世间万物，绚烂多彩。
人类对色彩的认知与人类的发展一样悠久，人类有意识地使用色彩可能始于旧石器时代晚期的岩画或洞穴壁画，但直到19世纪，人类才开始以科学的意义研究色彩。时至今日，色彩早已融入人类社会，成为丰富社会、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，也是表现桥梁美的手段之一，桥梁的色彩主要通过油漆/涂料来实现，不仅提高了桥梁的耐久性，而且美化了结构和环境。
本文拟对色彩应用在桥梁工程领域的发展作初步回顾，并通过桥梁实例探讨桥梁的原始色彩、常用色彩、色彩使用原则及褪色问题。
颜色历史
给桥梁涂上保护色和装饰色的做法是什么时候开始的？
对于古木桥来说，这应该与天然大漆和传统油漆的普及有关。我国使用漆器和漆艺历史悠久，考古发现距今七八千年前的漆器，春秋战国时期就出现了用桐油制成的“油漆”。但油漆在木桥上应用的年代，尚无定论。
苏州吴江垂虹桥（俗称长桥，中间有垂虹亭），始建于北宋庆历八年（公元1048年），原为木梁桥（元代后改为石拱桥）。宋代王墀《垂虹亭》诗云：“赤桥跨浪二千尺，桥上危亭在水心”。宋代团扇画《长桥卧波图》中，清晰可见朱漆木构之景。如今，我国浙南、闽北山区的木廊桥（多为明清时期所建），也习惯将廊板刷上栗色或深红色的油漆（图1）。
图1：泰顺泗溪“姊妹桥”——北涧桥
石材无需上漆养护，古代石桥的色彩只能利用材料固有的色泽。意大利维罗纳古城堡桥建于1356年，桥拱部分用红砖砌成，拱圈及部分桥墩用白色大理石砌成，两者的色彩对比强烈。建于1750年的颐和园西岸的玉带桥和东岸南端的秀义桥（两桥外形十分相似，容易混淆），桥身用青白石砌成，桥栏用白色大理石砌成。桥身色彩青中带白，呈现出厚重、沉稳之感；桥栏色彩洁白晶莹，呈现出轻盈、飘逸之态。
用金属材料建造桥梁时，需要油漆或涂料进行防腐。早期多用天然物质（如生漆、桐油、亚麻油等）为原料制成的油漆，后来逐渐发展为用合成化工产品制成的涂料产品。化工涂料一般由成膜物质、填料（颜填料）、溶剂、助剂等组成。其中颜填料是涂料领域应用最广泛的粉体材料，它们可以使涂层具有着色、遮盖、防腐、耐候、装饰等作用。颜填料的一大类是着色颜料，包括红丹、氧化铁红/黄/黑、钛白粉、氧化锌（白）、锌钡黄、铅铬绿、钴蓝等。
现代桥梁的装饰色彩是随着金属桥梁的防腐而出现的。
近期对英国1779年建造的世界第一座铁拱桥的研究表明，这座桥最初被漆成红褐色（图2a），而不是后来流行的灰蓝色。2009年英国重新粉刷伦敦塔桥时发现，这座钢结构在刚建成时被漆成一种有吸引力的绿蓝色混合色（图2b），而不是后来使用的深绿色和灰色。2002年至2011年，英国的福斯铁路桥被彻底翻新和重新粉刷。最后一层油漆被称为“福斯桥红”（图2c），这是一种类似于“铁锈红”或“砖红”的颜色，是专门配制的，以模仿1890年大桥首次通车时氧化红色的颜色。1896年在匈牙利建造的布达佩斯自由桥也一直被漆成绿色（图2d），以达到与周围自然景观和城市色彩的和谐。
图2 早期钢桥颜色示例
进入20世纪，各大桥梁的色彩选择越来越受到重视。例如旧金山金门大桥在选择色彩时，总工程师约瑟夫·施特劳斯建议采用深紫灰色方案。为了最大程度提高辨识度，海军部提出了黄黑条纹方案（图3左），而该项目的顾问建筑师欧文·莫罗则建议使用“国际橙”（图3右）并被采纳。欧文·莫罗强调结构色彩与周围自然景观协调的重要性，橙色也能保持足够的色彩辨识度。如果美国海军的方案被采纳，如今的金门大桥一定会让人联想到大黄蜂或金环蛇。
图 3.金门大桥配色方案比较
