从古至今桥的变化
我国是有着5000年悠久历史的伟大国家。幅员辽阔,地形多种多样,河流众多;从古至今中国人建设了数以千万计的桥梁,成为华夏文化与交通的重要组成部分。
中国古代桥梁的辉煌成就举世瞩目,曾在东西方桥梁发展史中占有崇高的地位,为世人所公认。二十世纪以来,随着公路交通的迅速发展,桥梁的发展也得到进一步扩大,它已不在局限于河流之上,大峡谷、城市路面以上以及岛陆连接都开始修建桥梁,对桥梁的技术和外形也有了更严格的要求。我国当代的桥梁技术还面临着巨大的挑战。下面综述我国桥梁发展的历史过程。
1、 古桥的萌芽阶段(以西周、春秋为主,包括此前的历史时代)
早在原始社会,我国就有了独木桥和数根圆木排拼而成的木梁桥。据史料记载,我国周朝时期已建有梁桥和浮桥。1972年,在春秋时期齐国的京城山东临淄的考古挖掘中,首次发现了梁桥的遗址和桥台遗迹,两处桥梁的跨径均在8 m左右。
2、古代桥梁的初步发展阶段(以秦、汉为主,包括战国和三国)
战国时期,单跨和多跨的木、石梁桥已普遍在黄河流域及其他地区建造。坐落在咸阳故城附近的渭水三桥,在古代是很有名的。三桥包括中渭桥、东渭桥和西渭桥,都是多跨木梁木柱桥。
秦汉是我国建筑史上一个璀灿夺目的发展阶段,这时不仅发明了人造建筑材料的砖,而且还创造了以砖石结构体系为主题的拱券结构,从而为后来拱桥的出现创造了先决条件。从一些文献和考古资料来看,约在东汉时期,梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四大基本桥型已全部形成。
3、 古代桥梁发展的辉煌阶段(以唐宋为主,包括两晋、南北朝和隋、五代时期)
隋代石匠李春首创的敞肩式石拱桥——赵州桥,该桥在隋大业初年为李春所创建,是一座卒腹式的圆弧形石拱桥,净跨37 m,宽9 m,拱矢高度7.23 m,在拱圈两肩各设有2个跨度不等的腹拱,这样既能减轻桥身自重、节省材料,又便于排洪、增加美观,赵州桥的设计构思和工艺的精巧,在我国古桥是首屈一指。
唐朝时期出现了不少名闻天下的石梁桥。据《唐六典》记载,天下著名的石梁桥有4座:河南洛阳的天津桥、永济桥和中桥,西安的灞桥。
4、桥梁发展的饱和阶段(元、明、清三朝)
明代江西南城的万年桥、贵州的盘江桥等艰巨工程。值得一提的是明代万历年间建的放生桥,全长70.8 ITI,宽5.8 m,五孔联拱,构造精巧,形状美观,是朱家角十景之一。放生桥顾名思义,就是放生积德从善。僧人性潮曾规定在桥下只准放生鱼鳖,而不得撒网捕鱼。今天,在这里常有人兜售活鱼供游人购买放生。
其他主要是对一些古桥进行了修缮和改造,几乎没有大的创造和技术突破,但留下了许多修建桥梁的施工说明文献,为后人提供了大量文字资料。
5、 停滞发展期(近代中国)
从鸦片战争爆发到新中国的建立,这一时期中国的桥梁主要是有外国人建造。长江是天堑,黄河上的三座桥梁:津浦铁路济南铁路桥,京汉铁路郑州铁路桥和兰州市黄河桥以及上海、天津、广州等大城市中的一些桥梁也无一不是由洋商承建的。
旧中国的承包商还没有建造大桥的能力,而政府交通部门也没有大桥施工队伍,只能做一些公路小桥涵的工程。只有茅以升先生主持兴建的杭州钱塘江大桥。该桥由他带领一批留学生自行设计和监造,但实际施工仍由丹麦康益洋行承包下部结构和沉箱基础工程,上部结构钢梁则由英商道门朗公司承包制造和安装。
当时水平最高的中国桥梁工程队伍当推由赵祖康先生领导的上海市工务局,他们在解放前已设计建造了几座跨苏州河的钢筋混凝土悬臂梁桥,至今仍发挥作用。这支队伍也是解放初期我国桥梁建设的重要技术力量,后来组建成上海市政工程设计院。
6、 现代桥梁的学习阶段(建国初期)
新中国诞生后,面对美国的经济封锁和制裁,向苏联学习是我们唯一的选择。在桥工程领域我们也派出了许多留学生赴苏联学习他们的预应力混凝土和钢桥技术。在苏联专家的帮助下,铁道部筹建了山海关、丰台、宝鸡和株州桥梁厂。交通部组建了北京的公路规划设计院、西安的第一设计院和武汉的第二设计院以及从事施工的公路一局和二局。各省的交通厅也都建立起公路桥梁的设计和施工队伍。
1952年政府决定建设第一座长江大桥——武汉长江大桥,使天堑变通途。为此专门设立了铁道部大桥工程局和铁道部科学研究院,全面学习研究苏联在钢桥疲惫、焊接、振动,以及桥梁上下结构设计、制造和施工等方面的科学技术。中国第一片预应力混凝土也在丰台桥梁厂基地研究试制,并于1956年首先在东陇海线新沂河铁路桥上建成了跨度为23.9米的预应力混凝土简支梁,迈出了重要的一步。第一座20米跨度的京周公路桥也同时建成。 1957年武汉长江大桥建成通车,它是五十年代中国桥梁的一座里程碑,也是中苏友好的结晶,为中国现代桥梁工程技术和第二座南京长江大桥的兴建以及桥梁深水基础工程的发展奠定了基础。
1964年建成的南宁邕江大桥是我国第一座按苏联闭口薄壁构件理论设计的主跨55米的钢筋混凝土悬臂箱梁桥,具有非凡的意义。
六十年代建造主跨50米的第一座预应力混凝土T型钢构桥——河南五陵卫河桥,主跨124米的广西柳州桥以及主跨144米的福州乌龙江桥。
7、圬工拱桥(“文革”时代)
历时二十年,国民经济遭到了严重的破坏,建筑材料的贫乏和资金的不足使中国的交通建设陷入了困境。少用水泥和钢材的圬工拱桥成为修建大跨度公路桥梁的首选桥型,宝贵的钢材主要用于三线的铁路建设之中。
1959年建成的湖南黄虎港桥,主跨50米,是当时跨度最大的石拱桥,也是首次用苏联夹木板拱架技术施工的拱桥。
双曲拱桥于六十年代诞生于江南水乡无锡县,农村小跨轻载桥梁的合理桥型,为农村地方交通事业的发展作出了重要贡献。但双曲拱桥的构造和施工特点使它仍然难以适应大跨度和重载以及软土地基条件,在使用若干年后出现了不少病害,影响了桥梁的寿命。
8、中国桥梁技术的崛起(八十年代)
中国进入了改革开放的新时期,经济开始复苏。
六十年代已传入中国的一种新型的现代斜拉桥的信息终于在七十年代初于四川、上海和山东同时开始修建实验桥,其中四川云阳汤溪河桥于1975年2月首先建成,是中国第一座主跨为75.84米的斜拉桥。由于当时国内尚无平行钢丝拉索的产品,该桥采用钢芯缆索制成斜拉索,而另一座主跨54米的上海新五桥则用粗钢筋为拉索。
1980年建成的四川三台涪江桥,主跨已达128米,斜拉索采用24Φ5高强度钢丝组成,外涂沥青后缠包玻璃丝布,待全桥完成后再用三层环氧树脂缠绕三层玻璃丝布防腐,工艺十分繁复,是早期斜拉桥采用的拉索防腐系统。
1982年,上海泖港桥,和山东济南黄河桥相继建成。前者也用多层玻璃丝布的拉索防腐工艺,至今仍继续使用,而后者改用铅皮套管压注水泥浆的新防腐工艺,却在15年后被证实防腐已失效而被迫于1997年进行换索。
1987至1988年间建成了多座斜拉桥,如海南西樵桥,天津永和桥,南海九江桥,重庆石门桥和广州海印桥。拉索的防腐系统改用PE管压浆工艺,其中广州海印桥的拉索于1997年发生断索事故,调查表明管道压浆工艺未能保证拉索顶部的饱满,造成拉索锈断,被迫在使用仅12年后全面换索。
1988年,广东省同时建成了采用节段预制悬臂拼装施工的七孔110米江门外海桥,和主跨达180米的预应力混凝土连续钢构桥——番禺洛溪桥。可以说,这两座桥代表了八十年代我国梁式桥的最高水平。
八十年代,在拱桥方面出现了两种新型的结构——钢管混凝土拱以及无风撑的下承式系杆拱桥。前者以四川旺苍东河桥,和广东高明桥为代表;后者则以芜湖元泽桥和广东惠州水门大桥为代表。无风撑拱圈的侧向稳定性由吊杆的非保向力效应保证,反映出国际的新潮流。
9、中国桥梁的进一步发展(90年代)
1991年开工的上海杨浦大桥是第一次攀登。主跨602米的结合梁斜拉桥在1994年建成时居世界斜拉桥跨度之首,现名列第三。它是中国大跨度桥梁的又一里程碑,标志着中国正在走向世界桥梁强国之列。
第二次攀登开始于汕头海湾大桥,这是中国第一座现代意义上的悬索桥的建设。主跨虽仅452米,但采用混凝土桥面的悬索桥不仅居同类桥型的跨度之冠,而且由于桥面较重,其主缆和锚碇都相当于900米左右的钢桥面悬索桥,为随后建设的广东虎门大桥、西陵长江大桥和江阴长江大桥起了示范的作用,意义是十分重大的。
在拱桥方面,我国实现了第三次攀登,继主跨312米的广西邕江桥和主跨330米的贵州江界河桥之后,主跨达420米的四川万县长江大桥的建成,使我国的拱桥记录跃居世界首位。这座采用钢管混凝土拱作劲性骨架的箱形拱桥,运用现代非线性分析和施工控制技术,充分考虑了多种材料混合使用,分层分段逐步施工中的各种非线性时变因素以及所引起的内力和应力的重分布。对该桥在施工和运营节段的强度、变形和稳定性进行了全过程分析。它的建成标志着中国作为一个建造拱桥最多的大国终于达到了世界领先水平。
在钢桥方面,九江长江大桥的建成是继武汉长江大桥和南京长江大桥之后的我国钢桥的第三个里程碑。该桥采用国产优质高强度、高韧性钢,完成了由铆焊结构向栓焊结构的过渡。此外,在九江长江大桥中成功地采用了多种形式的深水基础形式,为我国大江大河的桥梁建设积累了丰富的经验。
香港的回归使三座大桥:青马大桥,汲水门桥和汀九桥也成为中国桥梁大家庭的成员,增强了中国桥梁的实力。
中国桥梁在古代是基本上保持在领先水平,近代虽然筑桥技术远远落后于发达国家,但在新中国成立后,我们奋起直追,五十年的时间赶上世界先进水平。虽然我国桥梁建造在设计上还不够新颖,在管理上还不够科学,但相信通过不断的努力,桥梁技术会更加先进,应用会更加广泛。
一、 桥的概念
桥:qiao,上声(第二声),十画,左右结构.木部.五笔:STDJ.
释义:
1、架在水面或空中便于通行的建筑物;如立交桥。
2、比喻起到联系沟通作用的人或事。
3、姓。
本词条所要表述的是桥的第一种含义。
桥是一种架空的人造通道。由上部结构和下部结构两部分组成。上部结构包括桥身和桥面;下部结构包括桥墩、桥台和基础。它们高悬低卧,形态万千,有的雄距山岙野岭,古朴雅致;有的跨越岩壑溪间,山川增辉;有的坐落闹市通衢,造型奇巧;有的一桥多用,巧夺天工。不管风吹雨淋,无论酷暑严冬,它们总是默默无闻地为广大的行人、车马跨江过河,飞津济渡。
二、 桥的意义与特点
建桥最主要的目的,就是为了解决跨水或者越谷的交通,以便于运输工具或行人在桥上畅通无阻。若从其最早或者最主要的功用来说,桥应该是专指跨水行空的道路。故说文解字段玉裁的注释为:“梁之字,用木跨水,今之桥也。”说明桥的最初含意是指架木于水面上的通道,以后方有引伸为架于悬崖峭壁上的“栈道”和架于楼阁宫殿间的“飞阁”等天桥形式。
中国山川众多、江河纵横,是个桥梁大国,在古代无论是建桥技术,还是桥梁数量都处于世界领先地位。千百年来,桥梁早已成为人们社会生活中不可缺少的组成部分。但由于我国幅员辽阔,从南到北,从东到西,在地理气候、文化习俗以及社会生产力发展水平上,都存在较大的差异。因此,各自立足于自己的实际条件和根据自己的需要,经过长期的时间,遂创造出多种多样的桥梁形式,并逐步形成了自己的特色,具体说来大致有如下特点:
(一) 地域性。我国土地辽阔,南北之间和东西之间的桥梁,受所在自然地理和人文社会的影响,因地制宜,都形成了各自相对独立的风格和特色。如北方中原地区,黄河流域,地势较为平坦,河流水域较少,人们运输物资多赖骡马大车或手推板车。因此,这里的桥梁多为宽坦雄伟的石拱桥和石梁桥,以便于船只从桥下通过;西北和西南地区,山高水激、谷深崖陡,难以砌筑桥墩,因此,多采用藤条、竹索、圆木等山区材料,建造绳索吊桥或伸臂式木梁桥;岭南闽粤沿海地区,盛产质地坚硬的花岗岩石,所以石桥比比皆是;而云南少数民族地区,因竹材丰富,便到处可见别具一格的各式竹材桥梁。从桥梁的风格上看,北方的桥如同北方的人,显得粗犷朴实;南方的桥也同南方的人,显得灵巧轻盈。当然,这跟自然地理也有极大关系,如北方的河流因水流量欺负变化很大,又有山洪冰块冲击,故桥梁必须厚实稳重;而南方河流水势则较平缓,又要便于通航,故桥梁相对较纤细秀丽。
(二) 多种多样性。我国是个文明古国,地大物博,山河奇秀,南北地质地貌差异较大,因此对建桥的技术要求也高。大约在汉代时,桥梁的四种基本桥型:梁桥、浮桥、索桥、拱桥便已全部产生了。这四种桥根据其建筑材料和构造形式的不同,又分别演化出:木桥、石桥、砖桥、竹桥、盐桥、冰桥、藤桥、铁桥、苇桥、石柱桥、石墩桥、漫水桥、伸臂式桥、廊桥、风雨桥、竹板桥、石板桥、开合式桥、溜索桥、三边形拱桥、尖拱桥、圆拱桥、连拱桥、实腹拱桥、坦拱桥、徒拱桥、虹桥、渠道桥、曲桥、纤道桥、十字桥,以及栈道、飞阁等等,几乎应有尽有,什么形式的古桥,在我国都能找到。
(三) 多功能性。我国古代的匠师建桥,很注意发挥桥梁的最大效益,既能考虑到因地制宜、一切从实用出发,又能考虑使桥梁尽量起到多功能的作用。如江南的拱桥多为两头平坦,中间高拱隆起,使之既产生造型上的弧线美,又利于行舟。而南方地区广见的廊式桥,则更充分反映了一桥多用的特点。南方雨多日照强,桥匠便在桥上修建廊屋,这不仅为过往行人提供了躲避风雨日照、便于歇息的场所,而且还增加了桥梁的自重,以免洪水把桥冲掉,并起到保护木梁、铁索不受风雨腐蚀的作用。特别是很多此类廊桥,因是人员过往要冲,故还利用它兼作集市、住宿和进行商业活动。如广东潮安县的湘子桥,这座桥全长五百余米,?quot一里长桥一里市"之称,桥中设一段可以开合的浮桥,以利通航;桥上建廊屋、楼后做集市,其间店面栉比,自晨至暮,熙熙攘攘,热闹非凡,以至不闻不见咆哮的潮水和宽阔的江面,故民间流传有“到了湘桥问湘桥”的笑话。
(四) 群众公益性。桥梁自产生始,便以属于民众共有的社会性出现。我国的传统建筑,一般为私有性,唯有桥梁(除私有的园林中桥梁外),不管是官修私建的,都为社会所公有。故数千年来,爱桥护路成为一种良好风尚,而“修桥铺路”则是造福大众的慈善行为,被民众所推崇。因此,修桥或建桥具有广泛的群众性。查看史志,我国历来修桥建桥的方式,大概有四种:一是民建,即由一家一姓独立建桥;二是募捐集资,报经官府支持,协力兴建。此种最为多见,如著名的赵州桥、泉州洛阳桥等,都是用此方式建成的;三是官倡民修,由地方官倡导,士绅附和认捐,并指派官吏或商绅主持完成。此多属较大的桥梁;四是全由官府拨款施工兴建的。所以,我国古桥遍布各地,连穷乡僻壤也多建桥。其数量之多,分布之广,居世界首位。
三、桥的发生与发展
在人为桥梁之前,自然界由于地壳运动或其他自然现象的影响 ,形成了不少天然的桥梁形式。如浙江天台山横跨瀑布上的石梁桥,江西贵溪因自然侵蚀而成的石拱桥(仙人桥)以及小河边因自然倒下的树干而形成的 “独木桥”,或两岸藤萝纠结在一起而构成的天生“悬索桥”等等。人类从这些天然桥中得到启示,便在生存过程中,不断仿效自然。开始时大概是利用一根木料在小河上,或氏族聚居群周围的壕沟上搭起一些独木桥(桥之所以始称“梁”,也许便是因这种横梁而过的原故),或在窄而浅的溪流中,用石块垫起一个接一个略出水面的石蹬,构成一种简陋的“跳墩子”石梁桥(后园林中多仿此原始桥式,称“汀步桥”、“踏步桥”)。这些“独木桥”“跳墩子桥”便是人类建筑的最原始的桥梁,以后随着社会生产力的发展,不断由低级演进为高级,才逐渐产生各种各样的跨空桥梁。
