论桥梁工程的优雅性--采访法国科学院院士Michel Virlogeux

深海鱼

Michel Virlogeux 简介: 法国科学院院士，曾担任国际预应力混凝土协会主席，名誉主席，法国交通科学研究院（setra)桥梁设计部主任。主持设计大桥20多座，其中获得国际桥梁结构协会杰出结构奖三次，分别为:法国诺曼底桥，法国米约桥，土耳其波斯普鲁士海峡三桥。虽然长期担任国际预应力预应力混凝土协会主席，但未给自己主持设计的桥梁评选过一次国际预应力混凝土结构协会杰出结构奖。

2012年在武汉举办的国际桥梁论坛期间，本文作者是邀请Michel Virlogeux的联系人。在论坛期间作者借机和Michel Virlogeux进行大约30分钟的交谈。

　　他曾经为作者写的《欧美桥梁设计思想》作序。作者从1997年开始就仔细阅读他写的每一篇文章并有多年邮件联系。

　　该次交谈他只给出了一个简单的信息：“桥梁设计是工程师的领域，不能交给建筑师。” “桥梁建筑，桥梁景观，桥梁的优雅性是工程师的问题，我们不能把我们大部分的工作留给建筑师”他说。“我经常和一个建筑师一起工作，但是建筑师不是选择建构，设计桥梁是驾驭力，这不是建筑师的工作。”

这并不意味着让建筑师完全离开桥梁设计工作，然而，Virlogeux本人经常与建筑师合作，说他们可以为项目带来很多。

著名的波斯布鲁士海峡三桥（主跨1408m的公铁合建桥，2018年度国际桥梁与结构协会杰出结构奖）

　　“我已经设计了30多年的桥梁，我可以很好地预见选择哪种类型的结构能最适合现场。我对比例非常了解，在哪里设置桥墩等等， 我不需要这方面的帮助。但当我们对自己能做的事情有了一个很好的想法后，我认为我无法细化形状，而且对此建筑师比我好得多。”

　　“如果我拿Millau 桥来说，foster在看完我们第一次准备的模型后，他想把桥梁缩小到最简约的直线，这也是我从一开始的想法。 但他推动了取掉我们开始时的小桥墩和边跨。这使得技术问题变得更加困难，但是桥梁被简化为直线和七个相同的塔。我也想要相同的塔，但我可能已经取掉了最后的小桥墩。 真的，他大大地改进了桥梁的设计。“

法国millau桥，2006年度国际桥梁与结构工程协会杰出结构奖

　　根据Virlogeux的观点，西班牙著名的阿拉米洛大桥（Alamillo Bridge）有不必要的复杂结构的特点，使建造成本非常高。麻烦的起点是建筑师试图做工程师的工作。

“组织力的传递，这不是一个建筑师的问题，这是一个工程师的问题。而且工程师掌握建造技术、力的传递和如何连接构件，而不是建筑师。因此把桥梁设计交给建筑师是完全疯狂的。”

西班牙塞维利亚的阿拉米洛大桥由屡获殊荣的建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦设计。这是一个非常昂贵的结构，因为它完全没有任何结构逻辑。只有一个单一的跨度，只有一个向后倾斜但根本没有背索支撑的斜拉桥形式，所以这意味着桥塔必须采取承担所有的荷载效应，其重量只能平衡很小的一部分荷载。当然就要有一个平衡荷载的巨大基础。

在实践中，首先要在支架上修建主梁，另外修建倾斜的桥塔而没有利用传统斜拉桥利用桥塔悬臂架设主梁的有点，这导致了桥梁的造价非常高。如果采用有背索的斜拉桥，桥塔可以设计的纤细些，而且可以采用悬臂施工的方法大大降低桥梁的费用。这座无背索的斜拉桥原计划修建两座，但后来因为造价太高而不得不取消了另一座的修建。

　　另外一座是Juan Jose Arenas设计的Barqueta桥。相反这座桥是外形和力线传递完全符合的桥梁。中间的拱肋在拱角附近分为两肢，另外在拱角处采用一个斜撑杆和水平撑杆把把拱肋中的水平推力传递到主梁中，形成系杆拱，对于桥墩来说就主要承受竖向力了，因此桥墩可以设计的纤细美观。整个桥梁显得纯粹，简约而清晰。

　　令我们非常高兴是是西班牙的电视台在1991年的圣诞节节目中采用Barqueta桥作为西班牙的形象，证明了其对结构价值观清楚而综合的理解。

　　这就是我们的主要结论：我们必须优先选择一个外形源于力线的清楚的，而且高效的结构。我们必须避免不必要的挑衅，其外形只是为了展示的华而不实的结构，其独创性不能采用高效和经济证明的。离开了结构高效和美观的独创性就偏离了创作的核心。

因此为什么要把桥梁的设计给建筑师而不是工程师呢？这源于工程师没有正确完成工作的事实。 太多人设计了不美观的结构。 还因为他们过于关注规范，我们需要规范，但我们不能成为规范的奴隶。

由Michel 作为主要作者的专著

Virlogeux说：“当然如果工程师生产这样的桥梁，公众将会呼唤建筑师。建筑师将建造一些绝对疯狂的东西，这是把事情做错的一种完全不同的做事方法。”在桥梁当局决定建造“标志性”桥梁，使问题更加复杂。

当你必须在某个地方建造一座桥梁时，你必须建造一座满足当地功能需求和桥位景观需要的桥梁。如果你成功了，那将是一座好的桥梁。它也许是标志性桥梁，也许不是。 但实际上，这种要把桥梁做成“标志性”或“地标性”的倾向真的是满足炫耀的欲望，这绝对是愚蠢的。”

　　工程师的另外一个大问题是要在一开始说服政治家和公众接受简约桥梁的优点是非常困难的。工程师有必要采取中间道路。我们可以用合理的成本设计出优雅的桥梁。在最便宜的解决方案和Millau桥现在的方案之间，成本可能增加10-15％，而不是3倍。当你做出疯狂的设计时它可能是成本的3倍，4倍或5倍。功能优雅的成本可能低至成本的1%，这是我们可以非常轻松地做到的。

法国诺曼底大桥（主跨856m混合梁斜拉桥，1997年国际桥梁与结构学会杰出结构奖）

　　作者补充部分： 在西班牙塞利维亚的世界博览会期间，有三座非常著名的桥梁靠的很近。除了著名的阿拉米洛大桥和Barqueta桥之外，还有一座世界著名工程师Reiner Saul 设计的梁桥，此桥优雅，纤细。此桥是通过国际竞赛选择的梁桥方案，称得上结构工程艺术的作品。

一起看看这三座桥

作者简介:

深海鱼，工学博士，桥梁工程师，英国皇家特许工程师（CEng 584540）。

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