历史文化因素对桥梁颜色的选择也有影响。美国匹兹堡主城区附近河流上的许多桥梁都被漆成黄色（图4）。1927年，该市为新建的“三姐妹桥”举行了一场颜色竞赛，最终决定将桥漆成“阿兹特克金”（一种金色的色调，但随着时间的推移，油漆会褪色，看起来几乎和黄色一样）。有人说，选择这种颜色的原因是取自匹兹堡官方印章上的颜色，有人说是因为桥梁一侧的主城区被称为金三角，还有人说这可以象征该市当时引以为傲的钢铁工业（让人联想到熔钢的颜色）。
图4 匹兹堡主城区的“黄桥”
借助桥梁涂装，可以美化环境、强化标识，让传统以灰色为主的桥梁装扮成更具工业审美特征的精品，拉近人们与桥梁的距离。进入21世纪，桥梁建设（尤其是人行景观桥）更加注重色彩的多样性和表现力，这样的例子不胜枚举。1999年建成的新加坡阿卡夫拉大桥，就是桥梁色彩运用的一个极端例子。该桥采用帆船造型的钢管桁架梁结构，大桥全长55米，整座大桥钢管表面涂刷了55种涂料，将大桥变成了一座“艺术桥”。
桥梁的本质
即使没有油漆，桥梁也是有颜色的，这种颜色是材料本身的颜色（或受环境影响的颜色），我们称之为桥梁的自然色。
钢桥主要由碳素结构钢和低合金结构钢制成，这些钢桥自然呈灰色。如果没有油漆保护，结构钢就会生锈。锈蚀是氧化铁的总称，通常呈斑驳的橙褐色。为了防止生锈，由传统结构钢制成的钢桥需要油漆保护。
桥梁结构钢中的两个特殊情况是耐候钢和不锈钢。
耐候钢是一种高强度、低合金可焊接结构钢，具有优异的耐腐蚀性能。一旦暴露于交替的湿润和干燥条件下，耐候钢将逐渐在表面形成稳定而致密的锈层，这不仅可以防止钢材进一步生锈，而且还能提供独特的温暖、棕色表面。耐候钢桥梁表面的颜色和纹理会随着时间、环境和暴露条件而变化。初始颜色为较浅的橙褐色，在 2 至 6 年内，颜色逐渐从浅褐色变为深褐色或深褐色。环境因素（例如高浓度的氯离子）会影响颜色和纹理的耐久性。此外，表面颜色和粒纹纹理的均匀性也会受到结构和周围遮蔽物的朝向的影响。
耐候钢桥梁在全寿命周期成本方面具有竞争优势，在工程实践中得到广泛应用。1977年在美国建造的新河谷大桥（图5）拱跨度518.2m，使用耐候钢2.1万吨。深棕色的表面颜色赋予结构自然粗犷的外观，与树木繁茂的桥梁环境融为一体，成为耐候钢桥梁的经典范例。
图5 美国新河谷大桥
不锈钢是一种耐腐蚀、不生锈的合金钢，铬含量较高（约11%至30%）。不锈钢的耐腐蚀性来自铬元素形成的钝化膜。不锈钢的自然色为银色。当然，不锈钢上也可以通过涂漆、电化学染色、物理气相沉积（PVD）等方式形成其他颜色（如金色、青铜色等）。
有一些小规模的人行及自行车桥就采用天然的不锈钢材质，如2003年建成的西班牙佩德罗阿鲁佩桥（图6）、2006年建成的英国威尔士凯尔特门户桥、2010年建成的新加坡螺旋桥等。为了美观而对不锈钢进行着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
混凝土桥梁传统混凝土的自然色为灰色，由于材料、掺合料的差异，颜色深浅也会有差异，灰色具有较强的环境适应性，因此大部分混凝土桥梁和部分钢桥墩/桥塔均采用自然色混凝土。
实际工程中，天然混凝土表面不可避免地会因变色、污点等原因产生色差，影响美观。产生色差的原因很多，包括水泥种类、骨料颜色、水灰比、模板及脱模剂、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、改进模板生产安装工艺、正确选用脱模剂、提高混凝土搅拌和振捣质量、加强混凝土养护和防护等，可以生产出具有装饰效果的清水混凝土。清水混凝土直接利用现浇混凝土的自然表面作为饰面面，可以达到外观整洁、色泽均匀、棱角分明、无破损和污染等效果。