我国的桥梁,大致经历了四个发展阶段。第一阶段以西周、春秋为主,包括此前的历史时代,这是古桥的创始时期。此时的桥梁除原始的独木桥和汀步桥外,主要有梁桥和浮桥两种形式。当时由于生产力水平落后,多数只能建在地势平坦,河身不宽、水流平缓的地段,桥梁也只能是写木梁式小桥,技术问题较易解决。而在水面较宽、水流较急的河道上,则多采用浮桥。
第二阶段以秦、汉为主,包括战国和三国,是古代桥梁的创建发展时期。秦汉是我国建筑史上一个璀灿夺目的发展阶段,这时不仅发明了人造建筑材料的砖,而且还创造了以砖石结构体系为主题的拱券结构,从而为后来拱桥的出现创造了先决条件。战国时铁器的出现,也促进了建筑方面对石料的多方面利用,从而使桥梁在原木构梁桥的基础上,增添了石柱、石梁、石桥面等新构件。不仅如此,它的重大意义,还在于由此而使石拱桥应运而生。石拱桥的创建,在中国古代建桥史上无论是实用方面,还是经济、美观方面都起到了划时代的作用。石梁石拱桥的大发展,不仅减少了维修费用、延长了桥的使用时间,还提高了结构理论和施工技术的科学水平。因此,秦汉建筑石料的使用和拱券技术的出现,实际上是桥梁建筑史上的一次重大革命。故从一些文献和考古资料来看,约莫在东汉时,梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四大基本桥型已全部形成。
第三阶段是以唐宋为主的,包括两晋、南北朝和隋、五代时期,这是古代桥梁发展的鼎盛时期。隋唐国力较之秦汉更为强盛,唐宋两代又取得了较长时间的安定统一,工商业、运输交通业以及科学技术水平等十分发达,是当时世界上最先进的国家。东晋以后,由于大量汉人贵族官宦南迁,经济中心自黄河流域移往长江流域,使东南水网地区的经济得到大发展,经济和技术的大发展,又反过来刺激桥梁的大发展。因此,这时创造出许多举世瞩目的桥梁,如隋代石匠李春首创的敞肩式石拱桥--赵州桥,北宋废卒发明的叠梁式木拱桥--虹桥,背诵创建的用筏形基础、植蛎固墩的泉州万安桥,南宋的石梁桥与开合式浮桥相结合的广东潮州的湘子桥等。这些桥在世界桥梁史上都享有盛誉,尤其是赵州桥,类似的桥在世界别的国家中,晚了七个世纪方才出现。纵观中国桥梁史,几乎所有的重大发明和成就,以及能争世界第一的桥梁,都是此时创建的。
第四阶段为元、明、清三朝,这是桥梁发展的饱和期,几乎没有什么大的创造和技术突破。这时的主要成就是对一些古桥进行了修缮和改造,并留下了许多修建桥梁的施工说明文献,为后人提供了大量文字资料。此外,也建造完成了一些像明代江西南城的万年桥、贵州的盘江桥等艰巨工程。同时,在川滇地区兴建了不少索桥,索桥建造技术也有所提高。 到清末,即1881年,随着我国第一条铁路的通车,迎来了我国桥梁史上的又一次技术大革命。
四、桥的类型与形式
桥的类型,若以建桥的主要材料分,便有木、石、砖、竹、藤、铁、盐、冰桥等之别。
木桥是最早的桥梁形式,我国秦汉以前的桥几乎都是木桥。如最早出现的独木桥、木柱梁桥。约商周时便出现浮桥,战国前后又出现排柱式木梁桥和伸臂式木梁桥。但因木材本身的特性,如质松易腐以及受材料强度和长度支配等,不仅不易在河面较宽的河流上架设桥梁,而且也难以造出牢固耐久的桥梁来,因此,南北朝始遂为木石混合或石构桥梁所取代。
石桥和砖桥。一般是指桥面结构也是用石或砖料来做的桥,但纯砖构造的桥极少见,一般是砖木或砖石混合构建,而石桥则较多见。到春秋战国之际便出现了石墩木梁跨空式桥,西汉进一步发展为石柱式石梁桥,东汉则又出现了单跨石拱桥,隋代创造出世界上第一座敞肩式单孔弧形石拱桥,唐代李昭得造出了船形墩多孔石梁桥。宋代是大型石桥蓬勃发展的时期,创造出像泉州洛阳桥和平安桥那样的长达数里横跨江海交汇处的石梁桥,以及像北京芦沟桥和苏州宝带桥那样的大型石拱桥。
竹桥和藤桥。主要见于南方,尤其是西南地区。一般只用于河面较狭的河流上,或作为临时性架渡之用。早期的主要是一种索桥,南北朝时称竹质的溜索桥为“笮桥”。后来出现了竹索桥、竹浮桥和竹板桥等。铁桥,在古代包括铁索桥和铁柱桥两种。前者属于索桥类,较多见,约在唐代便出现;后者属于梁桥类,实为木铁混合桥,极少见,在江西见一例。
盐桥和冰桥。主要见于特殊的自然环境中。前者主要见于青海盐湖地区,后者主要见于北方寒冷地区。
若以桥梁的结构及外观形式分,则主要有梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四种基本类型。
梁桥。又称平桥、跨空梁桥,是以桥墩做水平距离承托,然后架梁并平铺桥面的桥。这是应用最为普遍的一种桥,在历史上也较其它桥形出现为早。它有木、石或木石混合等形式。先秦时梁桥都是用木柱做桥墩,但这种木柱木梁结构,很早就显出其弱点,不能适应形势的发展。因此,起而代之的是石柱木梁桥,如秦汉时建成的多跨长桥:渭桥、灞桥等。约在汉代时桩基技术发明,于是出现了石桥墩,标志着木石组合的桥梁能够越跨较宽大的河道能经受住汹涌洪浪的冲击。但由于石墩上的木梁不耐风雨侵蚀,于是便在桥上建起了桥屋,保护桥身,此桥型(廊桥)后多见于南方,但最早都见于黄河流域。中小型的石梁或石板桥,构造方便,材料耐久,维修省力,是民间最为喜用的一种桥形,尤其是南宋后,在福建泉州地区十分盛行,创造了许多长大的石梁桥。梁桥若中间无桥墩者,称单跨梁桥;若水中有一桥墩,使桥身形成两孔者,便称双跨梁桥;若两墩以上者,便称多跨梁桥。
浮桥。又称舟桥、浮航、浮桁,因其架设便易,常用于军事目的,故也称“战桥”--一种用于数十百艘木船(也有用木筏或竹筏连横于水上的)连锁起来并列于水面,船上铺木板供人马往来通行的桥。若按严格意义上的桥:是以跨空和有柱墩为标志的话,那它还不是十足意义上的桥。浮桥主要建于河面过宽及河水过深或涨落起伏大,非一般木石柱梁桥所能济事的地方。浮桥两岸多设柱桩或铁牛、铁山、石囷、石狮等以系缆。隋大业元年在洛阳洛水上建成的天津桥,是第一次用铁链连接船只的浮桥。浮桥目前在我国南方如江西、浙江、广西等地方仍常见用。
浮桥的优点:一是施工快速,清咸丰二年(公元1852年),太平军围攻武昌,只用一夜时间就建成两座横跨长江的浮桥。二是造价低廉,明代邹守益在《修凤林浮桥记》中,曾对石桥与浮桥做过比较:“若用石梁桥,要费千金,而用浮桥,则费五百金便可,可根据需要而定。”三是开合随意,拆除和架设都很方便。缺点是载重量小,随波上下动荡不定,且抵御洪水能力弱,常需及时拆撤,并要人照看,管理繁琐,舟船、桥板与系船的缆绳要经常修茸和更换,维护费用昂贵。因此,很多浮桥的最后归宿,都向木梁桥、石梁桥或石拱桥发展。
索桥。也称吊桥、绳桥、悬索桥等,是用竹索或藤索、铁索等为骨干相拼悬吊起的大桥。多建于水流急不易做桥墩的陡岸险谷,主要见于西南地区。其做法是在两岸建屋,屋内各设系绳的立柱和绞绳的转柱,然后以粗绳索若干根平铺系紧,再在绳索上横铺木板,有的在两侧还加一至两根绳索作为扶栏。始见于秦汉,如秦李冰曾在四川益州(今成都)城西南建成的一座笮桥,又名"夷里桥",便是座竹索桥。现存著名的有建于明清时的泸定铁索桥、灌县竹索桥等。过索桥感觉非常惊险,正如古人形容过索桥的那样:“人悬半空,度彼决壑,顷刻不戒,陨无底谷。”唐代和尚智猛称:“窥不见底,影战影栗。”其实真正渡之还是安全的,正如《徐霞客游纪》对贵州盘江桥评价的那样:“望之飘然,践之则屹然不动。”
拱桥。在我国桥梁史上出现较晚,但拱桥结构一经采用,便迅猛发展,成为古桥中最富有生命力的一种桥型,即使在今天,它也仍有继续发展的广阔前景。拱桥有石拱、砖拱和木拱之分,其中砖拱桥极少见,只在庙宇或园林里偶见使用。一般常见的是石拱桥,它又有单拱、双拱、多拱之分,拱的多少视河的宽度来定。一般正中的拱要特别高大,两边的拱要略小。依拱的形状,又有五边、半圆、尖拱、坦拱等之分。桥面一般铺石板,桥边做石栏杆。拱桥的形象最早见于东汉画像砖上,是由伸臂木石梁桥在发展过程中又受墓拱、水管等形状影响而产生的。文献记载见于南北朝时的《水经注》中,现存最早的实物和最具代表性的是隋代李春设计建造的赵州桥。石拱桥的发券,明以后,尤其在清代,则盛行用整券,即“桶状发券”。
此外,其它特种造型尚有飞阁和栈道、渠道桥和纤道桥,以及曲桥、鱼沼飞梁和风水桥。
“飞阁”,又称阁道、复道,即天桥。古代宫殿楼阁间的跨通道。《三辅黄图》:“乃于宫(指汉末央宫)西跨城池作飞阁通建章宫,构辇道以上下。”秦汉皇宫楼殿间联以阁道通行,因上下有道,故称复道。秦始皇筑阁道由阿房宫通骊山,人行桥上,车行桥下,堪称中国最早的立交桥。“栈道”,又称栈阁、桥阁,单臂式木梁桥。在山区陡峭的地方,架木铺成的道路。
“渠道桥”,既是引水渠道又作行人用的桥梁。也即在桥上砌水渠以引水。如建于金代的山西洪洞县惠远桥。故今山西民间尚有“水上桥、桥上水”的俚语。“纤道桥”,一种为便于拉纤而建造的、与河流平行的带状长桥。多见于浙江境内的运河地区。有的长达一二公里乃至五六公里,如绍兴阮社有一座“百孔官塘”纤道桥,建于清同治年间,桥长380余米,115个跨,桥面用三块条石拼成,底平接水面。
“曲桥”,园林中特有的桥式,故也称园林桥。桥与径、廊均为园林中游人赏景的通道。“景莫妙于曲”,故园林中桥多做成折角者,如九曲桥,以形成一条来回摆动,左顾右盼的折线,达到延长风景线,扩大景观画面的效果。曲桥一般由石板、栏板构成,石板略高出水面,栏杆低矮,造成与水面似分非分、空间似隔非隔,尤有含蓄无尽之意。
五、 桥的材料与构造
桥梁的构造,除较原始的独木桥、汀步桥以及浮桥外,一般均由跨空部分和跨空支承部分构成,即桥墩与桥身组成。
(一) 梁桥,根据其所用材料和构造情况,可分为木梁桥和石梁桥。“木梁桥”包括木梁木柱桥、木梁石柱桥、木梁石墩桥、木撑架桥,其中“木梁石柱桥”是从木梁木柱这种原始的木桥发展而来的。
“石梁桥”包括石梁石柱桥、石梁石墩桥、石伸臂桥(类似木伸臂桥)、三边石梁桥、漫水石梁桥、石板平桥(多见于园林“曲桥”和“纤道桥”)。其中以“石梁石墩桥”最为常见。这种桥比用石墩木梁又更进一步,避免了木梁桥面易于腐朽、常需维修的缺点。
桥梁中还有一种与浮桥相结合的桥式,即“开合式桥”。其中间浮桥可根据需要开合启闭。如潮安县的湘子桥。其东西两端是石梁桥,中间则用十八只木船搭成浮桥相连接,以利排渲洪水,及“通巨舰,排放木筏”之用。
(二)拱桥,根据其构造情况以及拱券的圆弧和排列形式可分为:陡徒和坦拱式拱桥、尖拱和圆拱式拱桥、连拱和固端式拱桥,单孔和多孔式拱桥、实腹和空腹式拱桥,以及虹桥等等。其拱券的圆弧则有半圆、马蹄、全圆、锅底、蛋圆、椭圆、抛物线圆及折边等形式,排列形式则有并列和横联两种,其中横联式应用最多,并派生出镶边横联券和框式横联券两种。
(三)索桥,根据其采用不同质地的绳索及过度和构造形式,可分为竹索、铁索、藤索和溜索桥、城防吊桥,以及单索、双索、多索网状桥、并列多索桥等。
六、 桥的艺术与文学
山水自然美,向为我国文学家和艺术家情有独钟。正如明代大艺术家董昌其所说“诗以山川为境,山川亦为诗为境。”桥,是架设于山水之间的建筑物,它长期屹立于大自然之中,也就成为点缀和美化大自然的一员。有山有水自然也就会有桥,桥梁本身也是实用与艺术的融合体,如桥梁的平直、索桥的凌空、浮桥的韵味、拱桥的涵影等,原来就摇曳着艺术的风采。故英国李约瑟先生说:“没有中国桥欠美的,并且有很多是特出色的美。”
我国桥梁的艺术性,主要表现在两方面,即造型风格和装饰工艺。造型风格主要体现在曲线柔和、韵律协调和雄伟壮观上。而江南水乡的一些小梁细桥,则更使人联想到“小桥 流水 人家”的诗情画意。
桥梁装饰,在我国总的来说不算很发达,主要体现在石构桥梁中,其部位大致在人们易于驻足观瞻的地方。如常见的有螭龙、凤、狮、象、犀牛,并间有兔、猴、马、狗、云朵、莲花、芳草等图案。也有少数浮雕的河神像、武士像和人物故事形象。如河北赵县永通桥山花墙上浮雕的河神头像,赵州桥栏板上浮雕的螭龙和望柱上的狮首像, 北京卢沟桥望柱上的石狮子等等。这些石雕,工艺精细,并往往还与民间风情、神话传说有密切的联系。如治水的蛟龙,分水的犀,降伏水怪的神兽等,从而形成我国桥梁艺术的独特风格。
此外,我国许多桥梁,往往在桥上或桥头上构建有许多附属建筑物。桥上构筑建筑物,起自木桥的防腐和压基作用,后成为桥与建筑的结合物。桥头构筑建筑物,是作为桥梁出入口的标志, 并兼有衬托、拱卫和装饰桥梁的作用。
【卢沟桥】全国重点文物保护单位。位于北京市区西南部丰台区宛平城,横跨永定河。始建于金大定二十九年(1189),明昌三年(1192)建成。明正统、清康熙年间重建,是北京现存最古老的石拱桥。桥由白石砌成,长212.2米,宽7.5米。两侧有栏板、望柱,望柱上雕凿大小石狮492只,神态各异。桥有11孔,桥墩、拱券各部分,均用腰铁固牢。桥墩作船形,迎水面砌作分水。桥两头有华表各一对,石碑各一座,一为清康熙年间修桥碑,一为乾隆御题"卢沟晓月"碑,为"燕京八景"之一。桥东为宛平城,1937年7月7日,日军炮击卢沟桥,
进攻宛平城,抗日战争全面爆发。这就是著名的"卢沟桥事变",至今桥身仍可见当年的弹痕。
赵州桥,又名安济桥,也叫大石拱桥,座落在河北省赵县城南五里的清水河上。它不仅是中国第一座石拱桥,也是当今世界上第一座石拱桥。唐代文人赞美桥如"初云出月,长虹饮涧"。
这座桥建于隋朝公元605年至618年,由一名普通的石匠李春所建,距今已有1350多年的历史。在漫长的岁月中,虽然经过无数次洪水冲击、风吹雨打、冰雪风霜的侵蚀和8次地震的考验,却安然无恙,巍然挺立在清水河上。
李春设计的赵州桥,桥身长50.82米,宽9.60米,大拱的净跨度长37.37米,拱高7.23米。他考虑,为使桥面坡度小,将桥高与跨度呈1:5的比例,这样既便于行人来往,也便于车辆通行;拱顶高,又便于桥下行船。他又在大拱的两肩上,各做两个小拱,使得整个桥型显得格外均衡、对称,既便于雨季泄洪,又节省了建筑材料。其结构雄伟壮丽、奇巧多姿、布局合理,多为后人所效仿。李春设计的桥面坦直,共分三股,中间走车马,两旁走行人,不仅可使秩序井然,且又能防止交通事故的发生。可见,在1300多年前,在技术十分落后的情况下,一个普通石匠李春有这样高超的技术,实为难能可贵。
李春选用的石料和石料砌法技艺与众不同。他采用长方形石料,每块重约一吨,在1350多年前的隋朝,李春在没有起重机和吊车的情况下,运这么重的大石头是何等的艰辛。这充分显示了我国劳动人民的伟大智慧。可见李春付出了多大的心血和代价!
