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1、談建筑功能、結構、形式的完美融合【內容提要】：法國建筑師、工程師Marc Mimram在天津直沽橋的設計中，將其交通功能、橋梁結構與形式有機地結合起來，充分考慮自然景觀因素和城市的發展，處處體現出對環境的尊重和對人的關懷。【關鍵詞】：直沽橋功能結構形式Marc Mimram在位于天津市中心城區的海河段上，法國建筑師、工程師Marc Mimram和他事務所的同事以及中國的合作伙伴（天津城建設計研究院）在2003年設計了一座公路橋直沽橋，連接河東區大直沽西路和河西區奉化道。2007年，直沽橋已建成通車，它輕盈地越過海河，風姿綽約，靜靜地注視著城市生活的變遷，詮釋著現代設計理念。 主設計師Marc 2、Mimram先生是歐洲著名的建筑師和結構工程師。他畢業于法國國立路橋學院，獲數學碩士學位，他具有法國國家建筑師資格，同時還擁有伯克利加州大學土木工程碩士學位和哲學碩士學位。Marc Mimram先生曾執教于法國路橋學院、瑞士洛桑聯邦理工學院，以及美國普林斯頓大學，現在在Marne-La-Valle建筑學院任教授。多學科的教育背景，促使Marc Mimram在設計中融合各種理念，綜合地考慮各方面因素，創作出諸多建筑精品，獲得了建筑設計和工程設計方面的許多獎項。其主要設計作品有：巴黎塞納河Solferino人行天橋、法德邊境連接斯特拉斯堡和科爾的人行天橋、Belfort公路橋、Figeac人行天橋3、圖盧茲PSO人行天橋、巴黎A5高速公路Eprunes收費站和Courneuve市的A86高速公路上的Palmer燈塔等構筑物，以及Esnil Amelot游泳、滑冰、保齡娛樂綜合體，巴黎（19區）Pailleron游泳。滑冰綜合體、Les ULIS水上活動中心和Viry-Chatillon游泳館等建筑物。 他的設計風格是：將工程結構與建筑美學完美結合；將建筑工程融入自然環境；建筑物或構筑物外形簡潔、線條流暢、構件纖細、結構合理、用材經濟；去除多余的裝飾物，但所有的構件都簡潔美觀。在直沽橋的設計中，Marc Mimram強調橋梁與城市環境的協調，以優雅的造型表達內在的受力關系，在滿足交通功能需4、求的同時體現人文關懷，注重技術創新，充分展示技術理性所能呈現的邏輯美，堪稱工程杰作和藝術精品。 一、城市環境與橋梁 審視天津直沽橋所在地區的歷史文脈和自然條件，結合當今城市化的背景，設計師找到了以下兩個創作基點：其一是該項目將成為天津市城市高速發展的標志；其二是項目周邊沿岸區域的改造將作為此方案需要考慮的一個重要方面。 Mimram在設計之初提出：“希望通過直沽橋的設計，提供一個重新審視海河，并將其改變成優美的城市花園的機會。”他在主橋南側附加步行橋與花園連接，希望回饋給這座城市一個與橋梁融為一體的、優美的濱水空間富于活力的道路、橋梁形成的交通軸和充滿自然野趣的帶狀花園，將海河的自然美景傳遞到5、城市的商業、居住和文化空間當中。 正如他在巴黎Solferino人行橋中所表現出來的對于橋梁與河流關系的關注，1在直沽橋的設計中，Mimram也希望橋梁盡可能地接近河流，甚至成為海河不可分割的一部分。 二、機動車與行人 雖然直沽橋是中心城區快速路系統中的重點工程，但Mimram在設計中不單單考慮機動車的通行功能，而更多地出于對城市界面的考慮，賦予它人性化的尺度。該橋自東向西，由三組拱組成：第一組跨過城市主要道路。它使得這條道路與城市保持在同一平面上，從而避免引橋斜坡對地形連續性的破壞；第二組拱是橋梁跨越海河的主體部分，它是由多個交叉的輕型構件組成，非常輕盈，而且視線可以透過網狀結構體觀賞天空和6、河岸的景色；第三組拱是進入城市中心區的標志，也是這個序列的最后一個空間。 直沽橋設計中處處體現了對行人的關懷：在兩岸保持步行道路的連續性，避免機動車道對其產生哪怕只是視覺上的干擾；在主橋南側設置形式新穎獨特的、與機動車道隔離開來的步行橋，使行人得以舒適地欣賞到海河兩岸的景觀；行人能夠很方便地選擇不同路線從海河的一端達到另一端；在北側的非機動車道適當加寬，以便創造一個可供行人駐足、休息、觀賞海河景色的空間。三、結構與形式 “我覺得應該把建造的概念放在設計方案的核心地位，”Mimram認為，“它不是在方案設計后推導出來的，而是作為構思過程的一部分，先于設計方案存在的。” 