亚东桥话49：给桥上点颜色，你选择哪种？（下）

色彩是审美对象的视觉属性之一，是建筑和桥梁美的一种表现手段。

桥梁的色彩，主要是通过涂层/油漆实现的。有色彩的涂层不仅可以提高桥梁的耐久性，还可美化结构与环境。

本文是《亚东桥话48：给桥上点颜色，你选择哪种？（上）》的续篇，拟结合桥梁实例，讨论一下桥梁本色、常用颜色、用色原则和褪色问题等。

     

     

     

桥梁本色

不用涂料，桥梁也有颜色。这种颜色，是材料本身（或受环境影响）的颜色，姑且称其为桥梁本色。

钢 桥

桥梁用钢主   要是碳素结构钢和低合金结构钢，本色大多为灰色（色卡中也有“金属灰”）。   若没有油漆防护，结构钢就会生锈。铁锈为铁氧化物的统称，通常为斑驳的橙棕色（图1a）。为防止材料生锈，采用常规结构钢的钢桥需要油漆防护。

图1 钢材本色 

桥梁结构钢中的两个特例，是耐候钢和不锈钢。

耐候钢是具有出色耐腐蚀性的高强度、低合金可焊结构钢。一旦暴露在干湿交替的条件下，耐候钢就会像非耐候钢一样开始生锈，并逐步在表面形成一层稳定致密锈层，它不仅可防止钢材进一步锈蚀（故大多数情况下不需要油漆防护），还可提供了一个偏暖的、棕色的独特颜色表面（图1b）。

耐候钢桥表面的颜色和质地会随着时间、环境和暴露条件而变。最初的颜色呈较淡的橙棕色，随后颜色会逐步变深，在2～6年时间内，颜色会逐步从浅棕色变成深棕色或深褐色。耐候钢桥的环境适应性较强，但某些环境（如高浓度氯离子环境）会导致耐久性问题。另外，表面颜色的均匀性和颗粒纹理也会受到结构的朝向和周边遮蔽物的影响。

耐候钢桥的全寿命周期成本有竞争优势，在工程实践中得到较多应用。美国1977年建成的新河谷大桥（图2），桥长923.6m，拱跨518.2m，耐候钢用量2.1万吨；深褐色的表面颜色赋予了结构自然、粗犷的外观，与树木繁茂的桥位环境融为一体，成为耐候钢桥的一个经典实例。

图2 美国新河谷大桥 

不锈钢是一种耐腐蚀、不生锈，含铬量高（约11%～30%）的合金钢。不锈钢的耐腐蚀性来自铬元素形成的一层钝化膜。主要根据晶体结构，不锈钢分为不同系列，如奥氏体、铁素体、马氏体等。应用于桥梁结构的不锈钢，多为双相不锈钢（晶体结构由比例大致相等的奥氏体和铁素体两相组成）。

不锈钢的本色，是银色（图1c）。当然，也可以通过油漆、电化学染色、物理气相沉积(PVD)等方式在不锈钢上形成其他颜色（如金色、青铜色等），后两种方式难以像油漆那样精确地控制色相。

已有的一些规模不大的人行及自行车桥，是采用本色不锈钢制造的，如2003年西班牙建成的佩德罗   ? 阿鲁佩桥（主跨80m的梁桥，图3），2006年英国威尔士建成的凯尔特门户桥（主跨70m的蝴蝶拱桥），2010年新加坡建成的螺旋桥（主跨65m）等。出于美观考虑而给不锈钢上色的做法，在桥梁工程中极为罕见。

图3 西班牙佩德罗 ? 阿鲁佩桥 

混凝土

由水泥、砾石、沙子和水等组成的传统混凝土，其本色为灰色。由于材料和外加剂的差异，颜色深浅也会有所变化。灰色的环境适应性较强，故大部分混凝土桥以及一些钢桥的桥墩/桥塔多采用本色混凝土。

实际工程中，本色混凝土表面难免出现变色、污斑等而引起色差，影响审美观感。出现色差的原因很多，包括水泥品种、骨料颜色、水和水灰比、模板和脱模剂、养护温湿度、外加剂等。

