙 塞维利亚 阿拉米罗桥
阿拉米罗大桥的设计创造了一种新型的斜拉桥。用倾斜桥塔的自重来代替后牵索,在桥塔与桥面之间建立起一种平衡的对话关系。这个概念可以追溯到1986年卡氏的一
个雕塑作品“奔跑的躯干”,它是由一串斜向叠落起来的大理石方块与钢悬索构成的平衡体。
受西班牙巴塞罗那皮利牛斯省Ripoll镇的委托,卡拉特拉瓦于1989年开始设计拉德维萨人行桥,1990年8月开工,1991年6月竣工。该桥跨度为44m,两岸高差为5米,将拉德维萨地区和镇火车站连接了起来。这个设计,卡拉特拉瓦沿用了巴黎Gentil 大桥工程的结构理念:使用设置在桥弓平面上的钢制拉力臂来平衡人行桥的荷载。
西班牙巴塞罗那拉德维萨人行桥
位于西班牙毕尔巴鄂的沃兰汀步行桥,很多游客宁愿选择从桥上经过到美术馆。单拱双侧斜拉索与玻璃桥面,让这座桥与附近的毕尔巴鄂美术馆交相辉映,形成了一道亮丽的风景。
西班牙毕尔巴鄂沃兰汀步行桥
奥伦塞千禧桥(Puente del Milenio en Ourense)如果单从结构上来看似乎没有什么值得夸奖的地方,但是如果将桥上叶片状环形观光步梯与桥梁有机结合起来,观察结构与结构的组合还是值得“到此一游”,充当桥梁建筑与结构的谈资。
奥伦赛千禧桥位于西班牙圣地亚哥附近奥伦塞,建于2001年,故此得名。它跨越米尼奥河(Rio Miño)。设计者为西班牙著名的创新建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦(Santiago Calatrava)。桥梁长275米,宽23米,四车道,两边设置了人行道,最外侧架立起环形步梯。
西班牙圣地亚哥奥伦塞千禧桥(Puente del Milenio en Ourense)
大桥主体结构为单索面斜塔斜拉桥,主梁为等截面预应力箱形曲梁,索塔与桥墩铰接-这样能很好地适应曲梁在温度变化情况下自由伸缩,而不至于产生塔与桥墩结合处过大剪力。这是奥伦赛千禧桥的第一个特点。
第二个特点就是设计者的大胆而浪漫的步梯设计。一座小跨度的斜拉桥在普通不过了,然而在叶片状环形步梯的环抱下变得锦上添花、画龙点睛了。环形步梯在提供观光浏览功能的同时也给喜好浪漫和富于幻想的西方人营造一个壮丽的城市景观,给人强烈的视觉冲击力。
第三个特点就是主梁跨中处的张弦梁(Beam String Structure)结构的加劲,这也是我们在桥梁加固上常用的技术手段之一。为了支撑环形步梯的荷载,设计者在预应力箱形梁跨中一定的范围内利用张弦梁加劲原理加强了梁体结构,这样做的好处就是能提高桥梁的跨越能力,为跨中的连续箱梁提供了众多的弹性支撑,同时便于梁体与步梯的连接,形成一体。也正是因为步梯的支撑需要,两个斜主塔做得矮肥粗大,用较大的刚度来承载步梯与行人的重量。
第四个特点也是最为美妙的地方,那就是斜拉索作为张弦梁的预应力体外索。仔细的观察你会发现桥梁中间的斜拉索延长到了箱梁下缘,作为预应力体外索形成了张弦梁的下弦拉杆了,在十三个撑杆的支撑下形成了美丽的鱼腹。这真是独具匠心的设计,美妙的构思!
纵观卡拉特拉瓦设计的桥梁,平坦的桥面下并无桥墩作为支撑,那么究竟是什么能够承载起沉重的桥面?这些桥为何都无一例外地有着拱和斜拉索的造型?我们来看看叶片的结构。叶片上的脉络均匀而有序地分布,让叶片拥有了一个宽大的自然结构,这种结构,让叶片稳固而不易受到自然界外力的影响。卡拉特拉瓦从植物的叶脉中找到了能够支撑桥梁的灵感。拱象征着叶子的边,而斜拉索则象征着叶片上的脉络。这种仿生学的设计,让卡拉特拉瓦屡试不爽。
圣地亚哥·卡拉特拉瓦(Santiago Calatrava)出生在西班牙巴伦西亚附近的Benimamet,在巴伦西亚修完建筑与城市设计专业以后,于1979年获得了瑞士苏黎世联邦工学院的结构工程博士学位,随后留校任教,并开始参加建筑设计竞赛。最初他所做的实际项目多是火车站、机场和桥梁这一类东西,好像和交通问题结下了不解之缘。他设计的桥梁以纯粹结构形成的优雅动态而举世闻名,展现出技术理性所能呈现的逻辑的美,而又仿佛超越了地心引力和结构法则的束缚。有的时候,他的设计难免会让人想起外星来客,极其突兀的技术美似乎全然出乎地球人的常规预料。
圣地亚哥·卡拉特拉瓦(Santiago Calatrava)作品集
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引人注目的埃拉斯穆斯(Erasmus)桥梁自1996年落成起就成为世人赞美的目标。
年轻的阿姆斯特丹建筑师Ben van Berkel突破了单纯功能建筑的想法,用这座桥梁创造出了建筑史上的艺术品。这座斜拉索桥连接着鹿特丹城市的北部和南部的Kop van Zuid,以美妙的姿态跨越了2,600英尺的距离。钢索悬挂在塔门上,弯曲着抵抗拉力,支持着桥身。这座建筑物拥有许多别名,其中一个就是“天鹅桥”,因为它横跨水面的姿态十分优雅,造型像是一只优雅的天鹅颈。天鹅桥不仅是世界上最长的斜拉索桥,也是荷兰最高的桥。其造价仅为1.65亿欧元。Erasmus桥超越了传统桥梁建筑的概念,雪白的桥身、简洁俐落的造型,使它马上获得鹿特丹人的喜爱,进而成为鹿特丹的市标。
天鹅桥乃是一个经过严密包套设计的建筑,将建筑架构、都市居民的生活方式、基础设施、以及公众功能都结合成一个超简单易理解的建筑物,广及桥周边的游船码头、停车场等,都是整体设计案的一部分。