摘要
本文介绍了桥梁美学设计的三个层次、桥梁美学设计的主要、次要因素，以及桥梁美学设计的比例、韵律、秩序原则。并以某人行桥为例，阐述了桥梁美学设计原则的具体应用方式。证明了桥梁美学设计原则的重要性，及各原则正确应用对桥梁景观的积极作用。
关键词：桥梁设计，美学
1.简介
美学是对与美感相关的思想和情感的研究，它与视觉外观和质量有关。与建筑一样，在桥梁设计中，通过融合科学、技术和美学可以实现较好的效果。桥梁设计师必须努力理解创造性的艺术过程以及科学和技术原理，并将最基本的概念合并为一个明确的主题以达到明确的目的。
在设计开发的早期，桥梁初步计划工程师将启动美学设计过程。在设计的这一点上，对初步概念进行了审查，并确定了审美关注度。审美注意的程度决定了审美设计过程中参与者的数量和类型，过程的深度，并在某种程度上决定了用于审美考虑的资源。美国明尼苏达交通局建立了三个层次的美学设计：层次A，层次B和层次C。
A等级审美过程旨在用于具有重大文化或美学意义的桥梁。
B级审美过程用于中级结构。
C级美学过程是出于低水平的美学考虑而实施的。
A级用于具有重大美学意义的项目。这类结构的特征是：高可见度的桥梁，引起公民极大兴趣的桥梁项目，位于环境敏感和历史悠久的位置的桥梁以及本身具有历史意义的桥梁。美学可能是确定A级项目的结构类型的重要因素。
2.桥梁美学设计因素
在大多数观众中激发审美的美学原理是比例，顺序，简单，平衡，色彩和质感。出色的设计要求设计师将这些美学原理与结构的物理和几何组成部分进行协调。这些原则的适当应用和整合，以及合理的结构和功能设计，可以导致桥梁形式展现出强烈的视觉特征和品质。没有单一的设计参数可以控制桥梁的总体物理特性，吸引人的桥梁是同时采用相互补充的设计参数的编排。设计师可以解释这些设计参数，以构成主要的美学设计因素。
主要美学设计因素包括上部结构类型和形状，桥台、墩柱位置和形状，桥梁与其周边环境之间的相互作用等，这些因素塑造了外观平衡的视觉基础。在考虑其他视觉处理之前，设计师应集中精力针对这些设计参数开发最佳设计解决方案。为了找到最佳的设计解决方案，设计人员在做出有关这些设计参数的决策时必须考虑美学目标。
次要美学设计因素包括栏杆细节、表面颜色和纹理、建筑装饰、灯光等，可以用来强调已经用基本美学设计因素处理过的积极品质，例如引起人们对结构元素作用的关注，或降低结构元素的作用。
3.美学设计原则
3.1比例
比例存在于几何形状，音乐频率或音调中。音乐，几何学和色彩中的谐波部分之间的相关性是从哲学的基础上古代发展而来的。比例的概念可以认为是数学关系，这种关系的图形示例是黄金矩形，它是对数螺旋线，由数学上一系列亲美的设计品质融合而成，这些设计的美感品质是无形的，可感知的部分，称为斐波那契数列。设计要素系列之间的关系所产生的这种品质基于a：b，b：（a + b）等的比例。
在设计中，最明显的比例关系基于元素的相对大小和形状。表面纹理和颜色的比例也可以成比例。比例可能成为计划订单的系统，有助于设计的统一性。结构的各个部分之间必须存在适当的比例：高度，宽度和深度之间；在固体和空隙之间；在表面和开口之间；在阳光和阴影区域之间。
3.2韵律
节奏是结构中，结构上或结构周围任何类似元素的规律重复出现。它要求元素除了经过调制的位置外，还应具有视觉特征的相似性。例如，在桥梁中，主要节奏是通过重复类似的墩形而产生的。轻微的节奏可能是由灯杆的间距，栏杆内的柱间距，甚至是墩台上的水平生锈造成的。调整这些元素的位置可以在整个场景中创建视觉流或移动。
3.3秩序
秩序是指大小，方向和颜色设计元素的安排，因此它们可以作为一个整体一起工作，每个元素都具有适当的位置和功能，不会造成视觉混乱。通过将结构的线条和边缘限制在几个方向上可以实现秩序。在有序规则下，组合物中相似元素的定期重复产生了令眼睛满意的自然流动，称为节奏。
4.美学设计原则的应用
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图1黄金分割三角形在桥面和桥墩设计中的应用
设计者在一座人行桥的设计中，将s形桥两侧空间反对称设置人性观景梯道，梯道采用了和桥面不一样的铺装颜色，为了合理确定步道的设置范围，设计者采用了黄金比例，一侧步道的长度约占桥梁总长度的0.618。而在桥梁墩柱的布置上同样也采用了黄金比例，桥梁的边跨跨径和主跨跨径比例也约为0.618：1。这样，在桥梁的梁和墩柱的设置上都形成了一种比例上的和谐。
在实际的设计工作中，韵律通常是秩序综合考虑的，二者又是在比例的基础上发挥作用，也是对比例形成的美感的一种强化，三者有机结合，相互影响。整体上的比例如果不是和谐的，那么韵律与秩序就无法形成一种美的效果。在上面的人行桥中，将韵律与秩序原则应用到了桥梁的栏杆设计中，桥梁栏杆构件多而密，是应用这一原则最为合适的地方，因为如果过于稀疏、就无法产生视觉上的韵律关系。桥梁的栏杆仅采用钢化玻璃材质的立柱，并未设置横杆来破坏这种韵律关系。而由于秩序关系所要求的整体行，栏杆所以立柱均竖直向上，而非垂直于桥面，桥梁观景梯道的较大纵坡变化就给栏杆根部的设计和安装带来了一定的难度。
在主要美学设计因素的考虑中，由于观景梯道布置在桥梁S形转弯处，由于行人对自然规律的认知，在这个位置处会有“离心力”的失控感觉，设计者在观景梯道的设计上采用了类似赛车道弯道处的“超高”处理，给人在转弯出一种被支撑的安全心理，形成了行人认知上的和谐。
人类对未知事情存在一种新鲜感，但同时也存在一种恐惧心理，本桥的主旨在于为行人营造一个亲切友好的氛围，故熟悉、温暖、安全。桥面采用了粗糙的暖色，观景梯道颜色选取了红橙黄绿蓝，彩虹的颜色，取自自然界中彩虹的颜色，给人一种熟悉的感觉，形成了心理上的一种愉悦。
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图2人行桥实景照片
5.总结
从一开始，就必须在桥梁中融入美学。它们必须是桥梁工程方案决策的积极组成部分，并且必须与桥梁及其方法的每个细节的应用分开。因此，美学必须成为每个桥梁工程师以及永久管理者的职责和责任。为了确保桥梁设计表现出强烈的视觉品质和美感，美学必须成为桥梁设计不可或缺的一部分。美学考虑的这种应用必须涵盖设计的所有方面，从桥梁类型选择到结构每个细节的仔细应用。
参考文献
【1】Minnesota Department of Transportation.Aesthetic Guidelines for BridgeDesign[M].USA: Office of Bridges and Structures,1995
【2】陈艾荣，盛勇，钱锋.桥梁造型[M].北京:人民交通出版社，2005