李春带领其他工匠,将石料各面部凿有细密的斜纹,使石块相互咬合扣紧。全桥由28道独立的石拱纵向并列组成。他想,这样可以使每道石拱圈各自独立负荷载重,又便利于修缮。为了加强各拱圈的连接,他又采用9道铁梁贯于拱背之上,接着用腰铁嵌入拱石之间,使桥能"奇巧固护,用于天下"。
最后,李春又组织能工巧匠,在桥面的两侧石栏杆上,刻有许多精美的古典雕刻艺术,图案细腻,刀法苍劲有力,雕刻灵变,各种鸟兽龙腾虎跃,欲飞若动,形象逼真,堪称隋唐时代雕刻艺术的佳作。这种拱上加拱、"敞肩拱"的新式桥型,这样的布局,采用这样的巨形跨度,构成这样的优美的造型,是李春在世界上的首创。在欧洲,14世纪才出现法国泰克河上的赛雷桥,但是,比中国赵洲桥晚了700多年,并且早已被洪水毁坏无存。所以,李春造的赵州桥是全世界桥梁建筑史上唯一尚存的时间最长的一座,在世界占有重要地位,是相当有价值的。这是中国人民的骄傲和自豪。
这座历史悠久、结构奇特、造型美观、居世榜首的赵州桥,凝聚了李春的汗水和心血。李春成为中国、乃至世界建筑史上第一位桥梁专家。
但是,关于李春的生平事迹却没有留下更多的记载。就连隋朝之后的唐朝人,也只有"制造奇特赵州桥的人是隋匠李春"等数语记载。在赵州桥建成100年以后的唐朝开元13年(公元726年)中书令张士贞在《安济桥铭》中简略提到:"赵州清水河石桥,隋匠李春之迹也,制造奇特,人不知其所为。"这说明,在封建社会里,劳动人民的创造发明,不知有多少被埋没了。
特别值得提出的是赵州桥的基础非常坚固。1350年来,两边桥基下沉水平只差5厘米,这说明李春桥址选择科学合理。赵州桥桥基,是建筑在清水河河床的白粗沙层上,既没有打桩,也没有其他石料,桥台仅用五层石料砌成,桥基很牢,结构简单。在1350年前,李春就敢用这样天然地基来承担大桥的全部重量,可见李春对工程学、力学、建筑学、水文、地质等都有深刻的理解。李春有这么多科学知识,无疑是他从劳动实践中获得和积累的。
世界第一高桥-米洛大桥
法国建成世界第一高桥,高达343米耸立云间
2004年12月11日 0816
12月9日,法国塔恩河河谷的云雾从米约高架桥下穿过。
米约高架桥的桥柱高达343米,是目前世界上最高的桥梁。
这座大桥位於法国首都巴黎通往地中海地区的公路上,其落成典礼将於12月14日举行。
据日本“朝日新闻”报道:法国近日在其南部米尧地区的塔伦(音译)河流经的一个峡谷修建了一座高达343米的世界第一高桥。
它由7根粗大的桥桩支撑,耸立云霄,从照片上看极其壮观。不知道司机和乘车人从桥上通过时是为感到身在天上而开心还是因害怕掉下去而提心吊胆。
报道说,该桥是连接巴黎和地中海沿岸的道路的一部分,法国总统希拉克将於本月14日亲自出席通车仪式。
1.桥梁建设的基本程序是怎样的?
2.桥梁设计之前应调查和收集哪些基本资料?
3.“预可”阶段的任务是什么?
4.“工可”阶段的任务是什么?
5.初步设计阶段的任务是什么?
6.技术设计的内容是什么?
7.施工图设计的内容是什么?
8.公路桥梁设计的基本原则是什么?
9.桥梁设计应满足哪些基本要求?
10.如何确定桥梁上的主要技术标准?
11.桥梁规划时,如何考虑综合利用?
12.选择桥位应注意哪些问题?
13.当桥轴线的法线方向与水流主方向不一致时怎么办?
14.桥梁纵断面设计包括哪些内容?
15.桥梁横断面设计包括哪些内容?
16.确定桥面标高需考虑哪些因素?
17.与桥梁设计有关的河流水位有哪些?为什么桥梁设计中必须掌握这些资料?
18.桥梁净跨径和总跨径的几何定义是什么?
19.怎样确定桥梁全长?
20.对较长的桥梁进行分孔时一般要考虑哪些主要因素?
21.为什么大、中跨桥梁的两端要设置桥头引道?
22.桥梁结构的基本体系有哪些?
23.一座桥梁由哪几部分组成?
24.怎样区分跨河桥、跨线桥、高架桥和栈桥?
25.什么是桥梁美学?
26.桥梁建筑艺术设计应考虑哪些因素?
27.什么叫估算、概算、预算和决算,编制的范围和依据是什么?
28.什么叫桥面净空?
29.什么叫桥下净空?
30.怎样划分大、中、小桥?
31.怎样确定计算跨径?
32.桥梁高度、桥下净空高度和建筑高度有什么不同?
33.什么叫净矢高、计算矢高和矢跨比?
34.什么叫洪水频率和设计洪水频率?
35.桥梁墩台冲刷是一种什么现象?
36.桥前雍水是一种什么现象?
37.在什么情况下设置导流堤?
第二章 设计荷载及作用
1.公路桥梁设计荷载主要分几大类?
2.永久荷载包括哪些内容?
3.基本可变荷载包括哪些内容?
4.其他可变荷载包括哪些内容?
5.偶然荷载主要指哪几种?
6.城市桥梁采用的汽车荷载与公路桥梁所采用的有哪些差异?
7.什么叫汽车和挂车的等代荷载?
8.什么叫做荷载横向分布系数?
9.什么叫荷载折减系数?
10.什么叫活荷载内力增大系数?
11.什么叫做汽车荷载冲击系数?
12.荷载组合共有哪几种?
13.为什么用平板挂车或履带车进行验算时不计冲击力的影响?
14.什么叫施工荷载?
15.什么叫做主动土压力?
16.什么叫静止土压力?
17.什么叫被动土压力?
18.什么叫做温度梯度?
19.什么叫年温差?什么叫局部温差?
20.什么叫混凝土徐变系数?
21.桥梁的设计风荷载由哪几部分组成?
22.什么叫基本风速?
23.什么叫设计基准风速?
24.什么叫阵风系数?
25.什么叫空气静力系数?
26.什么叫地震震级,什么叫地震烈度?
27.什么叫水平地震系数?
28.什么叫抗震分析的时程分析法和反应谱分析法?
29.船只或漂流物对墩台的撞击力应如何计算?
30.什么叫做荷载安全系数?
31.什么叫做材料安全系数?
32.什么叫做工作条件系数?
第三章 梁式桥
1.按静力体系划分,梁式桥主要包括哪几种?
2.按承重结构的截面划分,梁式桥又分为哪几种?
3.永久性梁桥主要由哪几种材料筑成?
4.按平面布置,梁式桥又有哪几种?
5.什么叫桥面简易连续和结构连续梁式桥?
6.肋梁桥之间的横隔梁(板)起什么作用?
7.箱形截面梁内的横隔板起什么作用?
8.装配式板桥和T梁桥中,板与板之间、梁肋与梁肋之间的连结方式有哪几种?
9.什么叫先张法预应力混凝土板桥?
10.什么叫后张法预应力混凝土梁桥?
11.预应力混凝土肋梁桥中,除了预应力筋束之外,还需布置哪些普通构造钢筋?
12.钢垫板下的间接钢筋有哪几种形式?它们的作用是什么?
13.斜梁桥的斜度和斜交角在定义上有什么不同?
14.为什么斜板桥在端部预留锚栓孔?
15.斜板桥的配筋有哪些要点?
16.什么叫扇形弯梁桥?什么叫斜弯梁桥?
17.平面弯梁桥两端支座反力按怎样的规律变化?有哪些有效措施可防止支座脱空?
18.弯梁桥的横坡应怎样设置?
19.悬臂体系梁式桥有哪几种常用的布置形式?
20.悬臂梁桥的布孔要注意些什么?
21.悬臂梁桥中的牛腿起什么作用?设计牛腿时要注意些什么?
22.为什么大跨度连续梁桥沿纵向一般设计成变高度的形式?
23.箱形横截面布置应考虑哪些因素?
24.变截面连续体系梁桥箱梁的梁高应如何拟定?
25.变截面连续体系梁桥箱梁腹板厚度应如何确定?
26.变截面连续体系箱梁顶板、底板厚度应如何拟定?
27.如何控制预应力梁腹板斜裂缝?
28.如何防止箱梁顶板开裂?
29.大跨连续体系梁桥混凝土徐变将产生什么后果?如何控制徐变?
30.混凝土中钢筋腐蚀主要与哪些因素有关?如何控制?
31.钢筋保护层的作用是什么?
32.不同环境下的混凝土结构耐久性设计应考虑哪些因素?
33.什么叫三向预应力结构?
34.后张法预应力混凝土梁梁端设计应注意哪些问题?
35.板的荷载有效分布宽度是什么含义?
36.什么叫荷载横向分布的刚性横梁法?
37.什么叫荷载横向分布的修正偏心压力法?
38.什么叫荷载横向分布的铰接板(梁)法?
39.刚接梁法与铰接板(梁)法的差别在哪里?
40.什么叫做荷载横向分布的杠杆原理法?
41.什么叫做荷载横向分布的比拟正交异性板法?
42.怎样应用“等代简支梁法”来分析非简支的其他梁式体系桥的荷载横向分布?
43.在超静定预应力混凝土梁桥中,有哪些因素会使结构产生二次内力?
44.用等效荷载法求解预应力总预矩的要点有哪些?
45.用换算弹性模量法求解混凝土徐变次内力的要点是什么?
46.混凝土的徐变对静定结构产生次内力吗?
47.在静定梁式结构中,呈非线性变化的温度梯度是否会引起结构的次内力?
48.温度沿截面高度呈均匀变化时,对于无水平约束的连续梁是否会导致次内力?
49.为什么日照温差会使箱梁产生横桥向次内力?
50.弯梁桥中,由于温度和混凝土收缩引起在平面内的位移方向,同由于预加力和混凝土徐变影响引起的位移方向有什么差别?
51.箱形截面梁由于发生畸变会产生哪些应力?
52.什么叫箱形梁的剪力滞效应?T形截面梁和工字形截面梁也会有剪力滞效应吗?
53.在什么情况下箱形梁翼缘会出现负剪滞效应?
第四章 刚构桥
1.刚构桥在结构构造上的主要特点是什么?
2.单跨刚构桥中有哪两种主要形式?
3.单孔门式刚构桥的立柱与柱基之间有时做成铰接形式,为什么?
4.多跨刚构桥可做成哪几种形式?
5.带挂梁的T形刚构桥具有哪些优缺点?
6.带剪力铰的T形刚构桥与带挂梁的T形刚构桥在受力上有哪些差别?
7.三跨连续刚构桥比单跨门式刚构桥从受力上讲有什么优点?
8.为什么连续刚构桥一般采用柔性墩?
9.连续刚构桥墩柱的立面常采用哪几种形式?
10.为什么在连续刚构桥中,桥墩的防撞问题比连续梁桥的显得更重要些?
11.为什么预应力混凝土连续刚构桥的跨越能力较连续梁大?
12.连续刚构桥梁中,边跨与中跨的比例在什么范围内较合适?
13.如何拟定预应力混凝土连续刚构桥的各种尺寸?
14.刚构一连续组合梁桥是一种什么样的桥型?
第五章 拱桥
1.按照静力图式拱桥分为哪几种类型?
2.按照桥面所处空间位置,拱桥又分哪几类?
3.主拱圈的截面形式有哪几种?
4.拱桥一般由哪些材料建成?
5.上承式拱桥的拱上建筑主要有哪几种构造方式?
6.空腹式拱上建筑梁式腹孔可采用哪几种形式?
7.空腹式拱上建筑的拱式腹孔拱圈可采用哪几种形式?
8.实腹式拱上建筑的拱背填料做法有哪两种方式?
9.空腹式拱上建筑的腹孔墩主要有哪两种形式?
10.上承式拱桥一般在哪些部位设置伸缩缝或变形缝?
11.拱桥中常用的铰的形式有哪些?
12.石拱桥拱圈与墩、台以及腹孔墩相连接处为什么要设置五角石?
13.拱桥中设置铰的情况有哪几种?
14.设计拱桥时,对设计具有直接影响的标高是哪几个?
15.当设计的多孔连续拱桥必须采用不等跨径时,可以采用哪些措施来平衡推力?
16.拱桥设计中常用的拱轴线是哪些?
17.为什么工程设计中很少采用三铰拱?
18.双曲拱桥是一种什么样的桥型?它的主拱圈由哪几部分构成?
19.箱形截面拱的组成方式有哪几种?
20.箱形拱桥有哪些特点?
21.拱桥合拢时,为何要强调低温合拢?
22.怎样近似计算拱桥中混凝土的收缩效应?
23.桁架拱桥是由哪几个主要部分组成的?
24.刚架拱桥是在什么桥型基础上演变而来的?
25.常用的桁架拱桥,为什么设置斜腹杆比不设斜腹杆的要好?
26.斜腹杆桁架拱又分哪几种形式?
27.刚架拱桥上部构造的支座按其所在部位分哪几种?具体构造上有什么要求?
28.中承式或下承式拱桥,有时为了争取净空高度或者美观等原因,在两拱片之间不设置横向风撑,这是靠什么来维持拱片的横向稳定?
29.中承式和下承式拱桥的短吊杆设计应特别注意哪些问题?
30.采用中承式或下承式拱桥的一个最重要的安全措施是什么?
31.采用钢管混凝土拱肋作承重结构具有哪些优缺点?
32.劲性骨架混凝土拱桥有哪些特点?
33.劲性骨架混凝土拱桥在设计计算中应注意哪些问题?
34.梁拱组合体系桥梁有哪些基本形式?
35.如何考虑梁拱组合体系桥梁的总体布置?
36.简支梁拱组合式桥梁有哪些基本力学特征?
37.连续梁拱组合式桥梁有哪些基本力学特征?
38.在连续梁拱组合体系的桥梁中,哪些部位易产生裂缝或断裂,如何控制?
39.悬链线拱拱轴系数的物理定义是什么?它对拱桥设计有什么价值?
40.悬链线拱桥设计中的“五点重合法”的含义是什么?
41.为什么混凝土拱桥的承载潜力比梁桥要大?
42.调整主拱圈应力的方法有哪几种?
43.什么称拱圈应力调整的假载法?
44.拱桥计算中,什么情况下可以近似地不计荷载横向分布的影响,什么情况下就必须考虑?
45.什么称拱上建筑联合作用,为什么设计中一般不考虑它?
46.计算拱桥荷载横向分布系数的近似方法——弹性支承连续梁法作了哪些简化假定?
47.连拱作用的基本概念是什么?
48.连拱简化分析的方法有哪几种?
第六章 斜拉桥
1.斜拉桥由哪几个主要部分组成?
2.按塔、梁、墩结合方式划分,斜拉桥分为哪几种体系?
3.斜拉桥的边跨和主跨之比在什么范围内较合适?
4.拉索的间距在哪个范围内较合适?
5.按拉索平面数量和布置形式,斜拉索可分为哪几种?
6.在同一索平面内,拉索有哪几种布置形式?
7.从立面上看,索塔有哪些形式?
8.从横桥向看,索塔有哪些形式?
9.索塔高度和拉索倾角的确定应考虑哪些因素?
10.主梁刚度的确定应考虑哪些因素?
11.混凝土主梁有哪些特点和截面形式?
12.钢-混凝土结合主梁有哪些特点和截面形式?
13.钢主梁有哪些特点和截面形式?
14.如何考虑选择不同材料的主梁结构?
15.斜拉桥的拉索有哪几种类型,各有的特点?
16.拉索的应力控制需考虑哪些因素?
17.斜拉桥中设置辅助墩起什么作用?
18.斜拉桥在梁体上常采用哪些抗风措施?
19.斜拉桥在拉索上可以采用哪些抗风减振措施?
20.斜拉桥的拉索在梁上的锚固方式有哪些?
21.斜拉桥的拉索在塔上的锚固方式有哪些?
22.斜拉桥的索塔有哪些截面形式?
23.为什么一般很少采用三塔或多塔多跨式斜拉桥?
24.目前几座建成的多跨多塔斜拉桥采用了哪些构造措施来保证中塔的稳定?
25.什么叫矮塔部分斜拉桥,它有什么特点?
26.在特大跨径的斜拉桥中,主梁若采用漂浮的支承体系方案,将会带来哪些负面影响?
27.斜向双索面布置的最主要优点是什么?
28.斜拉桥拉索的修正弹性模量考虑了什么因素?
29.斜拉桥的调索计算有哪几种基本方法?
第七章 悬索桥
1.悬索桥是由哪几个主要部分组成?
2.悬索桥的垂跨比是指什么?
3.按照吊杆的布置方式,悬索桥分哪几种类型?
4.按照静力体系悬索桥又分为哪几类?
5.悬索桥的加劲梁多采用钢结构而少采用混凝土结构,为什么?
6.在每侧吊杆平面内布置两条主缆的双链式悬索桥有什么优点?
7.作为悬索桥的一个特殊部件“锚碇”有哪几种形式?各由哪几部分组成?
8.悬索桥的加劲梁常采用哪几种形式?
9.如何保证悬索桥的抗风稳定性?
10.悬索桥主缆的形成主要有哪两种方法?各有什么特点?
11.悬索桥主鞍座的设计应注意哪些问题?
12.悬索桥上的靴跟和散索鞍在设计时应注意哪些问题?
13.吊桥的索夹有哪几种形式?设计中应注意些什么?
14.吊杆由什么材料组成,它与索夹及加劲梁如何连结?
