功能照明和桥梁景观的一体化设计

王 卿 邓丹平

(天津市市政工程设计研究院，天津 300051)

1 桥梁照明特殊设计的必要性

桥梁是道路的延伸，又是大体量构筑物。桥梁既是道路的一部分，又是联结道路的特殊节点。

城市道路照明基本是使用立在路侧成排的路灯作为功能性照明。它的特点是效率高，光照分布均匀，同时具有很好的诱导性。但对于桥梁的功能照明，如果也采用成排的路灯毫无变化地按原有的节奏排列，道路延伸的感觉虽得以体现，但桥梁节点的感觉被弱化了。尤其是城市重点地区的桥梁，造型丰富特殊，其功能照明设计要力求在白天不影响其整体造型的完整性，在夜晚又可强化桥梁的特殊交通、地理位置、特殊结构特点……使人们无论在视觉感受和心理感受上，都会产生变化和跳跃。

早在1992年2月1日，国家对于功能照明就设定了专业的规范《城市道路照明设计标准》，用于按照城市道路等级控制路面亮度。规范中的常规做法是采用路灯照明或高杆灯照明［1］。

而国外的许多著名桥梁为了保证设计师的整体理念的统一，都不设置灯杆，而采用其他照明方式。例如:Volantin Footbridge采用地面照明方式;Hungerford Bridge利用塔身安装照明灯具;Bach de Roda Bridge采用隔离带与功能照明结合等做法，都把桥梁艺术与照明形式完美的结合在一起，给人们带来与众不同通行体验［2］(图1)。

在我国，随着桥梁造型的不断丰富，人们对景观需求的不断提高，常规的灯杆式照明形式已经远远不能满足桥梁景观的设计要求，桥梁设计与照明设计一体化势在必行，使桥梁无论在白天还是夜晚均给人们呈现出最完美的一面。

图1 国外桥梁夜景照明

2 设计要求和方法

桥梁的功能性照明，必须满足规范的要求。评价指标包括:照度、亮度、均匀度、眩光限制、环境比;对于道路交会区域，应满足交会区的特殊要求;对于人行桥梁，则应满足人行道路照明的垂直照度要求。 (详见《城市道路照明设计标准》［1］)

在满足这些功能照明规范的要求下，为了突出桥梁景观节点的地位，营造出该区域特殊光环境，即表现景观特点，照明的设计手法主要有:(1)适当提高路面的照度和亮度;(2)改变光源的色温;(3)适当提高周边环境亮度;(4)选择功能性和装饰性结合得好的灯具合理确定灯具安装位置和布置方式，打破常规路灯的秩序和节奏感。

以下是结合几个功能照明设计的实际工程案例进行详细介绍，希望对今后重点区域桥梁或特殊造型桥梁的照明设计有所启迪和帮助。

3 设计实例

3.1 窄光束投光灯的运用

案例:天津市河北大街斜拉桥功能照明设计

河北大街斜拉桥横跨子牙河，是目前天津市最高的跨河斜拉桥，也是唯一一座拱形塔斜拉桥 (图2)。桥梁强调拱形塔、倾斜拉索和横向桥面三种纯粹元素的有力结合，在整体造型和色彩的运用上都体现出简洁单纯的设计意图。如果按照常规设置路灯灯杆，会破坏桥梁整体简洁纯净的设计理念。因此在功能照明的处理上别出心裁的在桥塔顶部安装投光灯，用于道路照明，这种照明方式在国内的设计中也是罕见的，为今后的桥梁照明设计做出了有益的探索和尝试。

图2 河北大街斜拉桥日景

藏于塔中的投光灯采用圆形对称抛物面反光器，窄光束设计 (图3)。按照路面平均亮度1.5cd/m2黄色 (2300K)的标准下计算，全桥共需10组投光灯，每组投光灯的安装角度、灯具功率和配光曲线的要求等需要经过精确计算，具体见图4和表1。