2在他看來，一個設計方案的7、實施是設計靈感與結構及建造可能性之間反復角力的結果。 在Marc Mimram的作品里經常會運用剝離、分解、重構等手法，表達出結構受力狀況和功能的內在關系的復雜性。3他就是這樣把直沽橋分為三部分，使其外形完全順應彎矩圖的要求；將機動車道與人行道分離，使其形式更符合各自受力特點，同時也可以減小噪聲對行人的干擾；在同跨的三道拱之間設置花瓣形的風撐連接，既加強拱結構的側向穩定，又起到照明及裝飾作用。 直沽橋的結構形式具有多重目的，它在滿足交通功能的同時還提供了休閑、觀光的空間，同時，這個結構形式本身也獨具魅力，它可以映射出一年四季的光線變化，隨著太陽的移動，其結構形式將呈現不同的景觀；設計師在鋼拱架8、之間鑲嵌了75個花瓣，他們大小不一，其連接方式、曲度和方向均有所不同，應力的傳導方向與人行道的曲度契合，使得橋體、光線與河道融為一體；另外，設計師還希望直沽橋成為夜間的城市地標：通過人工照明的方式，使這些花瓣形的構件發亮，使整座橋變成一道發光的弧線跨越海河，形成一座美麗、明亮的巨型城市雕塑。 四、技術創新與實施可能性 直沽橋下部結構采用混凝土橋墩、橋臺、承臺及鉆孔灌注樁基礎；橋面系由橫縱梁和橋面鋼板組成，采用正交異性板體系，將車道荷載通過橫梁、縱梁及吊桿，最終傳遞給拱；在中墩設置斜撐桿及拉桿作為消減部分水平力的構造。 橋梁跨徑布置為56+138+56米，全長250米。主跨拱最高為32.5米，一9、跨跨越海河，河道內不設墩，兩側邊跨最高為20米，分別跨越海河東路及海河西路。橋梁上部結構主體為三跨連續中承式無推力拱，每跨拱由三道獨立的拱組成，每個獨立的拱又由三條箱形鋼拱組成，箱形鋼拱為三維曲線造型，而且箱頂板又呈弧形；箱形鋼梁之間由幾何形狀各異的金屬葉狀連接片連接，同時可以限制局部翹曲。 由纖細的鋼拱架組成的輕盈、穩定的結構形式通過以下兩種先進技術實現：基于三維結構計算程序強大的分析能力；基于計算機輔助程序支持的鋼鐵構件切割與焊接的精確定位系統。此拱架的剛性類似于普通的二維結構形式，但其外觀看上去卻更加通透。 在技術創新的同時，Mimram在設計中也同樣注重方案實施的可行性。“盡管設計奉化10、橋上花瓣的形狀靠的是計算機的精確計算，但是建造過程卻完全依賴于傳統的鑄模方式。隨著計算機輔助設計和計算機輔助施工的發展，設計者對工程開始出現一種想要完全掌控的心理。但是米姆拉姆很重視、尊重他的合作者（從大承包商到樸實的建筑工人）的經驗和才能，因此他的作品中就很少有那種目空一切的自負。”4他在中國的項目設計中，盡力擺正自己的位置，努力適應當地的生產力水平和建造條件，獨運匠心，在當地可實施的條件下（如加工工藝、施工組織、造價等因素），引入先進理念和新的技術手段。 “在經濟快速發展和科技日新月異的今天，新材料、新技術的出現不僅極大地豐富了人們的物質生活，更為人們追求心靈上的美感和享受提供了更廣闊的空11、間和前景。對于普通人的生活來說，物質帶來的已經不再是過去單一使用需要的滿足，更多地上升為一種對精神層面的追求和欣賞來催化生活，自我超越。作為人類活動的重要物質載體之一的建（構）筑物，更是責無旁貸地肩負著這種重要的使命。作為凝固史書的城市建筑，不僅僅記錄著那個時代的人們的生活方式，更展示著建設者的風貌、人們的生活品位和質量、城市未來的希望和機遇。因此，我們相信橋梁在城市生活中具有同樣的使命。” 5 在直沽橋的創作中，Mimram先生在結構工程師、建筑師和橋梁設計專家的角色之間不斷轉換，打破了建筑技術研究與藝術創作之間的壁壘，以他獨到的、融合的設計方法，為海河添加了一道絢麗的彩虹美麗而不張揚，獨特12、而不唐突，自信而內斂地徜徉在天津這座古老而又蘊含著無窮活力的城市的藍天白云之下。 注釋： 1F.Fromonot,Marc Mimram，Passerelle Solfrino,巴黎,巴塞爾,柏林,波士頓: Birkhuser, 2001：處理好構筑物與河流的關系，以及用適當的設計手法表現即是SOLFERINO橋的設計創意的源泉。正因如此，完成了的作品體現了一種橋與塞納河的接近感，甚至是一種親密感。 2M.Mimram, LArchitecture: un art de la transformation, 1998年左右建筑學教授考核時的陳詞。 34Atony,PICON,HYBRIFD,巴黎,2007。 5Marc Mimram,“150名中國建筑師在法國”總統獎學金項目交流論壇上的演講,同濟大學,2005.5。