15.如何设计悬索桥主缆的防腐涂装?
16.悬索—斜拉协作体系桥梁中一个尚未得到圆满解决的问题是什么?
17.常用的悬索桥桥塔采用哪几种形式?
18.悬索桥主缆的验算应满足什么要求?
19.悬索桥的锚碇验算应满足什么要求?
20.悬索桥桥塔的验算应满足什么要求?
21.悬索桥的加劲梁除了按常规的方法进行结构分析和截面强度验算外,还应在设计中考虑哪些问题?
22.悬索桥吊索中的附加索力是由哪些因素引起的?
23.悬索桥计算中所采用的挠度理论作了些什么简化假定?
24.悬索桥计算中“重力刚度”的原理是什么?
25.悬索桥计算中的“代换梁法”是一种什么样的计算方法?
26.什么叫物理非线性理论?
27.什么叫几何非线性理论?
28.桥梁结构的非线性包括哪些因素?
29.什么叫T.L和U.L列式法,适用范围如何?
30.等效静阵风荷载计算时,基准高度应如何确定?
31.作用于桥梁上的等效静阵风荷载如何计算?
32.对于悬索桥的主缆和吊杆在计算静风荷载时,《抗风指南》中有什么规定?
33.悬索桥对于静风作用要做哪些稳定性验算?
34.什么叫颤振?
35.什么叫驰振?
36.什么叫涡激共振?
37.什么叫抖振?
38.什么叫雨振?
39.为什么叫尾流驰振?
40.在验算斜拉桥或悬索桥的动力稳定性时用到的“检验风速”和“临界风速”这两个名词,它们的定义是什么?
41.如何估算悬索桥和斜拉桥的基频?
42.如何应用基频初步判断柔性桥梁的颤振稳定性?
43.桥梁的阻尼如何取用?
44.桥梁颤振稳定性是如何分级的?
第八章 结构设计
1.什么是永久性构件和可更换构件,设计中应如何考虑?
2.砖石砌体结构共有哪几大类?
3.什么叫混凝土标号?立方体强度和棱柱体强度?它们之间大致有什么样的关系式?
4.什么叫材料的标准强度和设计强度?
5.混凝土强度等级与混凝土标号间有什么关系?
6.什么叫高性能混凝土?
7.什么叫高强混凝土?
8.什么叫钢纤维混凝土?
9.极限状态设计法包括哪两大类?
10.钢筋混凝土受弯构件的受力分哪三个工作阶段?
11.截面设计中的容许应力法是一种什么方法?
12.受弯构件的钢筋骨架通常由哪几种钢筋结合而成?它们各自起什么作用?
13.钢筋混凝土受弯构件进行正截面承载能力验算时采用了哪些基本假定?
14.钢筋混凝土及预应力混凝土受弯构件在正常使用阶段的计算作了哪些基本假定?
15.为什么对受弯构件有一个受压区高度界限系数的限制?
16.为什么对纵向受拉钢筋有最小配筋率的规定?
17.什么叫适筋梁破坏?
18.什么叫超筋梁破坏?
19.什么叫少筋梁破坏?
20.钢筋混凝土受弯构件在哪些情况才采用双筋截面?
21.为什么对宽翼缘的受弯T形梁作有效宽度的规定?
22.受弯构件中剪跨比是什么样的参数?
23.什么叫简支梁斜截面的斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏?
24.为什么在受弯构件靠近支点的局部区段配置斜钢筋和加密箍筋?
25.为什么简支梁斜截面按抗剪强度的公式通过了,还要验算它的截面最小尺寸限值?
26.为什么对混凝土内的钢筋锚固长度,搭接长度和同一截面的接头数量都作了限制?
27.什么叫大偏心受压构件?
28.什么叫小偏心受压构件?
29.为什么偏心受压长柱还要考虑偏心距增大系数?
30.钢筋混凝土轴心受压构件的配筋方式有哪两种?
31.什么叫纵向弯曲系数?
32.螺旋式间接钢筋能提高截面承载能力的原理在哪里?
33.目前关于混凝土局部承压的工作机理主要有哪两种理论?
34.局部承压所使用的间接钢筋有哪两种形式?
35.什么叫换算截面和换算惯性矩?
36.在什么前提下,才可以应用材料力学或结构力学中的公式来计算受弯构件的变形?
37.为什么在计算汽车荷载引起梁的变形时不考虑冲击力的影响?
38.关于钢筋混凝土裂缝宽度的计算目前有哪三种理论?我国的《公桥规》是基于哪一种?
39.什么叫预应力混凝土?
40.什么叫预应力度?按照预应力度划分钢筋混凝土结构可分为哪三大类?
41.对混凝土施加预应力的方法有几种?
42.钢筋预应力损失包括哪一些?
43.先张法构件与后张法构件在计算弹性压缩所引起的损失方面有什么不同?
44.什么叫钢筋的有效预应力?
45.什么叫预应力钢束布置的束界?
46.预应力钢束弯起的曲线形状有哪几种?
47.预应力混凝土受弯构件在进行正截面强度计算时,与普通钢筋混凝土受弯构件有什么不同?
48.什么叫先张法构件预应力钢筋的传递长度?
49.预应力混凝土受弯构件在短期荷载作用下的总挠度包括哪些内容?
50.什么是荷载长期效应?预应力混凝土受弯构件在长期荷载作用下的挠度如何计算?
51.钢筋混凝土及预应力混凝土受弯构件的预拱度应怎样设置?
52.部分预应力混凝土结构具有什么样的受力特性?
53.按预应力度法进行截面配筋设计的要点有哪些?
54.按名义拉应力法进行截面配筋设计的要点有哪些?
55.无粘结预应力混凝土受弯构件具有什么样的受力性能?
56.双预应力混凝土梁是一种什么样的受力构件?
57.钢筋混凝土深梁是如何定义的?
58.简支深梁有哪三种破坏形态?
59.对深梁纵向受拉钢筋的锚固有哪些要求?
60.深梁下部纵向受拉钢筋宜布置在梁高的哪个范围以内?
61.简支深梁的主要钢筋包括哪些?
62.钢结构的计算有哪几项基本原则?
63.桥梁用钢材应具备哪些基本性能?
64.钢结构中所用的钢材按材质区分主要有哪些品种?按成品的钢材区分又有哪几类?
65.钢结构的连接有哪几种方法?
66.焊缝形式有几种?
67.什么叫焊接应力和焊接变形?
68.螺栓连接构件要作哪些验算?
69.铆钉连接的计算与螺栓连接计算有哪些差别?
70.高强螺栓连接的承载能力计算有何特点?
71.什么叫钢板梁,按照连接方式可分哪两大类?
72.钢板梁的总体验算内容有哪些?
73.焊接钢板梁的局部稳定性验算包括哪些内容?
74.什么是钢结构的疲劳?何时需作疲劳验算?
75.钢材腐蚀的原因是什么?
76.钢结构的防护有哪几种方法?各有什么特点?
77.钢材表面喷砂的目的是什么,喷砂如何分级?
78.隔离层的作用是什么?有哪几种类型?
79.面漆有哪几种类型,各有何特点?
第九章 桥梁下部结构
1.梁式桥桥墩由哪几个部分组成?
2.常用的梁式桥桥墩有哪几种类型?
3.梁式桥桥台由哪几个部分组成?
4.常用梁式桥桥台有哪几种类型?
5.拱式桥的墩台与梁式桥的最大差别有哪些?
6.拱桥中常用的单向推力墩有哪几种形式?
7.梁桥墩帽尺寸的拟定应满足哪些要求?
8.梁桥台帽尺寸的拟定应满足哪些要求?
9.什么叫破冰棱?
10.防撞岛是什么样的构筑物?
11.梁桥重力式桥墩要验算哪些内容?
12.梁桥桩柱式桥墩的柱身计算有什么特点?
13.梁桥重力式桥台要考虑哪几种荷载组合?
14.拱桥重力式桥台要考虑哪几种荷载组合?
15.拱桥轻型桥台的计算中一般作了哪些基本假定?
16.有底支撑梁的梁桥轻型桥台可按什么样的结构体系计算,其计算包括哪些内容?
17.天然地基上浅基础有哪几种主要类型?
18.刚性扩大基础验算的内容是哪些?
19.桩基础由哪两部分组成?
20.桩基按受力条件分哪几类?
21.桩基按施工方法分哪几类?
22.什么叫高桩承台?什么叫低桩承台?
23.计算桩基础的“m”法,“K”法和“C”法是些什么方法?
24.什么叫刚性桩和弹性桩,它们在计算上的差别在哪里?
25.单排桩与外力(N,M,H)共平面时,计算中要考虑哪些因素?
26.由多根桩构成的桩基础在什么条件下才考虑群桩作用?
27.沉井基础由哪几个主要部分组成?
28.按下沉方式,沉井有哪几类?
29.气压沉箱与普通沉井的主要差别是什么?
30.嵌岩沉井与非嵌岩沉井在计算上的差别在哪里?
31.沉井在施工下沉过程中要作哪些部分的结构强度验算?
32.浮运沉井稳定性的必要条件是什么?
33.什么叫地基加固处理的换土法?
34.用深层挤密法加固地基的具体方法有哪几种?
35.用排水固结法加固地基的具体方法有哪几种?
36.用浆液灌注法加固地基的具体方法有哪几种?
37.软土地基桥台设计应注意哪些问题?
第十章 桥梁支座与附属构造
1.除了桥梁支座外,桥梁附属构造和设施包括哪些内容?
2.支座的作用是什么?
3.梁式桥支座有哪些基本类型,各自的适用范围如何?
4.大跨度钢桥所采用的摇轴支座由哪几个主要部分组成?
5.大跨度钢桥所采用的辊轴支座由哪几个主要部分组成?
6.什么叫拉力支座?
7.什么叫减振支座?
8.支座垫石的作用是什么?
9.盆式球型支座一般用在什么桥梁上?
10.为什么在大跨径的斜拉桥或悬索桥上,在桥塔处还设置水平限位支座?
11.板式橡胶支座的活动机理是什么?
12.固定支座和活动支座的布置应遵循哪些原则?
13.在连续梁桥设置固定支座的桥墩(台)上,是否全部采用固定支座?在设置活动支座的桥墩(台)上是否全部采用双向活动支座或单向活动支座?
14.对于具有坡度的桥梁,设支座处的梁底面应作何处理?
15.为什么在连续曲梁桥的中间独柱墩上,有时将活动支座沿径向按一定的预偏心布置?
16.板式橡胶支座的设计验算包括哪些内容?
17.盆式橡胶支座的设计验算包括哪些内容?
18.对于不同的桥面结构,应选择什么样的桥面铺装?
19.如何进行桥面排水设计?
20.桥梁伸缩缝有哪些形式?各有什么特点?
21.桥梁上的人行道主要有哪些类型?
22.桥梁安全带有哪些形式?
23.桥梁护栏主要有哪些类型?
24.桥梁上照明设计应满足哪些基本要求?
25.桥梁照明有哪几种布置方式?
26.桥头跳车产生的原因有哪些?
27.防止桥头跳车可以采取哪些措施?
28.桥梁防撞保护系统的设计规则和内容有哪些?
29.桥墩防护的薄壳筑砂围堰是如何达到防撞目的的?
30.地震区对桥梁构造设计应遵循哪些原则?
31.桥梁标志的作用是什么?
32.交通标志有哪些类型?
第十一章 混凝土桥梁加固改造
1.旧桥承载能力不足主要可归结为哪些因素?
2.外包混凝土加固适用于哪些场合?
3.外包混凝土加固应注意哪些设计要点?
4.外包混凝土应满足哪些构造规定?
5.喷锚混凝土有哪些基本性能?
6.喷锚混凝土可用于哪些场合?
7.喷锚混凝土加固旧桥应遵循哪些设计原则?
8.锚固植筋胶有哪些种类和特点?
9.植筋锚固的工艺流程是怎样的?
10.植筋锚固力与锚固深度的有何关系?
11.粘贴钢板法适用于哪些场合?
12.贴钢板加固应如何设计?
13.贴钢加固对结构胶的性能有何要求?
14.什么是纤维增强聚合物?它由什么材料组成?
15.纤维增强聚合物(FRP)有哪些类型和特点?
16.碳纤维补强加固有哪些优点?
17.碳纤维加固可用于哪些场合?
18.如何进行碳纤维粘贴加固?
19.体外预应力加固常用于哪些场合?
20.体系转换加固法的原理是什么?
21.桥梁下部结构易产生哪些病害?
22.下部结构有哪些加固方法?