通过严格控制原材料来源、优化配合比设计、改善模板制作及安装工艺、正确选用脱模剂、提高混凝土拌合及振捣质量、加强混凝土养护及防护等手段，可制作出具有装饰效果的清水混凝土。清水混凝土直接采用现浇混凝土的自然表面作为饰面，可做到外观整洁，色泽均匀，棱角分明，无碰损和污染。

清水混凝土已越来越多地应用到混凝土景观桥梁中。例如，奥地利2010年建成的阿尔芬斯桥，是一座跨度33m的人行及自行车桥，采用了清水混凝土桁廊结构（图4），展现出了混凝土结构自然、平和、清淡的素颜。

图4 奥地利阿尔芬斯桥

     

     

     

常用颜色

各种颜色都可用于美化桥梁。

钢桥

采用传统结构钢建造的钢桥（含钢管混凝土结构中的钢管）位于自然环境中，长期承受日晒雨淋、大气污染等，需在结构表面涂覆油漆，以保护钢材不被氧化、腐蚀和老化。

钢桥的油漆颜色，可采用黑白、灰、红、橙、绿、蓝、黄、棕、紫等色系（图5）。这些色系（如灰、红、橙、蓝、白、绿、黄）中的一些颜色用得较多，另一些色系（如棕、紫、黑）中的颜色则用得较少。早期的钢桥，以钢灰、灰黑、蓝灰等为主。近几十年来，随着经济的发展，桥梁色彩变得更为丰富多样。

图5 可用于钢桥油漆的部分颜色 

从1990年建成通车的旺苍东河大桥开始，我国钢管混凝土拱桥主拱的油漆颜色，大多采用红色系或橙色系。这样的实例数不胜数，如巫峡长江大桥（2007年），支井河大桥（2009年），四川合江一桥（2013年），广西平南三桥（2020年，图6）等。

图6 广西平南三桥 

采用蓝色系的钢桥，在铁路桥梁领域应用较多，如甬台温铁路雁荡山特大桥（2009年），京沪高速南京大胜关长江大桥（2011年，图7），成贵高铁宜宾金沙江公铁两用桥（2019年），沪苏通长江公铁大桥（2020年），丽香铁路虎跳峡金沙江大桥（2022年）等。

图7 南京大胜关长江大桥 

白色的色感明亮、质朴、纯洁，适于蓝天绿水环境。我国的珠海横琴二桥主桥（2015年）、北京石景山新首钢大桥（2019年）、重庆白居寺长江大桥（2022年，图8）、荷兰鹿特丹附近的迪普河高铁梁桥（2005年）、俄罗斯的克里米亚大桥主桥（2018年）等，均采用白色系。

图8 重庆白居寺长江大桥

绿色与自然环境的协调性较强。世界上有一些采用浅灰绿色装饰的钢桥，如美国俄勒冈州的圣约翰大桥（1931年）、亚奎纳湾桥（1936年）和阿斯托利亚-梅格勒大桥（1966年），德国科隆的塞维林桥（1959年）和科布伦茨的南桥（1975年）等。美国华盛顿州的塔科马海峡双桥（图9），是在塔科马大桥倒塌事故后兴建的（分别建成于1950年和2007年），均涂装了官方称之为“海峡绿”的颜色。

图9 塔科马海峡大桥 

在我国，黄色系在大跨钢桥上有所应用。2009年建成的西堠门大桥采用“佛光黄”来表达舟山群岛“海天佛国”这一地域特色，主色调显得尊严、吉祥。武汉杨泗港长江大桥选用的是“金秋黄”颜色（2019年，图10），展现出成熟和自然意境，在桥都环境中别具一格。

图10 武汉杨泗港大桥 

混凝土桥

混凝土是一种多孔材料，可以从周围环境中吸收水汽和一些有害化学物质，从而可能导致混凝土结构性能退化。根据使用环境、性能要求和美观考虑，可以为混凝土涂上带色的涂料或油漆。

