康策特的实践：卒姆托的瑞士世博馆，和两座山间步行桥
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原文于2013年第5期《时代建筑》。
本篇摘自原文专访部分，阅读时长约8分钟。
起步的结构师
1980年，康策特在 ETH 结构专业毕业后，加入刚刚独立的卒母托事务所工作，一干就是7年。92年，他与结构师 Gianfranco Bronzini，以及拥有建筑/结构双学位的 Patrick Gartmann 共同成立了 CBG 结构师事务所。97年，康策特与卒母托再度携手， 在千禧年德国汉诺威世博会上设计了瑞士馆“共鸣体”（Klangkörper 图07）——一座由木檩堆叠而成的声音与光的迷宫。在林业发达的瑞士，木材的加工和使用渗透在人们的日常生活里，木工也成为瑞士人对于国家以及民族认知的一部分。卒母托把阿尔卑斯山坳里的晒木厂搬到汉诺威，向世人展示着瑞士人对于土地和山的热爱。这座巨大的晒木厂犹如木材工业流水线中的一个切片，置身其中，似能嗅到山林中富氧的空气。观众在这个切片里，看到的是树木的一生：从生长到成材，再经由精细加工后成为建筑和家具材料，与瑞士人一起，继续生活在阿尔卑斯山的怀抱里。
这座晒木厂并不是世界大观里的猎奇微缩模型，而是观众可以切身体验的实体与场景。除了视觉上体量巨大的木垛，细心者还能发现缝隙之间的金属构件。传统的晒木厂里，木材交错堆叠，为了抵消山风造成的巨大侧推力，人们会往木垛顶部堆叠巨石或重物。到了卒母托和康策特手中，这些巨石被置换成精确到毫米的可调节金属控件。九米高的木垛分散布置，莱茵河畔的风穿过木垛之间的过道以及檩条之间的缝隙，横向荷载被最大化地消解了。垛与垛之间的横向连接构件，则将进一步将晒木厂拉结成一个巨大的整体结构，以此抵抗着横向的荷载和扭力。（图08-11）
在长达数月的展期里，一根根木头随着日落日出静静地呼吸着，慢慢地失去其内部的水份，变得更坚固耐用，同时也在尺寸上发生细微的变化。然而即使是细如发丝的变化，一旦堆叠起来，整体尺寸的变形便无法忽略。康策特和伽特曼在结构设计上的难点， 正在于让瑞士的木头适应莱茵河畔的水土，计算整体结构在展期内的变形。经过多轮验证，最终敲定使用870毫米长的热塑拉力弹簧，在每一垛木的顶部施以60千牛的压力。世博期间，一共需要对拉件进行两次调整，保持压力不低于40千牛，并使整体尺寸缩小90毫米。（图12）
整个晒木厂中木檩之间的连接，没有使用任何的钉子、螺丝或胶水（图13）。世博之后，晒干成材的木头踏入生命的另一段轮回， 拆解后进行销售并用于建造房屋，再一次融入人们的生活。这一概念契合了可持续建造的主题的同时，也在诉说着瑞士人对于生命和自然的理解和回应。从屋顶缝隙洒落的日光，从回廊传来的阵阵乐声，雨水敲打屋顶钢片的叮咚声，绕过木材笔直的边缘，在这个迷宫里展示着瑞士人的冷静和柔情（图14）。精确切割的一道道木檩，都由若隐若现的拉结钢件控制着，紧绷如弓弦。木头的身体随着水份变化，静止在时间里，因形变摩擦而发出的嘎吱声，仿佛侧耳可听。这一切的结构，都由康策特的计算精确地控制着。建筑师和结构师的情怀在这里达到了一种共鸣。“共鸣体”里的诗意，宛如瑞士的钟表：表盘上，是阅读时间的指针与刻度，简洁明了，没有一丝多余的元素；表盘后面，是精工细作的齿轮和轴承，包含了人类极致的手工艺；然而，这件极致的工艺品并不是供奉在书柜上画框里的易碎品，而是戴在腕上，与人的身体与生活紧紧地连接在了一起。
山谷中的抗争
地点从发达的工业城市汉诺威回到瑞士主场，格劳宾登州的阿尔卑斯山谷的行山路线 Viamala。从列托罗曼语的词意“险峻的路径”，我们似乎可以嗅到罗马时期泥土的气味：旅人和马匹沿山而行，沙石坠落弥散在空气里，与后莱茵河的水雾掺杂在一起。这条路线曾经在遥远的时代连接了峡谷的南北， 经历了几百年的风雨，岩层断落，道路易址，如今的痕迹只剩下沿路的刻画（图15，16）以及 St. Albin 礼拜堂的废墟。在该地的编年史里，曾留下一笔：“1428年 Sargans 的伯爵鲁道夫曾于桥上渡过莱茵河”。而此后漫长的岁月里， 周边地区政治和经济上的多方角力我们不得而知， 可以肯定的是，几百年里人们不断地与险峻的山石抗争，有过输赢，有血汗也有收获。
