一代桥梁大师邓文中先生的桥梁美学

世界工程科技界的权威刊物——美国《工程》学术周刊,曾在2000年评选出世界近现代史上包括大发明家爱迪生在内的125位对人类发展最具贡献的杰出科学家,华裔科学家仅占3、5位,而桥梁设计大师邓文中就是其中的一位。邓文中也是125人中迄今仍健在的20多人中的一个。

邓文中先生是林同棪国际工程咨询(中国)有限公司董事长,美籍华人,世界著名桥梁大师,美国国家工程院院士,中国工程院外籍院士。2007年被重庆市人民政府授予"重庆市荣誉市民"。2008年9月,获得中国政府颁发外国专家最高荣誉——国家"友谊奖"。2010年度美国土木工程学会终身成就(OPAL)奖得主。他主持修建了世界5大洲100余座大型桥梁,业界赞誉"太阳永远照在他的桥上"。对于其著作,有融邓文中36年造桥心血和精华的《造桥36年》一书。

邓文中先生对桥梁设计及施工有卓越的成就:

他开创和发展了桥梁工程理论,研究发明"拉索挂篮法",提倡"板式"桥梁。

他引进和改良造桥机械、施工设计的特殊途径和先进方法。

——首先设计唯一全部用焊接法施工的大桥

——世界最复杂的以"顶推法"建设的桥

——开创以混凝土"平开法"建的开合桥

——首创用"加拱"的方法改造旧桥

他是世界斜拉桥和节段桥梁特殊结构的设计施工领导者,做出杰出成就。

但真正打动人心的,不是邓文中先生的刻板的桥梁工艺,而是其对于桥梁美学的创新与理念,邓文中院士指出,一座符合大众审美的桥梁是自然、简洁、原创、协调的。自然即是大众能够接受的审美要求;简洁就是没有负担,就像人人都不会喜欢累赘的事物;原创即是独一无二的,每座桥梁都有着自己的特点;协调是桥梁和周边环境的配合,一座桥梁也是城市的一部分,风格应当协调一致。

对于桥梁工作者,邓文中院士认为能把握结构安全的人只能称为结构工程师,而能把握结构安全和桥梁美观的人才能称得上桥梁工程师。

邓文中先生设计的建筑物高效、美观、引人注目,能够充分反映其所在国家、地区的环境、文化和历史,许多已成为当地的标志性建筑。在北美,在南美,在非洲,在亚洲,都有邓文中设计、建造的桥梁,也为他赢得了"邓氏大桥永无日落"的美誉。邓文中说,"安全,实用,经济,美观",是他36年造桥生涯中始终遵循的4个要素。邓文中称:不管有没有获过奖,我花心血搞的桥,都像我的孩子,各有各的特点,各有各的个性。

重庆菜园坝长江大桥是他在中国设计的第一座桥梁。整个桥梁设计耗时一年多,钢箱提篮拱的造型犹如少女轻盈的腰肢。邓文中介绍设计初衷时表示,"桥梁是城市的一部分,应该配合所处的城市特征,需'量体裁衣'。重庆的气质犹如一个美女,山水风貌像是苗条的曲线,所以山城的桥梁要尽量展现秀美。"

对于桥梁的结构与美观,邓文中先生有其独特的观点:

——我们决不有意创造世界纪录,但决不惧怕世界纪录。

——设计的四种境界"能、会、美、雅"。

在其的美学观念中,一座桥梁虽然连接了两个不同的地点,缩短了人们从A地到B地之间的时间,节约了人们的金钱,但更重要的是它将人与人紧密地联系起来。通常,桥梁往往象征着和谐、统一、友谊或是两者之间的交流、沟通。这种象征意义的价值,很难以具体的数字来量化,但在某种情况下,却是意义重大。有时候,这种象征意义甚至可能是建造一座桥梁的唯一理由。美学在建筑的内部与外观设计中常常占着重要的地位。然而,为了追求美,我们不一定必须付出昂贵的代价。有时,我们只需在细节问题上给予更多的重视,就能让结构物的外形大为改观。