产生与发展
在人为桥梁之前,自然界由于地壳运动或其他自然现象的影响 ,形成了不少天然的桥梁形式。如浙江天台山横跨瀑布上的石梁桥,江西贵溪因自然侵蚀而成的石拱桥(仙人桥)以及小河边因自然倒下的树干而形成的 “独木桥”,或两岸藤萝纠结在一起而构成的天生“悬索桥”等等。人类从这些天然桥中得到启示,便在生存过程中,不断仿效自然。开始时大概是利用一根木料在小河上,或氏族聚居群周围的壕沟上搭起一些独木桥(桥之所以始称“梁”,也许便是因这种横梁而过的原故),或在窄而浅的溪流中,用石块垫起一个接一个略出水面的石蹬,构成一种简陋的“跳墩子”石梁桥(后园林中多仿此原始桥式,称“汀步桥”、“踏步桥”)。这些“独木桥”“跳墩子桥”便是人类建筑的最原始的桥梁,以后随着社会生产力的发展,不断由低级演进为高级,才逐渐产生各种各样的跨空桥梁。 我国的桥梁,大致经历了四个发展阶段。第一阶段以西周、春秋为主,包括此前的历史时代,这是古代桥梁的创始时期。此时的桥梁除原始的独木桥和汀步桥外,主要有梁桥和浮桥两种形式。当时由于生产力水平落后,多数只能建在地势平坦,河身不宽、水流平缓的地段,桥梁也只能是写木梁式小桥,技术问题较易解决。而在水面较宽、水流较急的河道上,则多采用浮桥。 第二阶段以秦、汉为主,包括战国和三国,是古代桥梁的创建发展时期。秦汉是我国建筑史上一个璀璨夺目的发展阶段,这时不仅发明了人造建筑材料的砖,而且还创造了以砖石结构体系为主题的拱券结构,从而为后来拱桥的出现创造了先决条件。战国时铁器的出现,也促进了建筑方面对石料的多方面利用,从而使桥梁在原木构梁桥的基础上,增添了石柱、石梁、石桥面等新构件。不仅如此,它的重大意义,还在于由此而使石拱桥应运而生。石拱桥的创建,在中国古代建桥史上无论是实用方面,还是经济、美观方面都起到了划时代的作用。石梁石拱桥的大发展,不仅减少了维修费用、延长了桥的使用时间,还提高了结构理论和施工技术的科学水平。因此,秦汉建筑石料的使用和拱券技术的出现,实际上是桥梁建筑史上的一次重大革命。故从一些文献和考古资料来看,约莫在东汉时,梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四大基本桥型已全部形成。 第三阶段是以唐宋为主,两晋、南北朝和隋、五代为辅的时期,这是古代桥梁发展的鼎盛时期。隋唐国力较之秦汉更为强盛,唐宋两代又取得了较长时间的安定统一,工商业、运输交通业以及科学技术水平等十分发达,是当时世界上最先进的国家。东晋以后,由于大量汉人贵族官宦南迁,经济中心自黄河流域移往长江流域,使东南水网地区的经济得到大发展,经济和技术的大发展,又反过来刺激桥梁的大发展。因此,这时创造出许多举世瞩目的桥梁,如隋代石匠李春首创的敞肩式石拱桥--赵州桥,北宋废卒发明的叠梁式木拱桥--虹桥,背诵创建的用筏形基础、植蛎固墩的泉州万安桥,南宋的石梁桥与开合式浮桥相结合的广东潮州的湘子桥等。这些桥在世界桥梁史上都享有盛誉,尤其是赵州桥,类似的桥在世界别的国家中,晚了七个世纪方才出现。纵观中国桥梁史,几乎所有的重大发明和成就,以及能争世界第一的桥梁,都是此时创建的。 第四阶段为元、明、清三朝,这是桥梁发展的饱和期,几乎没有什么大的创造和技术突破。这时的主要成就是对一些古桥进行了修缮和改造,并留下了许多修建桥梁的施工说明文献,为后人提供了大量文字资料。此外,也建造完成了一些像明代江西南城的万年桥、贵州的盘江桥等艰巨工程。同时,在川滇地区兴建了不少索桥,索桥建造技术也有所提高。 到清末,即1881年,随着我国第一条铁路的通车,迎来了我国桥梁史上的又一次技术大革命。
类型与形式
按主要材料分 木、石、砖、竹、藤、铁、盐、冰、纸桥 独木桥是最早的桥梁形式,我国秦汉以前的桥几乎都是木桥。如最早出现的独木桥、木柱梁桥。约商周时便出现浮桥,战国前后又出现排柱式木梁桥和伸臂式木梁桥。但因木材本身的特性,如质松易腐以及受材料强度和长度支配等,不仅不易在河面较宽的河流上架设桥梁,而且也难以造出牢固耐久的桥梁来,因此,南北朝始遂为木石混合或石构桥梁所取代。 石桥和砖桥。一般是指桥面结构是用石或砖料来做的桥,纯砖构造的桥极少见,一般是砖木或砖石混合构建,而石桥则较多见。到春秋战国之际便出现了石墩木梁跨空式桥,西汉进一步发展为石柱式石梁桥,东汉则又出现了单跨石拱桥,隋代创造出世界上第一座敞肩式单孔弧形石拱桥,唐代李昭得造出了船形墩多孔石梁桥。宋代是大型石桥蓬勃发展的时期,创造出像泉州洛阳桥和平安桥那样的长达数里横跨江海交汇处的石梁桥,以及像北京芦沟桥和苏州宝带桥那样的大型石拱桥。 竹桥和藤桥。主要见于南方,尤其是西南地区。一般只用于河面较狭的河流上,或作为临时性架渡之用。早期的主要是一种索桥,南北朝时称竹质的溜索桥为“笮桥”。后来出现了竹索桥、竹浮桥和竹板桥等。铁桥,在古代包括铁索桥和铁柱桥两种。前者属于索桥类,较多见,约在唐代便出现;后者属于梁桥类,实为木铁混合桥,极少见,在江西见一例。 盐桥和冰桥。主要见于特殊的自然环境中。前者主要见于青海盐湖地区,后者主要见于北方寒冷地区。 纸桥是在一些玩具中出现的。 按结构及外观分 梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四种基本类型。梁桥。又称平桥、跨空梁桥,是以桥墩做水平距离承托,然后架梁并平铺桥面的桥。这是应用最为普遍的一种桥,在历史上也较其它桥形出现为早。它有木、石或木石混合等形式。先秦时梁桥都是用木柱做桥墩,但这种木柱木梁结构,很早就显出其弱点,不能适应形势的发展。因此,取而代之的是石柱木梁桥,如秦汉时建成的多跨长桥:渭桥、灞桥等。约在汉代时桩基技术发明,于是出现了石桥墩,标志着木石组合的桥梁能够越跨较宽大的河道能经受住汹涌洪浪的冲击。但由于石墩上的木梁不耐风雨侵蚀,于是便在桥上建起了桥屋,保护桥身,此桥型(廊桥)后多见于南方,但最早都见于黄河流域。中小型的石梁或石板桥,构造方便,材料耐久,维修省力,是民间最为喜用的一种桥形,尤其是南宋后,在福建泉州地区十分盛行,创造了许多长大的石梁桥。梁桥若中间无桥墩者,称单跨梁桥;若水中有一桥墩,使桥身形成两孔者,便称双跨梁桥;若两墩以上者,便称多跨梁桥。 浮桥。又称舟桥、浮航、浮桁,因其架设便易,常用于军事目的,故也称“战桥”--一种用于数十百艘木船(也有用木筏或竹筏连横于水上的)连锁起来并列于水面,船上铺木板供人马往来通行的桥。若按严格意义上的桥:是以跨空和有柱墩为标志的话,那它还不是十足意义上的桥。浮桥主要建于河面过宽及河水过深或涨落起伏大,非一般木石柱梁桥所能济事的地方。浮桥两岸多设柱桩或铁牛、铁山、石囷、石狮等以系缆。隋大业元年在洛阳洛水上建成的天津桥,是第一次用铁链连接船只的浮桥。浮桥目前在我国南方如江西、浙江、广西等地方仍常见用。 浮桥的优点:一是施工快速,清咸丰二年(公元1852年),太平军围攻武昌,只用一夜时间就建成两座横跨长江的浮桥。二是造价低廉,明代邹守益在《修凤林浮桥记》中,曾对石桥与浮桥做过比较:“若用石梁桥,要费千金,而用浮桥,则费五百金便可,可根据需要而定。”三是开合随意,拆除和架设都很方便。缺点是载重量小,随波上下动荡不定,且抵御洪水能力弱,常需及时拆撤,并要人照看,管理繁琐,舟船、桥板与系船的缆绳要经常修葺和更换,维护费用昂贵。因此,很多浮桥的最后归宿,都向木梁桥、石梁桥或石拱桥发展。 索桥。也称吊桥、绳桥、悬索桥等,是用竹索或藤索、铁索等为骨干相拼悬吊起的大桥。多建于水流急不易做桥墩的陡岸险谷,主要见于西南地区。其做法是在两岸建屋,屋内各设系绳的立柱和绞绳的转柱,然后以粗绳索若干根平铺系紧,再在绳索上横铺木板,有的在两侧还加一至两根绳索作为扶栏。始见于秦汉,如秦李冰曾在四川益州(今成都)城西南建成的一座笮桥,又名"夷里桥",便是座竹索桥。现存著名的有建于明清时的泸定铁索桥、灌县竹索桥等。过索桥感觉非常惊险,正如古人形容过索桥的那样:“人悬半空,度彼决壑,顷刻不戒,陨无底谷。”唐代和尚智猛称:“窥不见底,影战影栗。”其实真正渡之还是安全的,正如《徐霞客游纪》对贵州盘江桥评价的那样:“望之飘然,践之则屹然不动。” 拱桥。在我国桥梁史上出现较晚,但拱桥结构一经采用,便迅猛发展,成为古桥中最富有生命力的一种桥型,即使在今天,它也仍有继续发展的广阔前景。拱桥有石拱、砖拱和木拱之分,其中砖拱桥极少见,只在庙宇或园林里偶见使用。一般常见的是石拱桥,它又有单拱、双拱、多拱之分,拱的多少视河的宽度来定。一般正中的拱要特别高大,两边的拱要略小。依拱的形状,又有五边、半圆、尖拱、坦拱等之分。桥面一般铺石板,桥边做石栏杆。拱桥的形象最早见于东汉画像砖上,是由伸臂木石梁桥在发展过程中又受墓拱、水管等形状影响而产生的。文献记载见于南北朝时的《水经注》中,现存最早的实物和最具代表性的是隋代李春设计建造的赵州桥。石拱桥的发券,明以后,尤其在清代,则盛行用整券,即“桶状发券”。 斜拉桥 混凝土 斜拉桥 组合梁斜拉桥 钢斜拉桥 其他造型: 飞阁和栈道、渠道桥和纤道桥,以及曲桥、鱼沼飞梁和风水桥。 “飞阁”,又称阁道、复道,即天桥。古代宫殿楼阁间的跨通道。《三辅黄图》:“乃于宫(指汉未央宫)西跨城池作飞阁通建章宫,构辇道以上下。”秦汉皇宫楼殿间联以阁道通行,因上下有道,故称复道。秦始皇筑阁道由阿房宫通骊山,人行桥上,车行桥下,堪称中国最早的立交桥。“栈道”,又称栈阁、桥阁,单臂式木梁桥。在山区陡峭的地方,架木铺成的道路。 “渠道桥”,既是引水渠道又作行人用的桥梁。也即在桥上砌水渠以引水。如建于金代的山西洪洞县惠远桥。故今山西民间尚有“水上桥、桥上水”的俚语。“纤道桥”,一种为便于拉纤而建造的、与河流平行的带状长桥。多见于浙江境内的运河地区。有的长达一二公里乃至五六公里,如绍兴阮社有一座“百孔官塘”纤道桥,建于清同治年间,桥长380余米,115个跨,桥面用三块条石拼成,底平接水面。 “曲桥”,园林中特有的桥式,故也称园林桥。桥与径、廊均为园林中游人赏景的通道。“景莫妙于曲”,故园林中桥多做成折角者,如九曲桥,以形成一条来回摆动,左顾右盼的折线,达到延长风景线,扩大景观画面的效果。曲桥一般由石板、栏板构成,石板略高出水面,栏杆低矮,造成与水面似分非分、空间似隔非隔,尤有含蓄无尽之意。(1)采用圆弧拱形式,改变了我国大石桥多为半圆形拱的传统。我国古代石桥拱形大多为半圆形,这种形式比较优美、完整,但也存在两方面的缺陷:一是交通不便,半圆形桥拱用于跨度比较小的桥梁比较合适,而大跨度的桥梁选用半圆形拱,就会使拱顶很高,造成桥高坡陡、车马行人过桥非常不便。二是施工不利,半圆形拱石砌石用的脚手架就会很高,增加施工的危险性。为此,李春和工匠们一起创造性地采用了圆弧拱形式,使石拱高度大大降低。赵州桥的主孔净跨度为37.O2米,而拱高只有7.25米,拱高和跨度之比为1:5左右,这样就实现了低桥面和大跨度的双重目的,桥面过渡平稳,车辆行人非常方便,而且还具有用料省、施工方便等优点。当然圆弧形拱对两端桥基的推力相应增大,需要对桥基的施工提出更高的要求。 (2)采用敝肩。这是李春对拱肩进行的重大改进,把以往桥梁建筑中采用的实肩拱改为敝肩拱,即在大拱两端各设两个小拱,靠近大拱脚的小拱净跨为3.8米,另一拱的净跨为2.8米。这种大拱加小拱的敝肩拱具有优异的技术性能,首先可以增加泄洪能力,减轻洪水季节由于水量增加而产生的洪水对桥的冲击力。古代佼河每逢汛期,水势较大,对桥的泄洪能力是个考验,四个小拱就可以分担部分洪流,据计算四个小拱可增加过水面积16%左右,大大降低洪水对大桥的影响,提高大桥的安全性。其次敝肩拱比实肩拱可节省大量土石材料,减轻桥身的自重,据计算四个小拱可以节省石料26立方米,减轻自身重量700吨,从而减少桥身对桥台和桥基的垂直压力和水平推力,增加桥梁的稳固。第三增加了造型的优美,四个小拱均衡对称,大拱与小拱构成一幅完整的图画,显得更加轻巧秀丽,体现建筑和艺术的完整统一。第四符合结构力学理论,敝肩拱式结构在承载时使桥梁处于有利的状况,可减少主拱圈的变形,提高了桥梁的承载力和稳定性。 (3)单孔。我国古代的传统建筑方法,一般比较长的桥梁往往采用多孔形式,这样每孔的跨度小、坡度平缓,便于修建。但是多孔桥也有缺点,如桥墩多,既不利于舟船航行,也妨碍洪水宣泄;桥墩长期受水流冲击、侵蚀,天长日久容易塌毁。因此,李春在设计大桥的时候,采取了单孔长跨的形式,河心不立桥墩,使石拱跨径长达37米之多。这是我国桥梁史上的空前创举。
材料与构造
桥梁的构造,除较原始的独木桥、汀步桥以及浮桥外,一般均由跨空部分和跨空支承部分构成,即桥墩与桥身组成。 (一) 梁桥,根据其所用材料和构造情况,可分为木梁桥和石梁桥。“木梁桥”包括木梁木柱桥、木梁石柱桥、木梁石墩桥、木撑架桥,其中“木梁石柱桥”是从木梁木柱这种原始的木桥发展而来的。 “石梁桥”包括石梁石柱桥、石梁石墩桥、石伸臂桥(类似木伸臂桥)、三边石梁桥、漫水石梁桥、石板平桥(多见于园林“曲桥”和“纤道桥”)。其中以“石梁石墩桥”最为常见。这种桥比用石墩木梁又更进一步,避免了木梁桥面易于腐朽、常需维修的缺点。 桥梁中还有一种与浮桥相结合的桥式,即“开合式桥”。其中间浮桥可根据需要开合启闭。如潮安县的湘子桥。其东西两端是石梁桥,中间则用十八只木船搭成浮桥相连接,以利排宣洪水,及“通巨舰,排放木筏”之用。 (二)拱桥,根据其构造情况以及拱券的圆弧和排列形式可分为:陡徒和坦拱式拱桥、尖拱和圆拱式拱桥、连拱和固端式拱桥,单孔和多孔式拱桥、实腹和空腹式拱桥,以及虹桥等等。其拱券的圆弧则有半圆、马蹄、全圆、锅底、蛋圆、椭圆、抛物线圆及折边等形式,排列形式则有并列和横联两种,其中横联式应用最多,并派生出镶边横联券和框式横联券两种。 (三)索桥,根据其采用不同质地的绳索及过度和构造形式,可分为竹索、铁索、藤索和溜索桥、城防吊桥,以及单索、双索、多索网状桥、并列多索桥等。
功能分类
公路桥:如,福斯铁路桥(世界上第一座钢铁桥) 铁路桥:如,元江大桥(我国第一条水泥公路) 立交桥:如,北京的老西直门立交桥 公铁两用桥:如,哈尔滨新市区三棵树松花江桥(我国境内的第一座公铁两用桥)
相关艺术与文学
山水自然美,因为我国文学家和艺术家情有独钟。正如明代大艺术家董其昌所说“诗以山川为境,山川亦以诗为境。”桥,是架设于山水之间的建筑物,它长期屹立于大自然之中,也就成为点缀和美化大自然的一员。有山有水自然也就会有桥,桥梁本身也是实用与艺术的融合体,如桥梁的平直、索桥的凌空、浮桥的韵味、拱桥的涵影等,原来就摇曳着艺术的风采。故英国李约瑟先生说:“没有中国桥欠美的,并且有很多是特出色的美。” 我国桥梁的艺术性,主要表现在两方面,即造型风格和装饰工艺。造型风格主要体现在曲线柔和、韵律协调和雄伟壮观上。而江南水乡的一些小梁细桥,则更使人联想到“小桥 流水 人家”的诗情画意。 桥梁装饰,在我国总的来说不算很发达,主要体现在石构桥梁中,其部位大致在人们易于驻足观瞻的地方。如常见的有螭龙、凤、狮、象、犀牛,并间有兔、猴、马、狗、云朵、莲花、芳草等图案。也有少数浮雕的河神像、武士像和人物故事形象。如河北赵县永通桥山花墙上浮雕的河神头像,赵州桥栏板上浮雕的螭龙和望柱上的狮首像, 北京卢沟桥望柱上的石狮子等等。这些石雕,工艺精细,并往往还与民间风情、神话传说有密切的联系。如治水的蛟龙,分水的犀,降伏水怪的神兽等,从而形成我国桥梁艺术的独特风格。 此外,我国许多桥梁,往往在桥上或桥头上构建有许多附属建筑物。桥上构筑建筑物,起自木桥的防腐和压基作用,后成为桥与建筑的结合物。桥头构筑建筑物,是作为桥梁出入口的标志, 并兼有衬托、拱卫和装饰桥梁的作用。
桥的传说及故事
弹琴桥——在南桥镇北数百米,原有座小石桥,名弹琴桥。相传很早以前地有个钱姓官宦,生养三女,小女弹得一手好琴。附近有个青年名韩重,也是弹琴高手。日子一久,两人知音相爱,可钱老爷不允,小女只得劝韩重进京城修琴艺,求得功名,好让父亲答应他俩婚事。韩洒泪而别。但钱强逼小女嫁于权贵,小女思念韩重,含恨而死。不久,韩重归来,得知情人已故,就盘坐于小石桥上,弹起伤心之曲,表达怀念。弹罢,抱琴投河而亡。 麻将桥——清道光年间,华治泾河上造了座桥,名麻将桥。此处以前没有桥,行人十分不便。当地有个周姓老人,对民间赌博十分憎恨,邀集10多名有识之士,把赌场统统围住,捉住赌徒,没收财注,焚毁财具。把没收所得的赌款,建造了此桥。今已圯毁。
编辑本段桥之最
现存最古老的敞肩石拱桥是河北赵县赵州桥(或安济桥)。赵州桥隋朝开皇十五年至大业元年(595~605年)建。 现存最早的也是桥洞最多的联拱石桥是江苏苏州宝带桥。唐元和十一年(816年)始建。 现存最早的十字桥是山西晋祠鱼沼飞梁,北宋崇宁元年(1102年)建。 最早的开关活动式大石桥是广州潮州广济桥。明宣德十年(1435年)建。 仅有的五亭桥位于江苏扬州瘦西湖。 中国历史上最早的石拱桥为"旅人桥"建于公元282年. 钱塘江大桥桥墩最高为306米,为世界之最. 中国杭州湾大桥是最长的跨海大桥为36千米,居世界之首。 最早的竹索桥早在我国秦孝王时(公元前250年),创造了世界上第一座多孔连续式竹索桥。 最早的浮桥公元前135年我国周文王迎亲,在渭河上创建了世界上第一座浮桥。 最早的铁索桥公元前206年西汉时樊哙在汉中留坎建樊河铁索(链)桥。
十大名桥
1.五亭桥:位于江苏扬州瘦西湖内,桥基由12条大青石砌成,桥身为拱圈形。由3种不同的圈洞联合,共有15孔,孔孔相通,桥上置有五亭,而且亭与亭之间又以廊相连。 2.泸定桥:位于四川省泸定县的城西大渡河上,以9根铁链铺以木板构成,左右两侧各安两根铁链当扶手,铁链粗如碗口,每根长150米左右,重约一吨。 3.玉带桥:此桥位于北京颐和园内,全桥用汉白玉石建成,拱圈为蛋形,两侧雕刻精美的栏板和望柱,通体洁白、线条流畅。远望犹如一条玉带点缀在碧波粼粼的昆明湖上,被游客赞为“海上仙岛”。 4.风雨桥:坐落在广西三江县的程阳村边的林溪河上,全桥为石墩木面瓦顶结合而成。桥上建有五座宝塔形状的楼亭,可避风雨。整座桥无一铁钉,全用桁槽衔接,它斜穿直套、纵横交错,十分精致牢固。 5.安平桥:位于福建省晋江县的安海镇,建于宋代,当地人俗称“五里桥”。桥面由7条大石板铺成,桥头有五层六角砖砌成的宝塔一座,此桥为古代跨度最大的梁式石桥,有“天下无此长桥”的美称。 6.赵
州桥:位于河北省的赵县城南洨河上,为一座空腹式的单孔圆弧石拱桥,桥面宽10米,两边42块的桥栏板上,都有精刻的龙兽浮雕。 7.广济桥:俗称湘子桥,位于广东省潮州的东门外,是我国古代一座集交通集市于一体的综合桥,也是世界上第一座可开关的活动式石桥,自古有“一里长桥一里市”之称。 8.卢沟桥:坐落在北京广安门西南约10公里之处,该桥因跨越在卢沟河上(今永定河)因而得名卢沟桥。全桥均用白石建成,两边石栏雕柱各140根,石柱头上雕有蹲伏形态各异石狮子485只。 9.十字桥(山西晋祠鱼沼飞梁):位于山西省太原市西南约15公里的晋祠内。桥梁为十字形,建于鱼沼之上,又名鱼沼飞梁。全桥由立于沼中的34根铁青八角石支撑,柱顶又有柏木斗拱与纵、横梁连接,上铺十字桥面,两侧有汉白玉石栏杆。 10.五音桥:位于河北省东陵顺治帝孝陵神道,此桥两侧装有方解石栏板126块,敲击时能发出叮叮咚咚的悦耳音乐,包括我国古代声乐中宫、商、角、徵、羽五音,所以称此为“五音桥”。
最高的桥
木结构桥梁
一、意义
桥梁承重结构模型是全国模型竞赛中最具挑战性的项目,从模型的设计、制作、实验到竞赛的整个过程始终体现了对青少年成长有着深远意义的科学教育观,开展此项模型活动可以有机地和教育课程改革相结合,是拓展型课程和研究型课程的极好题材。
二、制作材料的规定
1、整体结构的制作须使用桐木条,其规格在2毫米×2毫米至3毫米×3毫米之间(误差为+0.1毫米),由运动员自行选择.