与钢桥一样，几乎任何色系都可用于混凝土桥涂装（也包括钢桥中的混凝土结构）。例如，1991年建成的葡萄牙波尔图的圣乔安双线铁路桥（主跨250m，混凝土连续刚构，图11），全桥涂装了素雅的冰白色。四川泸定兴康特大桥（2018年）的混凝土桥塔采用红白两色，形成蓝天白云青山绿水红桥的壮美景观（图12）。

图11 波尔图圣乔安铁路桥 

图12 四川泸定大渡河兴康特大桥 

混凝土桥梁的着色，常用方法是表面涂装，另一种方法则是彩色混凝土。彩色混凝土是向混凝土中添加颜料而形成的整体着色的装饰性混凝土，它呈现出的颜色比表面油漆更稳定更耐久，但只适用于厚度尺寸（从几厘米到几十厘米）较小的混凝土部位，如非机动车道的桥面铺装等。

     

     

     

用色原则

对需要通过色彩来强化桥梁美学或景观效果的桥梁，色彩运用的基本原则大体上有以下几条。

一是尽可能搭建色彩与桥位处自然与人文环境的关系，通过桥梁主色及配色来表达地域历史与文化特征 。例如，贵州平塘大桥（2019年，图13）的色彩灵感，来源于当地布依族人传统服饰中常用的蓝白颜色。蓝白两色在桥塔上的协调搭配，更凸显了桥塔的灵秀挺拔。瑞典斯德哥尔摩的阿尔斯塔大桥是一座造型优雅的混凝土连续梁双线铁路桥（2005年，图14），大桥富有节奏感的曲面轮廓与宁静的海湾环境互为呼应，混凝土表面则涂上充满活力的“法鲁红”（当地用于木建筑防腐的一种传统油漆）。

图13 贵州平塘特大桥 

图14 斯德哥尔摩阿尔斯塔大桥 

二是对景观桥，可从桥梁结构建筑的造型或寓意来选择合适的颜色 。例如，湖南长沙梅溪湖上的步行桥（2016年），创意来源于中国结和莫比乌斯环，颜色则采用红色系中的棕红色。张家口的冬奥会“冰雪五环桥”（2019年）由两座并行的斜拉桥组成，共设有5座寓意中国传统文化、奥运文化和冰雪运动的椭圆型桥塔，分别采用蓝、红、黄、绿、白5种颜色加以装饰。澳大利亚珀斯的马塔加鲁普桥是一座人行拱桥（2018年，图15），横跨天鹅河。拱桥造型寓意一对黑天鹅和白天鹅，颜色也大胆采用黑白搭配。

图15 珀斯马塔加鲁普桥 

三是可通过主色调及色彩搭配，强化或弱化桥梁结构部位的显示度，借此可强调桥梁建筑的主要特点，或减少色彩对周围环境的冲击 。

以斜拉桥为例，单一颜色可运用于结构的整体或不同部位。德国杜塞尔多夫的格尼桥（图16a），全桥（塔、索、梁）均采用深灰色，桥面上下游侧面则配置较显眼的白色线条，以表达连续跨越。当需要凸显塔/索/梁的存在时，可只对相应结构部分配置较显眼的颜色，其余的则采用传统颜色或材料本色。例如，日本明港西大桥的梁部为灰色，斜拉索为黑色，桥塔则采用醒目的深红色（图16b）；德国韦泽尔下莱茵桥的桥塔采用混凝土本色，梁部为深灰色，斜拉索“索组”则选择红色（图16c）；沪苏通长江公铁大桥的桥塔采用混凝土本色，斜拉索为白色，桁梁则选择与环境协调的蓝色（图16d）。

图16 斜拉桥的色彩运用示例 

四是色相不宜多，通常2～3种 。色彩杂乱失谐或颜色单调呆板，均容易让人产生厌烦或无视之感。当颜色不止一种时，需要考虑色彩搭配。主要的搭配方式有两种：（1）结构部位（如主拱，桥塔、桁梁等）的颜色一致，色彩搭配的对象为全桥；（2）结构部位的颜色不一致，色彩搭配的对象为结构部位。