清水混凝土在混凝土景观桥梁中的应用越来越广泛，如2010年建成的奥地利阿方斯桥，是一座跨度33m的人行及自行车桥，采用清水混凝土桁架结构（图7），展现了混凝土结构自然、平和、轻盈的外观。
图7 奥地利阿尔芬茨桥
常见颜色
可以采用多种颜色来美化桥梁。
钢桥（包括钢管混凝土桥）可涂装黑白、灰、红、橙、绿、蓝、黄、棕、紫等颜色（图8）。有的颜色（如灰、红、橙、蓝、白、绿、黄）用得较多，有的颜色（如棕、紫、黑）用得较少。早期的钢桥主要有钢灰色、蓝灰色、灰黑色等。近几十年来，随着经济的发展，桥梁的色彩也愈加多样化。
图8 钢桥油漆可使用的颜色
在我国钢管混凝土拱桥建设中，拱结构油漆颜色多为红色或橙色，这样的例子不胜枚举，如巫峡长江大桥、支井河大桥、四川合江一号大桥、广西平南三号大桥（图9a）等。
图9 我国钢桥色彩示例
蓝钢桥梁在铁路桥梁领域应用十分广泛，如甬台温铁路雁荡山大桥、京沪高速公路南京大胜关长江大桥（图9b）、成贵高铁宜宾金沙江公铁大桥、沪苏通长江公铁大桥、漓湘铁路虎跳峡金沙江大桥等。
白色明亮、朴素、纯粹，适合蓝天绿水的环境。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大桥、俄罗斯克里米亚大桥主桥均采用白色。
黄色同样运用在大跨度悬索桥上，西堠门大桥采用“佛光黄”表现舟山群岛“海天佛国”的地域特色，主色调显得庄重、祥和。武汉洋溪港长江大桥采用“金秋黄”配色（图9d），呈现出成熟、自然的色彩意境。
绿色与自然环境高度相容，世界上有一些钢桥以浅灰绿色进行装饰，如美国俄勒冈州的圣约翰大桥、德国科隆的塞韦林大桥、我国温州的瓯江北口大桥、美国华盛顿州的塔科马海峡大桥（图10），都是在塔科马大桥垮塌后修建的（分别于1950年和2007年建成），都漆成官方称为“海峡绿”的颜色。
图 10 塔科马海峡大桥
混凝土桥梁与钢桥一样，几乎可以涂上任何颜色（包括钢桥中的混凝土结构）。例如，葡萄牙波尔图的圣胡安双线铁路桥钢管混凝土拱桥与钢结构拱桥和混凝土拱桥的对比，涂装为古朴典雅的冰白色。四川泸定兴康特大桥的混凝土桥塔为红白配色。整座大桥的红色主色调，与蓝天、白云、青山、绿水一起，形成一道壮丽的风景线。
色彩原则
对于需要运用色彩来增强美观度或景观效果的桥梁，色彩应用的基本原则一般可以概括如下。
首先，尽量构建色彩与桥梁所在自然人文环境的关系，通过桥梁主色调及配色表达地域历史文化特色。如贵州平塘大桥（图11）的色彩灵感来源于当地布依族传统服饰中常用的蓝白两色，两种色彩在桥塔上的协调搭配也凸显了桥塔的典雅挺拔。瑞典斯德哥尔摩阿尔斯塔大桥是一座造型优美的混凝土连续梁双线铁路桥（图12），大桥富有韵律感的弧形轮廓与宁静的海湾环境相呼应，混凝土表面则刷上了“法鲁红”（当地用于木质建筑防腐的传统涂料）。
图11贵州平塘大桥
图 12 斯德哥尔摩阿斯塔大桥
其次，对于景观桥钢管混凝土拱桥与钢结构拱桥和混凝土拱桥的对比，可以从桥梁结构的造型或寓意上选择合适的色彩。如张家口冬奥会“冰雪五环桥”由两座平行的斜拉桥组成，共有五座象征中国传统文化、奥林匹克文化和冰雪运动的椭圆形桥塔，以蓝、红、黄、绿、白五种色彩进行装饰（图13）。澳大利亚珀斯的马塔加鲁普桥是一座横跨天鹅河的人行拱桥（图14），拱桥的造型象征一对黑天鹅和白天鹅，色彩大胆地以黑、白两色搭配。
图13 张家口“冰雪五环桥”
图 14 珀斯马塔加鲁普大桥
第三，可利用主色与色彩的搭配，加强或弱化桥梁结构的可见度，从而强调桥梁建筑的主要特征或减少色彩对周围环境的影响。