2、结构设计规定(具体规定)
3、结构制作规定
(1) 木条的连接使用胶水粘接完成
(2)结构中的木条可以弯曲,但不可以使用化学方法加工,不允许使用油漆、玻璃纤维等加固包裹木条外表面
(3)木条不允许平行叠层粘接,两根平行木条之间的距离不得小于2毫米
(4)整个结构的制作应在竞赛前完成
三、制作过程:
1、材料准备
2、设计桥的形状
3、画出标准图纸
4、制作单片桥模
5、连接两片
6、晾干、称重、测试
一、七彩桥
因为它弯弯的桥身就像一个美丽的彩虹,所以因此而得名。像彩虹一样美丽,显得若隐若现,热天能变凉爽 ,冷天能出热风,还有两层,一层走人,一层开车。这座桥桥面两侧有冰雕刻成的栏杆,这种冰雕永远也溶化不了,比金刚石强硬。
二、防腐木木桥
性能优点有以下几点:
1、防腐木,天然、环保、安全。
2、防腐木可以防腐、防蛀、防霉、防白蚁的危害。
3、防腐木提高了木材的稳定性,对于野外园林的布局更有保护作用。
4、防腐木上容易上色和刷料,可以根据不同的要求,展现出来不同美得感受。
古典中的桥
清明上河图的桥是贯木拱廊桥。横跨汴河上的是一座规模宏大的木质拱桥,它结构精巧,形式优美。宛如飞虹,故名虹桥。 展阅《清明上河图》,我们可以看到一造型优美的木顶拱桥。
据专家研究,《清明上河图》的虹桥为中国十大古桥之一,是著名的木拱桥,如建于1050年,为当时北宋京城的水陆交通运转畅通发挥出了巨大的作用,后毁于战火。
重建的这座虹桥1998年建成,桥跨径25米,高5米,跨度比为1:5,桥的两边设有四根望柱和四根9米高的立柱,顶部有一圆盘,上面泊立白鹤鸟,随风转动,对照下面的十字交仪木就知道白鹤所指的方向,这是古代的风向标。
桥是一种架空的人造通道。由上部结构和下部结构两部分组成。上部结构包括桥身和桥面;下部结构包括桥墩、桥台和基础。它们高悬低卧,形态万千,有的雄距山岙野岭,古朴雅致;有的跨越岩壑溪间,山川增辉;有的坐落闹市通衢,造型奇巧;有的一桥多用,巧夺天工。不管风吹雨淋,无论酷暑严冬,它们总是默默无闻地为广大的行人、车马跨江过河,飞津济渡。 建桥最主要的目的,就是为了解决跨水或者越谷的交通,以便于运输工具或行人在桥上畅通无阻。若从其最早或者最主要的功用来说,桥应该是专指跨水行空的道路。故说文解字段玉裁的注释为:“梁之字,用木跨水,今之桥也。”说明桥的最初含意是指架木于水面上的通道,以后方有引伸为架于悬崖峭壁上的“栈道”和架于楼阁宫殿间的“飞阁”等天桥形式。现代的桥又在城市交通中发挥着重要作用,平地起桥(立交桥),贯通东西南北,不仅有助于缓解交通堵塞,还成为现代化城市一道亮丽的风景。中国是桥的故乡,自古就有“桥的国度”之称,发展于隋…
桥的特点
中国山川众多、江河纵横,是个桥梁大国,在古代无论是建桥技术,还是桥梁数量都处于世界领先地位。千百年来,桥梁早已成为人们社会生活中不可缺少的组成部分。但由于我国幅员辽阔,从南到北,从东到西,在地理气候、文化习俗以及社会生产力发展水平上,都存在较大的差异。因此,各自立足于自己的实际条件和根据自己的需要,经过长期的时间,遂创造出多种多样的桥梁形式,并逐步形成了自己的特色,具体说来大致有如下特点:
(一) 地域性。我国土地辽阔,南北之间和东西之间的桥梁,受所在自然地理和人文社会的影响,因地制宜,都形成了各自相对独立的风格和特色。如北方中原地区,黄河流域,地势较为平坦,河流水域较少,人们运输物资多赖骡马大车或手推板车。因此,这里的桥梁多为宽坦雄伟的石拱桥和石梁桥,以便于船只从桥下通过;西北和西南地区,山高水激、谷深崖陡,难以砌筑桥墩,因此,多采用藤条、竹索、圆木等山区材料,建造绳索吊桥或伸臂式木梁桥;岭南闽粤沿海地区,盛产质地坚硬的花岗岩石,所以石桥比比皆是;而云南少数民族地区,因竹材丰富,便到处可见别具一格的各式竹材桥梁。从桥梁的风格上看,北方的桥如同北方的人,显得粗犷朴实;南方的桥也同南方的人,显得灵巧轻盈。当然,这跟自然地理也有极大关系,如北方的河流因水流量欺负变化很大,又有山洪冰块冲击,故桥梁必须厚实稳重;而南方河流水势则较平缓,又要便于通航,故桥梁相对较纤细秀丽。
(二) 多种多样性。我国是个文明古国,地大物博,山河奇秀,南北地质地貌差异较大,因此对建桥的技术要求也高。大约在汉代时,桥梁的四种基本桥型:梁桥、浮桥、索桥、拱桥便已全部产生了。这四种桥根据其建筑材料和构造形式的不同,又分别演化出:木桥、石桥、砖桥、竹桥、盐桥、冰桥、藤桥、铁桥、苇桥、石柱桥、石墩桥、漫水桥、伸臂式桥、廊桥、风雨桥、竹板桥、石板桥、开合式桥、溜索桥、三边形拱桥、尖拱桥、圆拱桥、连拱桥、实腹拱桥、坦拱桥、徒拱桥、虹桥、渠道桥、曲桥、纤道桥、十字桥,以及栈道、飞阁等等,几乎应有尽有,什么形式的古桥,在我国都能找到。
(三) 多功能性。我国古代的匠师建桥,很注意发挥桥梁的最大效益,既能考虑到因地制宜、一切从实用出发,又能考虑使桥梁尽量起到多功能的作用。如江南的拱桥多为两头平坦,中间高拱隆起,使之既产生造型上的弧线美,又利于行舟。而南方地区广见的廊式桥,则更充分反映了一桥多用的特点。南方雨多日照强,桥匠便在桥上修建廊屋,这不仅为过往行人提供了躲避风雨日照、便于歇息的场所,而且还增加了桥梁的自重,以免洪水把桥冲掉,并起到保护木梁、铁索不受风雨腐蚀的作用。特别是很多此类廊桥,因是人员过往要冲,故还利用它兼作集市、住宿和进行商业活动。如广东潮安县的湘子桥,这座桥全长五百余米,?quot一里长桥一里市"之称,桥中设一段可以开合的浮桥,以利通航;桥上建廊屋、楼后做集市,其间店面栉比,自晨至暮,熙熙攘攘,热闹非凡,以至不闻不见咆哮的潮水和宽阔的江面,故民间流传有“到了湘桥问湘桥”的笑话。
(四) 群众公益性。桥梁自产生始,便以属于民众共有的社会性出现。我国的传统建筑,一般为私有性,唯有桥梁(除私有的园林中桥梁外),不管是官修私建的,都为社会所公有。故数千年来,爱桥护路成为一种良好风尚,而“修桥铺路”则是造福大众的慈善行为,被民众所推崇。因此,修桥或建桥具有广泛的群众性。查看史志,我国历来修桥建桥的方式,大概有四种:一是民建,即由一家一姓独立建桥;二是募捐集资,报经官府支持,协力兴建。此种最为多见,如著名的赵州桥、泉州洛阳桥等,都是用此方式建成的;三是官倡民修,由地方官倡导,士绅附和认捐,并指派官吏或商绅主持完成。此多属较大的桥梁;四是全由官府拨款施工兴建的。所以,我国古桥遍布各地,连穷乡僻壤也多建桥。其数量之多,分布之广,居世界首位。
桥的产生与发展
在人为桥梁之前,自然界由于地壳运动或其他自然现象的影响 ,形成了不少天然的桥梁形式。如浙江天台山横跨瀑布上的石梁桥,江西贵溪因自然侵蚀而成的石拱桥(仙人桥)以及小河边因自然倒下的树干而形成的 “独木桥”,或两岸藤萝纠结在一起而构成的天生“悬索桥”等等。人类从这些天然桥中得到启示,便在生存过程中,不断仿效自然。开始时大概是利用一根木料在小河上,或氏族聚居群周围的壕沟上搭起一些独木桥(桥之所以始称“梁”,也许便是因这种横梁而过的原故),或在窄而浅的溪流中,用石块垫起一个接一个略出水面的石蹬,构成一种简陋的“跳墩子”石梁桥(后园林中多仿此原始桥式,称“汀步桥”、“踏步桥”)。这些“独木桥”“跳墩子桥”便是人类建筑的最原始的桥梁,以后随着社会生产力的发展,不断由低级演进为高级,才逐渐产生各种各样的跨空桥梁。
我国的桥梁,大致经历了四个发展阶段。第一阶段以西周、春秋为主,包括此前的历史时代,这是古桥的创始时期。此时的桥梁除原始的独木桥和汀步桥外,主要有梁桥和浮桥两种形式。当时由于生产力水平落后,多数只能建在地势平坦,河身不宽、水流平缓的地段,桥梁也只能是写木梁式小桥,技术问题较易解决。而在水面较宽、水流较急的河道上,则多采用浮桥。
第二阶段以秦、汉为主,包括战国和三国,是古代桥梁的创建发展时期。秦汉是我国建筑史上一个璀璨夺目的发展阶段,这时不仅发明了人造建筑材料的砖,而且还创造了以砖石结构体系为主题的拱券结构,从而为后来拱桥的出现创造了先决条件。战国时铁器的出现,也促进了建筑方面对石料的多方面利用,从而使桥梁在原木构梁桥的基础上,增添了石柱、石梁、石桥面等新构件。不仅如此,它的重大意义,还在于由此而使石拱桥应运而生。石拱桥的创建,在中国古代建桥史上无论是实用方面,还是经济、美观方面都起到了划时代的作用。石梁石拱桥的大发展,不仅减少了维修费用、延长了桥的使用时间,还提高了结构理论和施工技术的科学水平。因此,秦汉建筑石料的使用和拱券技术的出现,实际上是桥梁建筑史上的一次重大革命。故从一些文献和考古资料来看,约莫在东汉时,梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四大基本桥型已全部形成。
第三阶段是以唐宋为主,两晋、南北朝和隋、五代为辅的时期,这是古代桥梁发展的鼎盛时期。隋唐国力较之秦汉更为强盛,唐宋两代又取得了较长时间的安定统一,工商业、运输交通业以及科学技术水平等十分发达,是当时世界上最先进的国家。东晋以后,由于大量汉人贵族官宦南迁,经济中心自黄河流域移往长江流域,使东南水网地区的经济得到大发展,经济和技术的大发展,又反过来刺激桥梁的大发展。因此,这时创造出许多举世瞩目的桥梁,如隋代石匠李春首创的敞肩式石拱桥--赵州桥,北宋废卒发明的叠梁式木拱桥--虹桥,背诵创建的用筏形基础、植蛎固墩的泉州万安桥,南宋的石梁桥与开合式浮桥相结合的广东潮州的湘子桥等。这些桥在世界桥梁史上都享有盛誉,尤其是赵州桥,类似的桥在世界别的国家中,晚了七个世纪方才出现。纵观中国桥梁史,几乎所有的重大发明和成就,以及能争世界第一的桥梁,都是此时创建的。
第四阶段为元、明、清三朝,这是桥梁发展的饱和期,几乎没有什么大的创造和技术突破。这时的主要成就是对一些古桥进行了修缮和改造,并留下了许多修建桥梁的施工说明文献,为后人提供了大量文字资料。此外,也建造完成了一些像明代江西南城的万年桥、贵州的盘江桥等艰巨工程。同时,在川滇地区兴建了不少索桥,索桥建造技术也有所提高。 到清末,即1881年,随着我国第一条铁路的通车,迎来了我国桥梁史上的又一次技术大革命。
桥的类型与形式
按主要材料分
木、石、砖、竹、藤、铁、盐、冰、纸桥
木桥是最早的桥梁形式,我国秦汉以前的桥几乎都是木桥。如最早出现的独木桥、木柱梁桥。约商周时便出现浮桥,战国前后又出现排柱式木梁桥和伸臂式木梁桥。但因木材本身的特性,如质松易腐以及受材料强度和长度支配等,不仅不易在河面较宽的河流上架设桥梁,而且也难以造出牢固耐久的桥梁来,因此,南北朝始遂为木石混合或石构桥梁所取代。
石桥和砖桥。一般是指桥面结构也是用石或砖料来做的桥,但纯砖构造的桥极少见,一般是砖木或砖石混合构建,而石桥则较多见。到春秋战国之际便出现了石墩木梁跨空式桥,西汉进一步发展为石柱式石梁桥,东汉则又出现了单跨石拱桥,隋代创造出世界上第一座敞肩式单孔弧形石拱桥,唐代李昭得造出了船形墩多孔石梁桥。宋代是大型石桥蓬勃发展的时期,创造出像泉州洛阳桥和平安桥那样的长达数里横跨江海交汇处的石梁桥,以及像北京芦沟桥和苏州宝带桥那样的大型石拱桥。
竹桥和藤桥。主要见于南方,尤其是西南地区。一般只用于河面较狭的河流上,或作为临时性架渡之用。早期的主要是一种索桥,南北朝时称竹质的溜索桥为“笮桥”。后来出现了竹索桥、竹浮桥和竹板桥等。铁桥,在古代包括铁索桥和铁柱桥两种。前者属于索桥类,较多见,约在唐代便出现;后者属于梁桥类,实为木铁混合桥,极少见,在江西见一例。
盐桥和冰桥。主要见于特殊的自然环境中。前者主要见于青海盐湖地区,后者主要见于北方寒冷地区。
纸桥是在一些玩具中出现的。
按结构及外观分
梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四种基本类型。
梁桥。又称平桥、跨空梁桥,是以桥墩做水平距离承托,然后架梁并平铺桥面的桥。这是应用最为普遍的一种桥,在历史上也较其它桥形出现为早。它有木、石或木石混合等形式。先秦时梁桥都是用木柱做桥墩,但这种木柱木梁结构,很早就显出其弱点,不能适应形势的发展。因此,起而代之的是石柱木梁桥,如秦汉时建成的多跨长桥:渭桥、灞桥等。约在汉代时桩基技术发明,于是出现了石桥墩,标志着木石组合的桥梁能够越跨较宽大的河道能经受住汹涌洪浪的冲击。但由于石墩上的木梁不耐风雨侵蚀,于是便在桥上建起了桥屋,保护桥身,此桥型(廊桥)后多见于南方,但最早都见于黄河流域。中小型的石梁或石板桥,构造方便,材料耐久,维修省力,是民间最为喜用的一种桥形,尤其是南宋后,在福建泉州地区十分盛行,创造了许多长大的石梁桥。梁桥若中间无桥墩者,称单跨梁桥;若水中有一桥墩,使桥身形成两孔者,便称双跨梁桥;若两墩以上者,便称多跨梁桥。
浮桥。又称舟桥、浮航、浮桁,因其架设便易,常用于军事目的,故也称“战桥”--一种用于数十百艘木船(也有用木筏或竹筏连横于水上的)连锁起来并列于水面,船上铺木板供人马往来通行的桥。若按严格意义上的桥:是以跨空和有柱墩为标志的话,那它还不是十足意义上的桥。浮桥主要建于河面过宽及河水过深或涨落起伏大,非一般木石柱梁桥所能济事的地方。浮桥两岸多设柱桩或铁牛、铁山、石囷、石狮等以系缆。隋大业元年在洛阳洛水上建成的天津桥,是第一次用铁链连接船只的浮桥。浮桥目前在我国南方如江西、浙江、广西等地方仍常见用。
浮桥的优点:一是施工快速,清咸丰二年(公元1852年),太平军围攻武昌,只用一夜时间就建成两座横跨长江的浮桥。二是造价低廉,明代邹守益在《修凤林浮桥记》中,曾对石桥与浮桥做过比较:“若用石梁桥,要费千金,而用浮桥,则费五百金便可,可根据需要而定。”三是开合随意,拆除和架设都很方便。缺点是载重量小,随波上下动荡不定,且抵御洪水能力弱,常需及时拆撤,并要人照看,管理繁琐,舟船、桥板与系船的缆绳要经常修葺和更换,维护费用昂贵。因此,很多浮桥的最后归宿,都向木梁桥、石梁桥或石拱桥发展。
索桥。也称吊桥、绳桥、悬索桥等,是用竹索或藤索、铁索等为骨干相拼悬吊起的大桥。多建于水流急不易做桥墩的陡岸险谷,主要见于西南地区。其做法是在两岸建屋,屋内各设系绳的立柱和绞绳的转柱,然后以粗绳索若干根平铺系紧,再在绳索上横铺木板,有的在两侧还加一至两根绳索作为扶栏。始见于秦汉,如秦李冰曾在四川益州(今成都)城西南建成的一座笮桥,又名"夷里桥",便是座竹索桥。现存著名的有建于明清时的泸定铁索桥、灌县竹索桥等。过索桥感觉非常惊险,正如古人形容过索桥的那样:“人悬半空,度彼决壑,顷刻不戒,陨无底谷。”唐代和尚智猛称:“窥不见底,影战影栗。”其实真正渡之还是安全的,正如《徐霞客游纪》对贵州盘江桥评价的那样:“望之飘然,践之则屹然不动。”