图15. 穿行山谷的旅人
图16. 沿路石头上留下的罗马时期刻画
来源: http://www.traversinersteg.ch
时间回到20世纪末，夏季的徒步行山运动在瑞士越来越受欢迎，重建古道的工程再次被纳入日程。百年之后，新一轮人与山的抗争再次展开。1993年刚开业不久的康策特事务所，受地方基金会委托设计一座步行桥，绕过泥泞的河流浅滩，直接横跨47米宽的枕木峡（Traversiner Tobel），以连接枕木道（Veia Traversina）两端残存的罗马古道（图17）。鉴于现场险峻的地理环境，结构师希望减少现场作业，更多地在工厂进行预制，并由直升机直接运输吊装。为了满足直升机最高荷载4.3吨的限制，桥的自重便成为设计的起点。
图17. Viamala（Via Mala）一路上险峻的山谷
一路上险峻的山谷，其中中部的枕木道 Veia Traversina 横跨枕木峡 Traversiner Tobel
为减轻每个组装构件的自重，桥被设计为两部分（图18）：下部结构较轻，以杆件和拉索形成桁架满足跨度要求；上部结构较重，稳定整体并保护下部结构。在下部的横向剖面结构选型上，康策特先后排除交叉型斜撑（Schwedler）桁架以及单斜撑（Pauli）桁架，最终敲定为最轻的三弦桁架体系（图19）。两条呈反抛物线的钢索纵向连接各三弦桁架的端点，如同一道弯曲的手臂，在山谷之间轻轻托起一条木制的栈道（图20，21）。
图18. 上下部分离设计概念草图
图19. 下部结构的犹豫与决策
图20. 定案设计模型
图21. 立面图
面对峡谷中杀手般山风，这条优雅的曲臂两端只是架在了峭壁上的两个纤细的基座上，盈盈欲坠。一旦两条钢索中的一条处在上风口，就会因为风所施加的压力而失去其在结构上应承载的拉力，此时另一条钢索的拉力便会带动整条桥旋转起来。针对这一问题，康策特对步行桥的上部结构做了特殊处理。（图22）首先，将两侧护墙外的竖向龙骨向下延伸，与下部楔形结构的斜向杆件交接。同时，楔形顶点固定于步道底面的中点。至此，各连接点之间保持着一个适宜的距离，而合成木板自身的尺寸和性能则给整体结构提供着足够的刚度，在剖面上形成了一个类桁架结构。在下部结构的纵剖面上，每一品之间使用交叉连接的拉索，与每品的横向结构一起形成整体三维结构。（图23）
图22. 横剖面图
图23. 下部结构立面
为了减少木材尺寸收缩对整体结构带来的误差，所有构件的末端先与金属件连接，再以铆接或焊接固定。由于整体三维结构在纵横两向上稳定，且保有了一定的冗余，桥下的杆件和横梁可以像大提琴弦一般依次拆下更换。木桥的维护十分简便，而施工作业时仍能继续使用。（图24，25，26）
图24. 可进行拆卸维修的节点
图25.下部结构完成状态
图26. 编织般的下部结构
图27. 直升机吊装现场
图28. 下部结构现场安装完成
至此，康策特出色地完成了结构师的工作：在特殊的施工环境里，设计在力学性能、经济性、可实施性和工程管理，甚至美学的层面上，达到了高度的统一（图27，28）。如果留意到两侧的护栏，我们可以看到康策特建筑师的一面。从力学的角度考虑，栅栏式的护板较优，因为侧风可以从空隙中通过。但是在深深的枕木峡之上造桥，康策特毅然选择了站在建筑师的一方：他用木板将两侧的护栏满铺，不留一丝空隙，以求在视觉上达到更大的围护感；而构造上用于固定侧板的滑件节点，也很好地隐藏护栏的凹槽内，无处可见。如此，为了空间和视觉的效果，可能牺牲了一部分结构上的优势，同时节点的表现也让位于完整的建筑形象。步行桥跨于深谷之上，康策特通过建筑的处理，在视觉和心理上为使用者营造了一个尽可能提供安全感的步行空间，桥上空间的简洁也与桥下编织般结构的复杂行成强烈的对比。（图29，30）
图29. 简洁的上部空间界面
图30. 形成对比的上下部结构
然而，似乎正如枕木道（Veia Traversina）的名字“穿越枕木峡区之路”，人们企图在险峻的山谷（Viamale）里巧妙地穿越，山川却无法容忍人类的小动作。1999年3月里一场突如其来的落石，将精工细作的第一座步行桥毫不留情地埋葬在了谷底。
