桥梁的活“色”生香

世间万物，五光十色，五彩缤纷。

人类对色彩的认知，与人类自身的发展一样漫长。人类有意识地运用色彩，可能始于旧石器时代晚期的岩画或洞穴壁画。不过，直到19世纪人类才开始科学意义上的色彩学研究。今天，色彩早已与人类社会融于一体，成为丰富社会百态和表达人类情感的重要手段之一。

色彩是审美对象的视觉属性之一，也是桥梁美的一种表现手段。桥梁的色彩，主要是通过油漆/涂层实现的，这不仅可以提高桥梁的耐久性，还可美化结构与环境。

本文拟对桥梁工程领域色彩运用的发展进行初步梳理，并结合桥梁实例，讨论一下桥梁本色、常用颜色、用色原则和褪色问题。

给桥梁涂上具备防护及装饰性功能的色彩，始于何时？

对古代木桥而言，这应该与天然漆以及传统油漆的普及相关。我国使用漆器漆艺的历史悠久，考古发现了距今7000～8000年的漆具，春秋战国时就出现了采用熟桐油制成的“油漆”。但何时将油漆用于木桥，还未见定论。

苏州吴江的垂虹桥（俗称长桥，桥中设垂虹亭），始建于北宋庆历八年（公元1048），初为一座木梁桥（后来在元代改为石拱桥）。宋人王琪的诗作《垂虹亭》中曰：“红桥跨浪二千尺，桥上危亭在水心”。在宋代《长桥卧波图》团扇绘画中，显见木构朱漆的景象。今天，在我国浙南闽北山区的木廊桥（大多始建于明清两代），也习惯在廊板上涂刷栗色或深红色的油漆（图1）。

图1 泰顺泗溪“姐妹桥”——北涧桥

石材不需要涂刷维护，古代石桥的色彩大概只能利用材料的固有颜色了。意大利维罗纳的老城堡桥建成于1356年，桥的拱上部分采用红砖砌筑，拱圈和桥墩的一部分则采用白色大理石，两者色彩对比强烈。始建于1750年的颐和园西堤上的玉带桥和东堤南端的绣漪桥（两桥外观十分相近，容易混淆），桥身选用青白石，桥栏则选用汉白玉。桥身颜色青中泛白，显厚重沉稳之感；桥栏颜色洁白晶莹，呈轻盈飘逸之态。

采用金属材料造桥，需要油漆或涂料防腐。早期采用以天然物质（如生漆、桐油、亚麻籽油等）为原料的油漆，后来逐步发展为以合成化工产品为原料的涂料产品。化工涂料一般由成膜物质、填料（颜填料）、溶剂、助剂等几部分组成，其中颜填料是涂料领域使用量最大的粉体材料，它可使涂料具有着色、遮盖、防腐、耐候、装饰等功能。颜填料中的一大类就是着色颜料，包括红丹、氧化铁红/黄/黑、钛白粉、氧化锌（白色）、锌钡黄、铅铬绿、钴蓝等。

现代桥梁的装饰性色彩，是伴随着金属桥梁的防腐而出现的。

对1779年英国建成的世界上第一座铁拱桥的最新研究表明，铁桥最初被漆成红棕色（图2a），而不是后来常见的灰蓝色。2009年英国对伦敦塔桥进行重新粉刷时，发现最初建造时钢结构涂装的是一种迷人的绿-蓝混合色（图2b），而不是后来一直采用的深绿色和灰色。从2002年到2011年，英国对福斯铁路桥进行了全面整修和重新粉刷。最后的一层面漆被称为“福斯桥红”（图2c），这是一种类似于“锈红色”或“砖红色”的颜色，是专门模仿1890年大桥首次开放时的红色氧化物颜色而调配的。1896年匈牙利建成的布达佩斯自由桥，桥的油漆色彩一直采用绿色（图2d），以便取得与周围自然景观和城市色彩的和谐。

图2 早期钢桥的颜色示例

进入20世纪，重大桥梁的颜色选择日益受到重视。例如，旧金山金门大桥的颜色选择，总工程师约瑟夫·施特劳斯建议采用一种深紫灰色的方案，海军部门为了最大限度地提高辨识度，提出了黄黑条纹的方案（图3左），而该项目的咨询建筑师欧文·莫罗建议采用“国际橙”（图3右）并被采纳。欧文·莫罗强调了结构颜色与周围自然景观协调的重要性，且橙色也可保持足够的颜色辨识度。如果当年不幸采用了美国海军的方案，那今天的金门大桥就会让人禁不住联想到大黄蜂或者金环蛇了。