拱桥。在我国桥梁史上出现较晚,但拱桥结构一经采用,便迅猛发展,成为古桥中最富有生命力的一种桥型,即使在今天,它也仍有继续发展的广阔前景。拱桥有石拱、砖拱和木拱之分,其中砖拱桥极少见,只在庙宇或园林里偶见使用。一般常见的是石拱桥,它又有单拱、双拱、多拱之分,拱的多少视河的宽度来定。一般正中的拱要特别高大,两边的拱要略小。依拱的形状,又有五边、半圆、尖拱、坦拱等之分。桥面一般铺石板,桥边做石栏杆。拱桥的形象最早见于东汉画像砖上,是由伸臂木石梁桥在发展过程中又受墓拱、水管等形状影响而产生的。文献记载见于南北朝时的《水经注》中,现存最早的实物和最具代表性的是隋代李春设计建造的赵州桥。石拱桥的发券,明以后,尤其在清代,则盛行用整券,即“桶状发券”。
其他造型
飞阁和栈道、渠道桥和纤道桥,以及曲桥、鱼沼飞梁和风水桥。
“飞阁”,又称阁道、复道,即天桥。古代宫殿楼阁间的跨通道。《三辅黄图》:“乃于宫(指汉未央宫)西跨城池作飞阁通建章宫,构辇道以上下。”秦汉皇宫楼殿间联以阁道通行,因上下有道,故称复道。秦始皇筑阁道由阿房宫通骊山,人行桥上,车行桥下,堪称中国最早的立交桥。“栈道”,又称栈阁、桥阁,单臂式木梁桥。在山区陡峭的地方,架木铺成的道路。
“渠道桥”,既是引水渠道又作行人用的桥梁。也即在桥上砌水渠以引水。如建于金代的山西洪洞县惠远桥。故今山西民间尚有“水上桥、桥上水”的俚语。“纤道桥”,一种为便于拉纤而建造的、与河流平行的带状长桥。多见于浙江境内的运河地区。有的长达一二公里乃至五六公里,如绍兴阮社有一座“百孔官塘”纤道桥,建于清同治年间,桥长380余米,115个跨,桥面用三块条石拼成,底平接水面。
“曲桥”,园林中特有的桥式,故也称园林桥。桥与径、廊均为园林中游人赏景的通道。“景莫妙于曲”,故园林中桥多做成折角者,如九曲桥,以形成一条来回摆动,左顾右盼的折线,达到延长风景线,扩大景观画面的效果。曲桥一般由石板、栏板构成,石板略高出水面,栏杆低矮,造成与水面似分非分、空间似隔非隔,尤有含蓄无尽之意。(1)采用圆弧拱形式,改变了我国大石桥多为半圆形拱的传统。我国古代石桥拱形大多为半圆形,这种形式比较优美、完整,但也存在两方面的缺陷:一是交通不便,半圆形桥拱用于跨度比较小的桥梁比较合适,而大跨度的桥梁选用半圆形拱,就会使拱顶很高,造成桥高坡陡、车马行人过桥非常不便。二是施工不利,半圆形拱石砌石用的脚手架就会很高,增加施工的危险性。为此,李春和工匠们一起创造性地采用了圆弧拱形式,使石拱高度大大降低。赵州桥的主孔净跨度为37.O2米,而拱高只有7.25米,拱高和跨度之比为1:5左右,这样就实现了低桥面和大跨度的双重目的,桥面过渡平稳,车辆行人非常方便,而且还具有用料省、施工方便等优点。当然圆弧形拱对两端桥基的推力相应增大,需要对桥基的施工提出更高的要求。
(2)采用敝肩。这是李春对拱肩进行的重大改进,把以往桥梁建筑中采用的实肩拱改为敝肩拱,即在大拱两端各设两个小拱,靠近大拱脚的小拱净跨为3.8米,另一拱的净跨为2.8米。这种大拱加小拱的敝肩拱具有优异的技术性能,首先可以增加泄洪能力,减轻洪水季节由于水量增加而产生的洪水对桥的冲击力。古代佼河每逢汛期,水势较大,对桥的泄洪能力是个考验,四个小拱就可以分担部分洪流,据计算四个小拱可增加过水面积16%左右,大大降低洪水对大桥的影响,提高大桥的安全性。其次敝肩拱比实肩拱可节省大量土石材料,减轻桥身的自重,据计算四个小拱可以节省石料26立方米,减轻自身重量700吨,从而减少桥身对桥台和桥基的垂直压力和水平推力,增加桥梁的稳固。第三增加了造型的优美,四个小拱均衡对称,大拱与小拱构成一幅完整的图画,显得更加轻巧秀丽,体现建筑和艺术的完整统一。第四符合结构力学理论,敝肩拱式结构在承载时使桥梁处于有利的状况,可减少主拱圈的变形,提高了桥梁的承载力和稳定性。
(3)单孔。我国古代的传统建筑方法,一般比较长的桥梁往往采用多孔形式,这样每孔的跨度小、坡度平缓,便于修建。但是多孔桥也有缺点,如桥墩多,既不利于舟船航行,也妨碍洪水宣泄;桥墩长期受水流冲击、侵蚀,天长日久容易塌毁。因此,李春在设计大桥的时候,采取了单孔长跨的形式,河心不立桥墩,使石拱跨径长达37米之多。这是我国桥梁史上的空前创举。
桥的材料与构造
桥梁的构造,除较原始的独木桥、汀步桥以及浮桥外,一般均由跨空部分和跨空支承部分构成,即桥墩与桥身组成。
(一) 梁桥,根据其所用材料和构造情况,可分为木梁桥和石梁桥。“木梁桥”包括木梁木柱桥、木梁石柱桥、木梁石墩桥、木撑架桥,其中“木梁石柱桥”是从木梁木柱这种原始的木桥发展而来的。
“石梁桥”包括石梁石柱桥、石梁石墩桥、石伸臂桥(类似木伸臂桥)、三边石梁桥、漫水石梁桥、石板平桥(多见于园林“曲桥”和“纤道桥”)。其中以“石梁石墩桥”最为常见。这种桥比用石墩木梁又更进一步,避免了木梁桥面易于腐朽、常需维修的缺点。
桥梁中还有一种与浮桥相结合的桥式,即“开合式桥”。其中间浮桥可根据需要开合启闭。如潮安县的湘子桥。其东西两端是石梁桥,中间则用十八只木船搭成浮桥相连接,以利排渲洪水,及“通巨舰,排放木筏”之用。
(二)拱桥,根据其构造情况以及拱券的圆弧和排列形式可分为:陡徒和坦拱式拱桥、尖拱和圆拱式拱桥、连拱和固端式拱桥,单孔和多孔式拱桥、实腹和空腹式拱桥,以及虹桥等等。其拱券的圆弧则有半圆、马蹄、全圆、锅底、蛋圆、椭圆、抛物线圆及折边等形式,排列形式则有并列和横联两种,其中横联式应用最多,并派生出镶边横联券和框式横联券两种。
(三)索桥,根据其采用不同质地的绳索及过度和构造形式,可分为竹索、铁索、藤索和溜索桥、城防吊桥,以及单索、双索、多索网状桥、并列多索桥等。
桥的艺术与文学
山水自然美,向为我国文学家和艺术家情有独钟。正如明代大艺术家董昌其所说“诗以山川为境,山川亦为诗为境。”桥,是架设于山水之间的建筑物,它长期屹立于大自然之中,也就成为点缀和美化大自然的一员。有山有水自然也就会有桥,桥梁本身也是实用与艺术的融合体,如桥梁的平直、索桥的凌空、浮桥的韵味、拱桥的涵影等,原来就摇曳着艺术的风采。故英国李约瑟先生说:“没有中国桥欠美的,并且有很多是特出色的美。”
我国桥梁的艺术性,主要表现在两方面,即造型风格和装饰工艺。造型风格主要体现在曲线柔和、韵律协调和雄伟壮观上。而江南水乡的一些小梁细桥,则更使人联想到“小桥 流水 人家”的诗情画意。
桥梁装饰,在我国总的来说不算很发达,主要体现在石构桥梁中,其部位大致在人们易于驻足观瞻的地方。如常见的有螭龙、凤、狮、象、犀牛,并间有兔、猴、马、狗、云朵、莲花、芳草等图案。也有少数浮雕的河神像、武士像和人物故事形象。如河北赵县永通桥山花墙上浮雕的河神头像,赵州桥栏板上浮雕的螭龙和望柱上的狮首像, 北京卢沟桥望柱上的石狮子等等。这些石雕,工艺精细,并往往还与民间风情、神话传说有密切的联系。如治水的蛟龙,分水的犀,降伏水怪的神兽等,从而形成我国桥梁艺术的独特风格。
此外,我国许多桥梁,往往在桥上或桥头上构建有许多附属建筑物。桥上构筑建筑物,起自木桥的防腐和压基作用,后成为桥与建筑的结合物。桥头构筑建筑物,是作为桥梁出入口的标志, 并兼有衬托、拱卫和装饰桥梁的作用。
中国桥之最
现存最古老的敞肩拱石桥是河北赵县赵州桥(或安济桥)。赵州桥隋朝开皇十五年至大业元年(595~605年)建。
现存最早的也是桥洞最多的联拱石桥是江苏苏州宝带桥。唐元和十一年(816年)始建。
现存最早的十字桥是山西晋祠鱼沼飞梁,北宋崇宁元年(1102年)建。
最早的开关活动式大石桥是广州潮州广济桥。明宣德十年(1435年)建。
仅有的五亭桥位于江苏扬州瘦西湖。
中国历史上最早的桥为"旅人桥"建于公元282年.
钱塘江大桥桥墩最高为306米,为世界之最.
中国十大名桥
1.五亭桥:位于江苏扬州瘦西湖内,桥基由12条大青石砌成,桥身为拱圈形。由3种不同的圈洞联合,共有15孔,孔孔相通,桥上置有五亭,而且亭与亭之间又以廊相连。
2.铁索桥:位于四川省泸定县的城西大渡河上,以9根铁链铺以木板构成,左右两侧各安两根铁链当扶手,铁链粗如碗口,每根长150米左右,重约一吨。
3.玉带桥:此桥位于北京颐和园内,全桥用汉白玉石建成,拱圈为蛋形,两侧雕刻精美的栏板和望柱,通体洁白、线条流畅。远望犹如一条玉带点缀在碧波粼粼的昆明湖上,被游客赞为“海上仙岛”。
4.风雨桥:坐落在广西三江县的程阳村边的林溪河上,全桥为石墩木面瓦顶结合而成。桥上建有五座宝塔形状的楼亭,可避风雨。整座桥无一铁钉,全用桁槽衔接,它斜穿直套、纵横交错,十分精致牢固。
5.安平桥:位于福建省晋江县的安海镇,建于宋代,当地人俗称“五里桥”。桥面由7条大石板铺成,桥头有五层六角砖砌成的宝塔一座,此桥为古代跨度最大的梁式石桥,有“天下无此长桥”的美称。
6.赵州桥:位于河北省的赵县城南交河上,为一座空腹式的单孔圆弧石拱桥,桥面宽10米,两边42块的桥栏板上,都有精刻的龙兽浮雕。
7.广济桥:俗称湘子桥,位于广东省潮州的东门外,是我国古代一座集交通集市于一体的综合桥,也是世界上第一座可开关的活动式石桥,自古有“一里长桥一里市”之称。
8.卢沟桥:坐落在北京广安门西南约10公里之处,该桥因跨越在卢沟河上(今永定河)因而得名卢沟桥。全桥均用白石建成,两边石栏雕柱各140根,石柱头上雕有蹲伏形态各异石狮子485只。
9.十字桥:位于山西省太原市西南约15公里的晋祠内。桥梁为十字形,建于鱼沼之上,又名鱼沼飞梁。全桥由立于沼中的34根铁青八角石支撑,柱顶又有柏木斗拱与纵、横梁连接,上铺十字桥面,两侧有汉白玉石栏杆。
10.五音桥:位于河北省东陵顺治帝孝陵神道,此桥两侧装有方解石栏板126块,敲击时能发出叮叮咚咚的悦耳音乐,包罗我国古代声乐中宫、商、角、征、羽五音,所以称此为“五音桥”。
参考资料:http://baike.baidu.com/view/84286.html?wtp=tt
几乎没有哪个成年人会不知道桥是一种什么样的建筑物。但我国古代的桥,形式种类繁多,发展演变过程漫长,这恐怕就未必为人尽知了。近代以来,由于高科技的勃然兴起,桥梁逐渐成为一门专业学科,其技术进步更是突飞猛进,形式更为复杂多样,其内涵和引伸义也大为丰富发展。然而,无论现代桥梁如何新进发达,若追究其根源来,均未超出古人所创造的梁桥、浮桥、拱桥和索桥几大类。这几种基本桥式都是总结前人积累下的丰富技术成果的结果。
一、 桥的概念
桥是一种架空的人造通道。由上部结构和下部结构两部分组成。上部结构包括桥身和桥面;下部结构包括桥墩、桥台和基础。它们高悬低卧,形态万千,有的雄距山岙野岭,古朴雅致;有的跨越岩壑溪间,山川增辉;有的坐落闹市通衢,造型奇巧;有的一桥多用,巧夺天工。不管风吹雨淋,无论酷暑严冬,它们总是默默无闻地为广大的行人、车马跨江过河,飞津济渡。
二、 桥的意义与特点
建桥最主要的目的,就是为了解决跨水或者越谷的交通,以便于运输工具或行人在桥上畅通无阻。若从其最早或者最主要的功用来说,桥应该是专指跨水行空的道路。故《说问解字》段玉裁的注释为:“梁之字,用木跨水,今之桥也。”说明桥的最初含意是指架木于水面上的通道,以后方有引伸为架于悬崖峭壁上的“栈道”和架于楼阁宫殿间的“飞阁”等天桥形式。
我国山川众多、江河纵横,是个桥梁大国,在古代无论是建桥技术,还是桥梁数量都处于世界领先地位。千百年来,桥梁早已成为人们社会生活中不可缺少的组成部分。但由于我国幅员辽阔,从南到北,从东到西,在地理气候、文化习俗以及社会生产力发展水平上,都存在较大的差异。因此,各自立足于自己的实际条件和根据自己的需要,经过长期的时间,遂创造出多种多样的桥梁形式,并逐步形成了自己的特色,具体说来大致有如下特点:
(一) 地域性。我国土地辽阔,南北之间和东西之间的桥梁,受所在自然地理和人文社会的影响,因地制宜,都形成了各自相对独立的风格和特色。如北方中原地区,黄河流域,地势较为平坦,河流水域较少,人们运输物资多赖骡马大车或手推板车。因此,这里的桥梁多为宽坦雄伟的石拱桥和石梁桥,以便于船只从桥下通过;西北和西南地区,山高水激、谷深崖陡,难以砌筑桥墩,因此,多采用藤条、竹索、圆木等山区材料,建造绳索吊桥或伸臂式木梁桥;岭南闽粤沿海地区,盛产质地坚硬的花岗岩石,所以石桥比比皆是;而云南少数民族地区,因竹材丰富,便到处可见别具一格的各式竹材桥梁。从桥梁的风格上看,北方的桥如同北方的人,显得粗犷朴实;南方的桥也同南方的人,显得灵巧轻盈。当然,这跟自然地理也有极大关系,如北方的河流因水流量欺负变化很大,又有山洪冰块冲击,故桥梁必须厚实稳重;而南方河流水势则较平缓,又要便于通航,故桥梁相对较纤细秀丽。
(二) 多种多样性。我国是个文明古国,地大物博,山河奇秀,南北地质地貌差异较大,因此对建桥的技术要求也高。大约在汉代时,桥梁的四种基本桥型:梁桥、浮桥、索桥、拱桥便已全部产生了。这四种桥根据其建筑材料和构造形式的不同,又分别演化出:木桥、石桥、砖桥、竹桥、盐桥、冰桥、藤桥、铁桥、苇桥、石柱桥、石墩桥、漫水桥、伸臂式桥、廊桥、风雨桥、竹板桥、石板桥、开合式桥、溜索桥、三边形拱桥、尖拱桥、圆拱桥、连拱桥、实腹拱桥、坦拱桥、徒拱桥、虹桥、渠道桥、曲桥、纤道桥、十字桥,以及栈道、飞阁等等,几乎应有尽有,什么形式的古桥,在我国都能找到。
(三) 多功能性。我国古代的匠师建桥,很注意发挥桥梁的最大效益,既能考虑到因地制宜、一切从实用出发,又能考虑使桥梁尽量起到多功能的作用。如江南的拱桥多为两头平坦,中间高拱隆起,使之既产生造型上的弧线美,又利于行舟。而南方地区广见的廊式桥,则更充分反映了一桥多用的特点。南方雨多日照强,桥匠便在桥上修建廊屋,这不仅为过往行人提供了躲避风雨日照、便于歇息的场所,而且还增加了桥梁的自重,以免洪水把桥冲掉,并起到保护木梁、铁索不受风雨腐蚀的作用。特别是很多此类廊桥,因是人员过往要冲,故还利用它兼作集市、住宿和进行商业活动。如广东潮安县的湘子桥,这座桥全长五百余米,?quot一里长桥一里市"之称,桥中设一段可以开合的浮桥,以利通航;桥上建廊屋、楼后做集市,其间店面栉比,自晨至暮,熙熙攘攘,热闹非凡,以至不闻不见咆哮的潮水和宽阔的江面,故民间流传有“到了湘桥问湘桥”的笑话。