从法国归来,我们时常会回忆起埃菲尔铁塔、博物馆的油画、卢浮宫、凯旋门、亚历山大三世桥和其它漂亮的建筑,它们中的大多数并没有功能上的价值,如著名的油画蒙娜丽莎。我们之所以能记住它们并深深地眷念它们,是因为它们那慑人心魄的美。我们不需要只是桥梁工程师才留意到塞纳河上桥梁的美丽。一个成功的桥梁设计必须自然、简洁、新颖,与周围环境协调,相得益彰。

桥梁往往是非常庞大、显眼的。它应该自然、朴实,与周边环境协调,虽然简洁但绝不单调。如果一座桥梁能向人们转递出它是怎样工作的信息,那么它看上去将更加自然。

唯一性是任何一件艺术品的灵魂之所在。与此类似,任何一座桥梁本身都应该是唯一的。每个结构都有其自身的功能需求和唯一的周边环境。每一座桥梁的设计都必须基于其周边环境,都应该是独创的,都应该有其自身的风格和特点。就像一幅油画,只有原创的才是最有价值的。

同时,值得注意的是,人们常常会从多个不同的角度来欣赏一座桥梁,因此,只具有某个角度的美感是远远不够的。

桥梁通常由主梁、墩、塔、索和两端的桥台等几部分构成,主梁多在水平方向,墩和塔则处于竖起方向。每个部分我们都必须从细节就仔细处理。对此,普遍的观点认为:

(1)拱背应向上弯曲,以避免压抑、下垂的外观效果,拱圈应是光滑的曲线。

(2)悬链线、圆弧线和抛物线拱桥各具特色。

(3)桥轴线多为直线,有时也可能会有意识地采用曲线,但必须仔细处理。当从不同的角度观察一座桥梁时,曲线会给人截然不同的感觉。

(4)对于箱梁,采用斜腹板会使箱体看起来更轻盈;但如果桥梁位于曲线上,采用斜腹板就可能使得桥梁看起来过于复杂、凌乱。

(5)对称结构看起来更结实、更传统,而非对称结构看起来更具魅力。

(6)人们观察桥梁是多角度的,可以站在桥上,也可以倚在桥下,抑或是在桥周围的任何位置,如果一座桥梁不具备多角度、多方位的美感,那么它的设计是不成功的。

(7)桥墩通常会受到水流的冲蚀,可以采用一定的构造措施来改变其单一的外形。

(8)箱梁的长翼缘板在一定程度上可以起到遮蔽箱体的作用,这使得箱梁看上去更纤细。

然而,这些都只是人们的普遍认识,绝不是规则。

许多工程师习惯于盲从书本。在遇到美学问题时,尽管不是每个人都赞同,大多数人都认为美学并不存在约定俗成的规矩。3000多年以前,希腊人曾倾力于美学研究。他们创造出了许多精雕细琢的建筑。帕特农神殿一直被认为是历史上最完美的杰作。深入的研究表明,这些建筑的每一个细节都经过仔细推敲,这才使人们能够大饱眼福。例如:所有的水平线都朝上弯曲以使其看上去是完全水平的;两根柱子之间采用不同的间距以使其看上去是等距的;柱子的直径并不统一,以使其看上去是完全等大的。这些都是细节,然而这同样是人们的普遍认识而不是规则。

许多学者试图建立起一套关于结构美学的规则,但从来没人成功。例如,"黄金分割",它假定如何精确确立长方形长边与短边的比例,使其看起来能达到最佳视觉效果。这一概念早在许多世纪前就有不同的美学家提出并研究,但直到今天,经过好几百年的研究和争论,仍没有人能确切地说长短边比例为1.6318的长方形在任何条件下看起来都比正方形更漂亮。

其实美学并不是在桥梁上增添些什么,它是整个桥梁设计中不可或缺的一个部分,结构形式和美学在桥梁的概念设计阶段就必须同时考虑。

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