图3 金门大桥的颜色方案对比

历史与文化因素，也会对桥梁颜色的选择产生影响。在美国匹茨堡的主城区附近的河流上，不少桥梁被漆成黄色（图4）。1927年，这座城市为新建的“三姐妹桥”的颜色选择举办了一场比赛，最后确定将桥梁漆成“阿兹特克金”（一种黄金色调，但时间久了，油漆褪色，看上去就与黄色差不多）。选择这种颜色的原因，有的说是取自匹兹堡官方印章上的颜色，有的说是因为桥梁一侧的主城区叫作金三角，还有的说是可以象征该城当时引以为自豪的钢铁工业（让人联想到钢水的颜色）。

图4 匹茨堡主城区的“黄桥”

借助桥梁涂装的色彩，可美化环境，强化标志，把传统的以灰色基调为主的桥梁装扮成更具工业美学特征的品质结构，拉近人与桥梁的距离。进入21世纪，桥梁建设（尤其是人行景观桥）更加注重色彩的多元化和表现力，这样的实例不胜枚举。1999年新加坡建成的阿卡夫人行桥，是桥梁运用色彩的一个极致实例。该桥采用帆船造型的钢管桁架梁结构，桥长55m，全桥钢管表面采用55种油漆进行彩绘，将这座桥变成了一座“艺术桥”。

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，本色为灰色。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。为防止材料生锈，采用常规结构钢的钢桥需要油漆防护。

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，耐候钢会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，还提供了一个偏暖的、棕色的独特颜色表面。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，在2～6年时间内，颜色逐步从浅棕色变成深棕色或深褐色。环境因素（如高浓度氯离子环境）会影响颜色和质地的耐久性。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5），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5 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。不锈钢的本色，是银色。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）。

已有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（图6），2006年英国威尔士建成的凯尔特门户桥，2010年新加坡建成的螺旋桥等。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6 西班牙佩德罗·阿鲁佩桥

混凝土桥   传统混凝土的本色为灰色。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因变色、污斑等引起色差，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、提高混凝土拌和及振捣质量、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7），展现出了混凝土结构自然、平和、清淡的素颜。

图7 奥地利阿尔芬斯桥

各种颜色都可用于美化桥梁。

钢桥   钢桥（包括钢管混凝土桥）的油漆颜色，可采用黑白、灰、红、橙、绿、蓝、黄、棕、紫等色系（图8）。一些色系（如灰、红、橙、蓝、白、绿、黄）用得较多，另一些色系（如棕、紫、黑）则用得较少。早期的钢桥，以钢灰、蓝灰、灰黑等为主。近几十年来，随着经济的发展，桥梁色彩变得更为多样。

图8 可用于钢桥油漆的色系

在我国钢管混凝土拱桥的建设中，拱结构的油漆颜色，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、支井河大桥、四川合江一桥、广西平南三桥（图9a）等。

图9 我国钢桥颜色示例

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、京沪高速南京大胜关长江大桥（图9b）、成贵高铁宜宾金沙江公铁两用桥、沪苏通长江公铁大桥、丽香铁路虎跳峡金沙江大桥等。

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、北京石景山新首钢大桥、重庆白居寺长江大桥（图9c）、荷兰鹿特丹附近的迪普河高铁梁桥、俄罗斯的克里米亚大桥主桥等，均采用白色系。

黄色系在大跨悬索桥上也有所应用。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（图9d），展现出成熟与自然的色彩意境。

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、德国科隆的塞维林桥、我国温州的瓯江北口大桥等。美国华盛顿州的塔科马海峡双桥（图10），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10 塔科马海峡大桥 

混凝土桥与钢桥一样，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，葡萄牙波尔图的圣乔安双线铁路桥，全桥涂装了素雅的冰白色。四川泸定兴康特大桥的混凝土桥塔采用红白两色，全桥的红色主色调与蓝天白云青山绿水一起，构成了一幅壮美景观。

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可有以下几条。

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（图11）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。两色在桥塔上的协调搭配，也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（图12），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“法鲁红”（当地用于木建筑防腐的一种传统油漆）。

图11 贵州平塘特大桥

图12 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，张家口的冬奥会“冰雪五环桥”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形桥塔，分别采用蓝、红、黄、绿、白5种颜色加以装饰（图13）。澳大利亚珀斯的马塔加鲁普桥是一座人行拱桥（图14），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13 张家口“冰雪五环桥”

图14 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15a），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，以表达梁部的连续流畅。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15b）；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15c）；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15d）。

图15 斜拉桥色彩运用示例

四是色相不宜多，通常不超过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，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；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，贵州平塘大桥的桥塔采用蓝白相间的配色（图11）；斯洛伐克的阿波罗桥以白色为主色调，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16）。

图16 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。

时间长了，桥梁的颜色必然会褪色。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，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17a），经过20年左右的日晒雨淋后，再次油漆前的颜色已发生明显变化（图17b）。

图17 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，理论上可用褪色曲线表示。遗憾的是，笔者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，只有个别实例。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。

给桥梁上色，可起到防锈防腐、美化环境、标志警示等作用，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和实践经验，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。