(四) 群众公益性。桥梁自产生始,便以属于民众共有的社会性出现。我国的传统建筑,一般为私有性,唯有桥梁(除私有的园林中桥梁外),不管是官修私建的,都为社会所公有。故数千年来,爱桥护路成为一种良好风尚,而“修桥铺路”则是造福大众的慈善行为,被民众所推崇。因此,修桥或建桥具有广泛的群众性。查看史志,我国历来修桥建桥的方式,大概有四种:一是民建,即由一家一姓独立建桥;二是募捐集资,报经官府支持,协力兴建。此种最为多见,如著名的赵州桥、泉州洛阳桥等,都是用此方式建成的;三是官倡民修,由地方官倡导,士绅附和认捐,并指派官吏或商绅主持完成。此多属较大的桥梁;四是全由官府拨款施工兴建的。所以,我国古桥遍布各地,连穷乡僻壤也多建桥。其数量之多,分布之广,居世界首位。
三、桥的发生与发展
在人为桥梁之前,自然界由于地壳运动或其他自然现象的影响 ,形成了不少天然的桥梁形式。如浙江天台山横跨瀑布上的石梁桥,江西贵溪因自然侵蚀而成的石拱桥(仙人桥)以及小河边因自然倒下的树干而形成的 “独木桥”,或两岸藤萝纠结在一起而构成的天生“悬索桥”等等。人类从这些天然桥中得到启示,便在生存过程中,不断仿效自然。开始时大概是利用一根木料在小河上,或氏族聚居群周围的壕沟上搭起一些独木桥(桥之所以始称“梁”,也许便是因这种横梁而过的原故),或在窄而浅的溪流中,用石块垫起一个接一个略出水面的石蹬,构成一种简陋的“跳墩子”石梁桥(后园林中多仿此原始桥式,称“汀步桥”、“踏步桥”)。这些“独木桥”“跳墩子桥”便是人类建筑的最原始的桥梁,以后随着社会生产力的发展,不断由低级演进为高级,才逐渐产生各种各样的跨空桥梁。
我国的桥梁,大致经历了四个发展阶段。第一阶段以西周、春秋为主,包括此前的历史时代,这是古桥的创始时期。此时的桥梁除原始的独木桥和汀步桥外,主要有梁桥和浮桥两种形式。当时由于生产力水平落后,多数只能建在地势平坦,河身不宽、水流平缓的地段,桥梁也只能是写木梁式小桥,技术问题较易解决。而在水面较宽、水流较急的河道上,则多采用浮桥。
第二阶段以秦、汉为主,包括战国和三国,是古代桥梁的创建发展时期。秦汉是我国建筑史上一个璀灿夺目的发展阶段,这时不仅发明了人造建筑材料的砖,而且还创造了以砖石结构体系为主题的拱券结构,从而为后来拱桥的出现创造了先决条件。战国时铁器的出现,也促进了建筑方面对石料的多方面利用,从而使桥梁在原木构梁桥的基础上,增添了石柱、石梁、石桥面等新构件。不仅如此,它的重大意义,还在于由此而使石拱桥应运而生。石拱桥的创建,在中国古代建桥史上无论是实用方面,还是经济、美观方面都起到了划时代的作用。石梁石拱桥的大发展,不仅减少了维修费用、延长了桥的使用时间,还提高了结构理论和施工技术的科学水平。因此,秦汉建筑石料的使用和拱券技术的出现,实际上是桥梁建筑史上的一次重大革命。故从一些文献和考古资料来看,约莫在东汉时,梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四大基本桥型已全部形成。
第三阶段是以唐宋为主的,包括两晋、南北朝和隋、五代时期,这是古代桥梁发展的鼎盛时期。隋唐国力较之秦汉更为强盛,唐宋两代又取得了较长时间的安定统一,工商业、运输交通业以及科学技术水平等十分发达,是当时世界上最先进的国家。东晋以后,由于大量汉人贵族官宦南迁,经济中心自黄河流域移往长江流域,使东南水网地区的经济得到大发展,经济和技术的大发展,又反过来刺激桥梁的大发展。因此,这时创造出许多举世瞩目的桥梁,如隋代石匠李春首创的敞肩式石拱桥--赵州桥,北宋废卒发明的叠梁式木拱桥--虹桥,背诵创建的用筏形基础、植蛎固墩的泉州万安桥,南宋的石梁桥与开合式浮桥相结合的广东潮州的湘子桥等。这些桥在世界桥梁史上都享有盛誉,尤其是赵州桥,类似的桥在世界别的国家中,晚了七个世纪方才出现。纵观中国桥梁史,几乎所有的重大发明和成就,以及能争世界第一的桥梁,都是此时创建的。
第四阶段为元、明、清三朝,这是桥梁发展的饱和期,几乎没有什么大的创造和技术突破。这时的主要成就是对一些古桥进行了修缮和改造,并留下了许多修建桥梁的施工说明文献,为后人提供了大量文字资料。此外,也建造完成了一些像明代江西南城的万年桥、贵州的盘江桥等艰巨工程。同时,在川滇地区兴建了不少索桥,索桥建造技术也有所提高。 到清末,即1881年,随着我国第一条铁路的通车,迎来了我国桥梁史上的又一次技术大革命。
四、桥的类型与形式
桥的类型,若以建桥的主要材料分,便有木、石、砖、竹、藤、铁、盐、冰桥等之别。
木桥是最早的桥梁形式,我国秦汉以前的桥几乎都是木桥。如最早出现的独木桥、木柱梁桥。约商周时便出现浮桥,战国前后又出现排柱式木梁桥和伸臂式木梁桥。但因木材本身的特性,如质松易腐以及受材料强度和长度支配等,不仅不易在河面较宽的河流上架设桥梁,而且也难以造出牢固耐久的桥梁来,因此,南北朝始遂为木石混合或石构桥梁所取代。
石桥和砖桥。一般是指桥面结构也是用石或砖料来做的桥,但纯砖构造的桥极少见,一般是砖木或砖石混合构建,而石桥则较多见。到春秋战国之际便出现了石墩木梁跨空式桥,西汉进一步发展为石柱式石梁桥,东汉则又出现了单跨石拱桥,隋代创造出世界上第一座敞肩式单孔弧形石拱桥,唐代李昭得造出了船形墩多孔石梁桥。宋代是大型石桥蓬勃发展的时期,创造出像泉州洛阳桥和平安桥那样的长达数里横跨江海交汇处的石梁桥,以及像北京芦沟桥和苏州宝带桥那样的大型石拱桥。
竹桥和藤桥。主要见于南方,尤其是西南地区。一般只用于河面较狭的河流上,或作为临时性架渡之用。早期的主要是一种索桥,南北朝时称竹质的溜索桥为“笮桥”。后来出现了竹索桥、竹浮桥和竹板桥等。铁桥,在古代包括铁索桥和铁柱桥两种。前者属于索桥类,较多见,约在唐代便出现;后者属于梁桥类,实为木铁混合桥,极少见,在江西见一例。
盐桥和冰桥。主要见于特殊的自然环境中。前者主要见于青海盐湖地区,后者主要见于北方寒冷地区。
若以桥梁的结构及外观形式分,则主要有梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四种基本类型。
梁桥。又称平桥、跨空梁桥,是以桥墩做水平距离承托,然后架梁并平铺桥面的桥。这是应用最为普遍的一种桥,在历史上也较其它桥形出现为早。它有木、石或木石混合等形式。先秦时梁桥都是用木柱做桥墩,但这种木柱木梁结构,很早就显出其弱点,不能适应形势的发展。因此,起而代之的是石柱木梁桥,如秦汉时建成的多跨长桥:渭桥、灞桥等。约在汉代时桩基技术发明,于是出现了石桥墩,标志着木石组合的桥梁能够越跨较宽大的河道能经受住汹涌洪浪的冲击。但由于石墩上的木梁不耐风雨侵蚀,于是便在桥上建起了桥屋,保护桥身,此桥型(廊桥)后多见于南方,但最早都见于黄河流域。中小型的石梁或石板桥,构造方便,材料耐久,维修省力,是民间最为喜用的一种桥形,尤其是南宋后,在福建泉州地区十分盛行,创造了许多长大的石梁桥。梁桥若中间无桥墩者,称单跨梁桥;若水中有一桥墩,使桥身形成两孔者,便称双跨梁桥;若两墩以上者,便称多跨梁桥。
浮桥。又称舟桥、浮航、浮桁,因其架设便易,常用于军事目的,故也称“战桥”--一种用于数十百艘木船(也有用木筏或竹筏连横于水上的)连锁起来并列于水面,船上铺木板供人马往来通行的桥。若按严格意义上的桥:是以跨空和有柱墩为标志的话,那它还不是十足意义上的桥。浮桥主要建于河面过宽及河水过深或涨落起伏大,非一般木石柱梁桥所能济事的地方。浮桥两岸多设柱桩或铁牛、铁山、石囷、石狮等以系缆。隋大业元年在洛阳洛水上建成的天津桥,是第一次用铁链连接船只的浮桥。浮桥目前在我国南方如江西、浙江、广西等地方仍常见用。
浮桥的优点:一是施工快速,清咸丰二年(公元1852年),太平军围攻武昌,只用一夜时间就建成两座横跨长江的浮桥。二是造价低廉,明代邹守益在《修凤林浮桥记》中,曾对石桥与浮桥做过比较:“若用石梁桥,要费千金,而用浮桥,则费五百金便可,可根据需要而定。”三是开合随意,拆除和架设都很方便。缺点是载重量小,随波上下动荡不定,且抵御洪水能力弱,常需及时拆撤,并要人照看,管理繁琐,舟船、桥板与系船的缆绳要经常修茸和更换,维护费用昂贵。因此,很多浮桥的最后归宿,都向木梁桥、石梁桥或石拱桥发展。
索桥。也称吊桥、绳桥、悬索桥等,是用竹索或藤索、铁索等为骨干相拼悬吊起的大桥。多建于水流急不易做桥墩的陡岸险谷,主要见于西南地区。其做法是在两岸建屋,屋内各设系绳的立柱和绞绳的转柱,然后以粗绳索若干根平铺系紧,再在绳索上横铺木板,有的在两侧还加一至两根绳索作为扶栏。始见于秦汉,如秦李冰曾在四川益州(今成都)城西南建成的一座笮桥,又名"夷里桥",便是座竹索桥。现存著名的有建于明清时的泸定铁索桥、灌县竹索桥等。过索桥感觉非常惊险,正如古人形容过索桥的那样:“人悬半空,度彼决壑,顷刻不戒,陨无底谷。”唐代和尚智猛称:“窥不见底,影战影栗。”其实真正渡之还是安全的,正如《徐霞客游纪》对贵州盘江桥评价的那样:“望之飘然,践之则屹然不动。”
拱桥。在我国桥梁史上出现较晚,但拱桥结构一经采用,便迅猛发展,成为古桥中最富有生命力的一种桥型,即使在今天,它也仍有继续发展的广阔前景。拱桥有石拱、砖拱和木拱之分,其中砖拱桥极少见,只在庙宇或园林里偶见使用。一般常见的是石拱桥,它又有单拱、双拱、多拱之分,拱的多少视河的宽度来定。一般正中的拱要特别高大,两边的拱要略小。依拱的形状,又有五边、半圆、尖拱、坦拱等之分。桥面一般铺石板,桥边做石栏杆。拱桥的形象最早见于东汉画像砖上,是由伸臂木石梁桥在发展过程中又受墓拱、水管等形状影响而产生的。文献记载见于南北朝时的《水经注》中,现存最早的实物和最具代表性的是隋代李春设计建造的赵州桥。石拱桥的发券,明以后,尤其在清代,则盛行用整券,即“桶状发券”。
此外,其它特种造型尚有飞阁和栈道、渠道桥和纤道桥,以及曲桥、鱼沼飞梁和风水桥。
“飞阁”,又称阁道、复道,即天桥。古代宫殿楼阁间的跨通道。《三辅黄图》:“乃于宫(指汉末央宫)西跨城池作飞阁通建章宫,构辇道以上下。”秦汉皇宫楼殿间联以阁道通行,因上下有道,故称复道。秦始皇筑阁道由阿房宫通骊山,人行桥上,车行桥下,堪称中国最早的立交桥。“栈道”,又称栈阁、桥阁,单臂式木梁桥。在山区陡峭的地方,架木铺成的道路。
“渠道桥”,既是引水渠道又作行人用的桥梁。也即在桥上砌水渠以引水。如建于金代的山西洪洞县惠远桥。故今山西民间尚有“水上桥、桥上水”的俚语。“纤道桥”,一种为便于拉纤而建造的、与河流平行的带状长桥。多见于浙江境内的运河地区。有的长达一二公里乃至五六公里,如绍兴阮社有一座“百孔官塘”纤道桥,建于清同治年间,桥长380余米,115个跨,桥面用三块条石拼成,底平接水面。
“曲桥”,园林中特有的桥式,故也称园林桥。桥与径、廊均为园林中游人赏景的通道。“景莫妙于曲”,故园林中桥多做成折角者,如九曲桥,以形成一条来回摆动,左顾右盼的折线,达到延长风景线,扩大景观画面的效果。曲桥一般由石板、栏板构成,石板略高出水面,栏杆低矮,造成与水面似分非分、空间似隔非隔,尤有含蓄无尽之意。
五、 桥的材料与构造
桥梁的构造,除较原始的独木桥、汀步桥以及浮桥外,一般均由跨空部分和跨空支承部分构成,即桥墩与桥身组成。
(一) 梁桥,根据其所用材料和构造情况,可分为木梁桥和石梁桥。“木梁桥”包括木梁木柱桥、木梁石柱桥、木梁石墩桥、木撑架桥,其中“木梁石柱桥”是从木梁木柱这种原始的木桥发展而来的。
“石梁桥”包括石梁石柱桥、石梁石墩桥、石伸臂桥(类似木伸臂桥)、三边石梁桥、漫水石梁桥、石板平桥(多见于园林“曲桥”和“纤道桥”)。其中以“石梁石墩桥”最为常见。这种桥比用石墩木梁又更进一步,避免了木梁桥面易于腐朽、常需维修的缺点。
桥梁中还有一种与浮桥相结合的桥式,即“开合式桥”。其中间浮桥可根据需要开合启闭。如潮安县的湘子桥。其东西两端是石梁桥,中间则用十八只木船搭成浮桥相连接,以利排渲洪水,及“通巨舰,排放木筏”之用。
(二)拱桥,根据其构造情况以及拱券的圆弧和排列形式可分为:陡徒和坦拱式拱桥、尖拱和圆拱式拱桥、连拱和固端式拱桥,单孔和多孔式拱桥、实腹和空腹式拱桥,以及虹桥等等。其拱券的圆弧则有半圆、马蹄、全圆、锅底、蛋圆、椭圆、抛物线圆及折边等形式,排列形式则有并列和横联两种,其中横联式应用最多,并派生出镶边横联券和框式横联券两种。
(三)索桥,根据其采用不同质地的绳索及过度和构造形式,可分为竹索、铁索、藤索和溜索桥、城防吊桥,以及单索、双索、多索网状桥、并列多索桥等。
六、 桥的艺术与文学
山水自然美,向为我国文学家和艺术家情有独钟。正如明代大艺术家董昌其所说“诗以山川为境,山川亦为诗为境。”桥,是架设于山水之间的建筑物,它长期屹立于大自然之中,也就成为点缀和美化大自然的一员。有山有水自然也就会有桥,桥梁本身也是实用与艺术的融合体,如桥梁的平直、索桥的凌空、浮桥的韵味、拱桥的涵影等,原来就摇曳着艺术的风采。故英国李约瑟先生说:“没有中国桥欠美的,并且有很多是特出色的美。”
我国桥梁的艺术性,主要表现在两方面,即造型风格和装饰工艺。造型风格主要体现在曲线柔和、韵律协调和雄伟壮观上。而江南水乡的一些小梁细桥,则更使人联想到“小桥 流水 人家”的诗情画意。
桥梁装饰,在我国总的来说不算很发达,主要体现在石构桥梁中,其部位大致在人们易于驻足观瞻的地方。如常见的有螭龙、凤、狮、象、犀牛,并间有兔、猴、马、狗、云朵、莲花、芳草等图案。也有少数浮雕的河神像、武士像和人物故事形象。如河北赵县永通桥山花墙上浮雕的河神头像,赵州桥栏板上浮雕的螭龙和望柱上的狮首像, 北京卢沟桥望柱上的石狮子等等。这些石雕,工艺精细,并往往还与民间风情、神话传说有密切的联系。如治水的蛟龙,分水的犀,降伏水怪的神兽等,从而形成我国桥梁艺术的独特风格。
此外,我国许多桥梁,往往在桥上或桥头上构建有许多附属建筑物。桥上构筑建筑物,起自木桥的防腐和压基作用,后成为桥与建筑的结合物。桥头构筑建筑物,是作为桥梁出入口的标志, 并兼有衬托、拱卫和装饰桥梁的作用。