图3 灯具安装位置示意图

图4

建成的河北大街斜拉桥挺拔秀丽，每当夜晚降临，水面上下灯影交融，功能照明与景观照明层次清晰丰富，整体夜景气质一如桥梁设计本身宁静、纯洁，让人流连忘返 (图5)。

表1 塔顶灯灯具参数表

图5 河北大街夜景效果

评价:功能照明灯具隐藏在有一定高度的桥梁结构或装饰构件里，由于灯具的安装位置受到限制，光线的组织有特殊要求，否则容易产生眩光。拱形塔的内侧会随之一起打亮，形成了较丰富的层次效果。

3.2 悬挂式功能照明

案例一:苏州工业园区金光桥照明

本项目位于苏州市相城中心区内，此区域建设的所有桥梁均参考了世界著名桥梁。其中金光桥按照悉尼的海湾大桥的造型建造而成。由于本桥跨河部分不到300米，远远小于原桥500多米的跨度。所有构件都是等比例缩小，但是路灯如按照规范要求设置灯杆高度、间距等参数，会使得整体恢弘优美的形体比例失调。为了桥梁造型达到最佳效果，设计在钢拱横撑上安装隧道灯，既满足了道路照明，又保证了整体造型的气势恢宏 (图6，图7)。

图6 苏州工业园区金光桥日景

图7 功能照明日景与夜景对比图

案例二:葡萄牙Vasco da Gama大桥照明

Vasco da Gama大桥位于葡萄牙里斯本附近，长17.2km，主跨为825米长的斜拉桥，跨特茹河，超过河面45米，是目前欧洲最长的桥梁。大桥在进行照明设计时为避免灯杆与拉索位置的互相干扰，把灯具直接安装于拉索上，路灯在提供基本功能照明外也可以顺便照亮索区，与照索灯互相掩映，形成层次分明、造型优美的视觉效果 (图8)。

图8 Vasco da Gama大桥夜景照明

评价:不设置常规路灯，而是因地制宜的把灯具安装于桥梁构件上的做法，极好的保证了桥梁日景造型的完整性，使功能照明与桥梁造型完美的结合一体。但这种做法值得注意的是与引桥照明的衔接，悬挂在桥梁上的灯具不能简单的跟随相邻路灯的光源和瓦数，设计要在保证道路照明均匀度的前提下，需根据灯具的安装高度、位置计算出所要的间距、功率等参数。

3.3 与栏杆结合的照明

这种照明形式为现如今发展的最为成熟的代替传统灯杆的产物。许多造型丰富的桥梁为了满足景观效果均采用此种照明形式，灯具厂家也相应研发生产出专门安装于防撞栏杆之上的产品，从而使功能照明与栏杆结合一起，形成连续的视觉效果 (图9)。

图9 栏杆结合的桥面照明示意图

这是一种可以将照明，防撞及夜景装饰三种功能结合在一起的照明形式，例如天津永乐桥、蚌埠桥等桥梁的照明均采用此种做法 (图10)。

图10 蚌埠桥桥梁桥面照明

评价:这种照明形式对桥梁整体造型影响小，容易赢得较好的景观效果。且连续的照明效果也形成了视觉诱导。但是灯具出光孔的位置较低，仅适用于路面较窄的桥梁照明。且灯具高度与驾驶视线相近，容易产生眩光。因此对灯具的反光器就有较高要求，且灯具需设防眩格栅，以确保行车的舒适与安全。

4 结语

优秀的桥梁功能照明不是单纯的让道路路面更明亮、不是简单的把最好灯具安装在一起，而是必须注意每一个设计载体，根据不同的设计风格、艺术造型，因地制宜，使功能照明与桥梁造型设计一体化考虑，从而提供最适合整体效果的照明形式。使白天的桥梁造型和谐完整;夜晚更是见光不见灯，在充分保证使用安全的前提下，烘托出桥梁或优美或雄浑的形体，使其在夜间散发出迷人的另一面。

［1］中华人民共和国建设部.中华人民共和国国家标准城市道路照明设计标准CJJ45—2006.

［2］［荷］亚历山大·佐尼斯编著，张育南，古红樱译.圣地亚哥·卡拉特拉瓦:运动的诗篇.中国建筑工业出版社，2005年10月.