以斜拉桥为例，可将单一色彩应用于整个结构或不同部位。德国杜塞尔多夫片麻桥（图15a）对塔/缆/梁采用深灰色，在桥面上下游两侧配置更显眼的白线，以表达梁的连续性和流畅性。当需要突出塔/缆/梁的存在感时，可只在相应的结构部位配置更显眼的颜色，其余部分可配置传统颜色或材料原色。例如，日本梅港西桥的梁为灰色，缆为黑色，桥塔为醒目的深红色（图15b）；德国韦泽尔下莱茵大桥的桥塔为混凝土，梁为深灰色，缆“索群”为红色（图15c）； 沪苏江长江公铁大桥桥塔采用混凝土，缆索为白色，桁架为蓝色，与环境相协调（图15d）。
图15 斜拉桥色彩应用示例
第四，色调数量不宜过多，一般不超过3种。不协调或单调的色彩容易使人产生厌烦或忽视。当色彩超过一种时，需要考虑配色。配色方法主要有两种：（1）结构部件（如主拱、桥塔、桁架等）颜色一致，配色对象为整座桥梁；（2）结构部件颜色不一致，配色对象为结构部件。
第一种方式的例子比较多，如重庆东水门长江大桥塔身采用柔和淡雅的灰色，而缆索和钢梁则采用鲜艳夺目的国际化橙色；青山长江大桥塔身采用朴素的茶白色，而缆索和钢梁则采用清爽宜人的深蓝色。第二种方式的例子比较少，如贵州平塘大桥塔身采用蓝白配色（图11）；斯洛伐克阿波罗大桥以白色为主，在拱轴线、梁中部、栏杆处配以深蓝色线条或色块，给人以宁静平和的视觉感受（图16）。
图16 斯洛伐克阿波罗桥
无论是单色还是多色，都应避免主色过于浓烈，以免刺眼或庸俗。使用多色调时，通常宜在大面积处降低主色的饱和度，而在小面积处增加次色的饱和度。此外，还要注意对比色或相近色的运用。
褪色问题
随着时间的流逝，桥梁的颜色不可避免地会褪色。油漆褪色的定义是“漆膜中一种或多种彩色颜料的颜色丧失”，这是由光线（紫外线）、环境和材料等多种因素造成的。
紫外线是褪色的主要原因。紫外线会引发颜料中的一系列化学反应。该反应过程（称为光降解）会导致颜料的化学键断裂，从而导致颜色褪色。环境因素也会影响褪色的速度和程度。桥梁所在地的温度和湿度以及空气中的盐和其他污染物都会对褪色产生影响。此外，颜料的材质也会影响褪色。例如，有机涂料可能比（更耐紫外线的）无机颜料更容易褪色。
为了保持桥梁美丽的色彩，在选择油漆种类时，除了考虑油漆的耐久性和使用环境外，最好还要考虑油漆颜色的耐光性（指颜料在光照下不易褪色的能力），以减缓褪色速度。对于使用多年的桥梁，需要定期维护和重新粉刷。例如，伦敦的黑衣修士桥是一座5跨锻铁拱桥，分别被漆成红色（拱肋）、白色（拱腹）和金色（桥墩）。每次粉刷后的色彩都鲜艳美丽（图17a）。经过约20年的日晒雨淋，重新粉刷前的颜色已经发生了明显变化（图17b）。
图 17 伦敦黑衣修士桥
关于桥梁褪色，目前仍有许多未知数。例如，褪色程度和使用时间长短有何关系？一种颜色会褪成什么颜色？哪种颜色更容易褪色？对于第一个问题，理论上可以用褪色曲线来表示。遗憾的是，作者没有找到任何与桥梁油漆有关的褪色曲线信息。对于第二个问题，似乎没有答案，只有个别例子。对于第三个问题，没有明确一致的答案。一般的经验是：颜色越深，褪色越明显。这是因为较深的颜色吸收更多的热量和紫外线辐射，导致油漆降解得更快。
桥梁着色具有防锈防腐、美化环境、警示作用，可提高桥梁的耐久性、美观性和安全性。桥梁是否需要色彩装饰，取决于桥梁的所在地、使用环境和审美需求，不宜一刀切。
虽然在色彩的运用上可能有一些基本原则和实践经验，但桥梁的色彩选择并没有固定的规则，主观往往会起主导作用。经过色彩装饰的桥梁迟早会不可避免地面临褪色的问题。
（作者注：本文改编自《亚东大桥漫谈：给大桥加点颜色，你选哪一种？》）
本文发表于《桥梁杂志》
2023年第3期 总第113期
作者/李亚东
作者单位/西南交通大学
编辑/陈晨
美术编辑/赵文