采用第一种方式的实例较多。例如，2014年建成的重庆东水门长江大桥的桥塔采用柔和雅致的灰色，拉索和钢梁则采用靓丽夺目的国际橙（图17）；2020年建成的武汉青山长江大桥的桥塔采用朴素的荼白，拉索和钢梁则采用清爽的黛蓝。采用第二种方式的实例相对较少。例如，前述的贵州平塘大桥，其桥塔采用蓝白相间的配色（图13）；2005年在斯洛伐克首都建成的阿波罗桥是一座公路拱桥，该桥以白色为主色调，另在拱轴线、梁高中部和栏杆等处搭配上深蓝色的线条或色块，给人带来宁静平和的视觉感受（图18）。

图17 重庆东水门长江大桥 

图18 斯洛伐克阿波罗桥 

不管是单色还是多色，都宜避免主色过于浓烈，以免眩目或艳俗。采用多个色相时，通常大面积主色宜减小饱和度，而小面积辅色则可增加饱和度。另外，也需注意对比色或类似色的运用。

     

     

     

褪色问题

时间长了，桥梁的色彩就会褪色。油漆的褪色被定义为“漆膜中一种或多种彩色颜料的颜色损失”，它是由于光照（紫外线）、环境、材质等多种因素引起的。

紫外线是引起褪色的主要原因。紫外线会引起颜料发生一系列化学反应，这一反应过程（称为光降解）会导致颜料化学键的破坏，从而使得颜色变淡。此外，环境因素也会影响褪色的速度和程度，桥梁所在地的温度、湿度、空气中的盐分和其他污染物质等都可能对褪色产生影响。还有，颜料的材质也会影响褪色，如有机涂料可能比（更耐紫外线的）无机颜料更容易褪色。

为了保持桥梁的颜色美观，在选择涂料种类时，除了考虑涂料的耐久性和使用环境因素，最好也考虑涂料颜色的耐光色牢度（指颜料暴露于光线时的抗褪色性），以减缓褪色速度。对使用多年的桥梁，则需要定期维护和重新油漆。例如，始建于1869年的伦敦黑衣修士桥是一座5跨熟铁拱桥，漆有红色（拱肋）、白色（拱腹）和金色（墩柱）。每次完成油漆后的色彩光鲜亮丽（图19a），经过20年的日晒雨淋后，再次油漆前的颜色已发生明显变化（图19b）。

图19 伦敦黑衣修士桥 

对桥梁的褪色问题，还有许多未知。比如，褪色程度与使用时长的关系？一种颜色会褪色成哪种颜色？哪种颜色更容易褪色？对第一个问题，可用褪色曲线（指在特定条件下，某种颜色随时间逐渐改变的速度和方式）表示。遗憾的是，笔者目前还没有找到与桥梁油漆相关的褪色曲线信息。

对第二个问题，似乎也没有答案，只有个别案例。美国俄亥俄州辛辛那提市的“紫人桥”是建于1904年的一座铁路桥，2001年被改造为人行桥并油漆成少见的紫色。到2022年开始重新涂装紫色油漆时，原来的紫色已褪成浅灰蓝色（图20）。

图20 美国“紫人桥” 

对第三个问题，也找不到明确一致的答案。一般的经验是：颜色越深，褪色越明显。这是因为较深的颜色会吸收更多的热量和紫外线辐射，从而导致油漆降解更快。较浅的颜色，往往吸收的热量和紫外线辐射较少，褪色缓慢一些。

     

     

     

结 语

给桥梁上色，可起到防锈防腐、美化环境、标识警示等作用，可提高桥梁的耐久性、美观性和安全性。是否需要对桥梁进行色彩装饰，取决于桥梁定位、使用环境、功能和审美需求等，不宜一刀切。尽管可能存在一些色彩运用的基本原则，但给桥梁选择哪种配色方案，没有一定之规，往往主观意志会起到引导作用。对完成色彩装饰的桥梁，迟早得面对难以避免的褪色问题。（全文完）

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