整个事务所都处于震惊之中。
康策特意识到在原址重建一座桥已经没有意义。为了避开落石频发区，康策特和布朗茨尼在枕木峡上下游走，重新相地。初定的选址，有着100米的跨度（图31）。最初的设计得到的回馈并不理想，委托方觉得巨大的跨度会把游人吓住（图32）。“既要在结构设计上可行，又要保证成本在私募基金会可承担的范围之内。于是，选址成为了项目中最关键的一环，”康策特说道，“正是把桥做成攀爬阶梯的想法，最后把我们从泥潭里解救出来。”（图33）
图31. 新桥选址向西迁移
图32. 最初的方案水平跨度较大
图33. “攀山”作为斜桥的概念
在与山谷的抗争中，康策特选择了迂回的策略，试图给出自己的回答。缓坡一侧的桥基沿坡降低，桥面部分的水平跨度大幅缩小至57米。空中的阶梯，在顺势解决了两岸落差问题的同时， 也为渡桥平添了几分意味。向上的阶梯，将让人胆颤的深谷重构成为某种被山水环绕着的仪式现场。最初的方案中，桥的剖面似乎是第一座步行桥下部结构的倒置。步行空间被延伸的倒三角所包裹，上部完全开放，下部则通过楔形结构抗拒着侧力和扭矩。（图34）
图34. “攀山桥”的最初方案
康策特没有满足于这个方案，仍然在继续修改结构去关注使用者的感受。第二个方案选择了一种类似 Jawerth 双弦桁架结构的系统，将下弦的曲线方向反置，并在右端将基座距离拉开，两侧的拉索则成为视觉上的防护网。（图35，36，37）对经典结构原型的大胆修改，“更多的来自于直觉”。在草图的推演中，我们看到形体可行性与情感的认同在不断的周旋。在卒母托的工作经历，使得康策特更习惯用铅笔和手绘粗略地勾勒方案，从使用者的视点去推敲空间氛围。
图35. 斯德哥尔摩 Hovet 冰球馆屋顶结构
图36. 修改过的双弦方案，上弦的弧度较小
图37. “攀山桥”的渡桥者视角草图
而在找形推演图里神秘而复杂的几何背后是图解静力学原理。（图38）这套以几何绘图为原则的找形方法，突破了冰冷的数字和不可见的剪力，把拉力和压力连接起来，织成一张可看可操作的轴力网，将力流的方向转换成可以去触摸、去行走的实实在在的形。
图38. 通过图解静力学优化力学及形体
（图中的上半部分为桥的设计形 form diagram，而下方圆内的部分则为 force diagram。下方由圆心放射出的半径，代表了 form diagram 中拉索在每段所承受的拉力。这种优化处理为何能为结构及形式带来优化？我们将在研讨中图解静力学展开讨论）
与第一座桥类似，预制的步道被空运至现场。不同的是，普通运输用直升机这次换成了荷载能力更大的“空中起重机”以提高单次运载的重量。由于步道宽度大于上部悬索的间隙，直升机悬吊着构件的一端，插入两条悬索之后，重新调整位置后再次拉升，从下方嵌入它们的位置，整个安装过程犹如一套经过精确彩排的体操动作。（图39，40）
图39. 分段吊装的概念伴随着设计的推敲同步进行
图40. 现场分段装配
在结构表达的选择上，康策特始终以渡桥者的感受作为原则。抵抗侧力的斜向拉杆被藏匿在步道下的龙骨之间。而用于增强纵向稳定性的四品木梁，则放在步道外缘看的见得地方，在半开放的护栏外提供了一层心理上的缓冲地带（图41）。吊索与桥面之间的拉索经过修改，仍旧保有一定的冗余，一方面交织的索在视觉上形成更好的庇护，另一方面，也允许在维护作业中对构件进行单独替换（图42，43）。在康策特的设计中，类似的多义设计数不胜数，各种问题交汇在一起，通过紧紧咬合着的概念和构造、结构设计，得到了统一的回答。
图41. 最终定案横剖面图
图42. 最终定案立面图
图43. 构造详图
最后，让我们将登桥的仪式逆行一次。从桥上部如同纪念碑一般的桥基进入，伴随着山风往下走去，在一路阶梯的尽头，混凝土桥基在这里被雕刻成长椅的形状，以供的渡桥者暂作休息。两个桥基高低对视，形式上的对立似在暗喻着人对山的矛盾的情感，敬畏与亲近，相互抗争却又共生共存......（图44，45，46，47）
图44. 上部桥基模型
图45. 从上部桥基往下看
图46. 下部桥基的“长椅”
图47. 步行桥上的游人
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