中国桥的文化已有多少年的历史啦?
在中国九百六十万平方公里的土地上,有世界上著名的黄河、长江、珠江等大河。自涓涓细流到浩浩巨浸,蜿蜒曲折,奔流入海。全国河道密如蛛网,上面布满着大大小小、形形式式的桥梁。我国古代桥梁,和其他事物一样,有一个发生发展的过程。
陕西西安发掘出的公元五六千年前新石器时代村落遗址半坡村,在村居四周,有宽深各约五六米的围堑,要越过围堑出入村落,必然已有即使是很简陋的木桥。
中国古代的信史或诗歌中有很多关于“梁”的记载。这些梁,可能是架木而成,或是堤梁一类有少数架空的部位。比较早的大桥的记载是殷代首都殷(今河南安阳)附近跨漳水的“巨桥”(据《通典》在今河北曲周东北)。公元前1066年,周武王伐纣,攻克朝歌(今河南淇县),命南公括“发巨桥之粟”(《史记·周本纪》,又见《吕氏春秋·慎大览》、《淮南子·主术训》)以救济贫民。《水经注》漳水条记:“迳巨桥邸阁西旧有大梁横水,故有‘巨桥’之称。”桥的建设应早于这一年代。
在这之前,大约在公元前1134年,周伯姬昌(就是后来的周文王)“亲迎于渭,造舟为梁”(《诗经·大雅·大明》)。这是说当时用船造过临时性的浮桥。
据《华阳国志》,秦代李冰任蜀守时(公元前256年到251年),在四川益州(今成都)造了七座桥,其中一座名“笮桥”,据唐代宰相李吉甫(758—814)在《元和志》中解释道:西南地区凡称“笮”的地名便表示有藤索桥或竹索桥。铁索桥传说起自西汉初期(公元前200年左右),据陕西褒城(今撤销并入勉县和汉中市)樊江桥明嘉靖八年(公元1529年)在桥头所树碑上的记载,是西汉大将樊哙(?—前189)在西汉元年(公元前206年)在褒城马道驿的寒溪上建起了这座铁索桥。
据史书记载,我国早在东汉末年已有砖石拱桥,魏王都邺(今河北临漳西南)有石窦桥,晋代洛阳有石拱桥。
从以上简单介绍,可知中国在古代已经具备了各种桥式。桥梁的基本型式不外乎梁、拱、索、浮。而中国古代的桥梁建设者们,充分科学地利用当年仅有的竹、藤、木、石和人工冶炼的铸铁或锻铁等,发挥材料的特长,根据丰富的成败经验,因时、因地制宜地衍变出丰富多彩,美不胜收的桥梁。中国古桥的某些结构形式,已为近代桥梁所借鉴,并继续不断地在推陈出新,有力地影响着国内外桥梁建设。
木梁桥
木料容易得到,又容易加工,所以古代造桥以木居多。重要的木桥多半位于历代都城和经济、军事要冲的道路上。
木桥简单的是简支木梁桥。历史上规模宏大的木梁桥是秦代首都咸阳跨渭水的渭桥。汉代称中渭桥。据《三辅黄图》,秦始皇统一中国(公元前221年)之后,建都咸阳,引渭水贯都城,横桥南渡。桥共有六十八孔,总长大约五百四十四米,是木梁石柱桥。桥面宽达一九·四米。每一桥墩估计并列十根石柱。很可能石柱是整根的,因为有柱重难于移运的记载。
汉代有包括中渭桥在内的三座渭桥。中渭桥是把秦代的渭桥重建并且移了位置。唐代记载,三桥都是木梁木柱。一直保留到近年西安地区诸水的古桥仍是木梁,只是采用了叠砌石轴成石柱的石轴柱桥。
1971年内蒙古和林格尔县新店子发掘出一座东汉墓有“七女为父报仇”壁画,画上有汉代渭水桥,在桥墩上梁下都有短托木。这也许便是木伸臂梁的雏型。
木伸臂梁桥是借伸臂作用,用短梁造成的长跨桥。最早记录的伸臂梁桥在西北循化(今青海省循化撒拉族自治县)的古什群口。汉代,吐谷(yù)浑族人民在这一黄河峡口上造木伸臂梁桥。宋代,段国《沙州记》称:“……两岸累石作基陛,节节相次,大木纵横,更相镇压。两边俱平,相去三丈,并大材,以板横次之。施钩栏,甚严饰。”桥跨总长约三十六米,就是两边单向向河心伸大约十五米。至今甘肃、四川、西藏等省、自治区仍有不少木伸臂梁桥。
木伸臂梁从单向伸臂发展到平衡双向伸臂,也从山区峡谷走向平原河流,并造成多孔的伸臂木桥,如湖南醴陵渌江桥等。
渌江桥始建于宋理宗宝佑年间(公元1253年到1258年)。到清代已屡经修缮。桥长约一百六十米,共七墩八孔。跨长不等,最大的约二十二米,伸臂各六米,中间悬孔长大约十米,桥宽三·八米。
木桥一般都有桥屋。一方面方便行旅避风雨日晒和休憩,另一方面使木料保持干燥,防止腐朽以延长寿命。中国有桥屋的木桥,保存记录竟达五百多年。至今浙江、广西、湖南等仍多“风雨桥”。桥上廊屋富于地方民族色彩,桥亭多到五六重檐,和它旁边的村寨建筑十分协调。
木拱桥
北宋名画家张择端所绘《清明上河图》画的是宋都汴京清明时
节的风情画。画面高峰之处是一座非常别致的木拱桥。
根据历史记载,这一桥式创始于宋仁宗明道年间(公元1032年到1033年)青州(令山东青州市)的南洋桥,也叫万年桥。青州南洋河上,原来有桥,但“水与柱斗,率常坏桥,……会得牢城废卒,有智思,叠石固其岸,取巨木数十相贯,架为飞桥,无柱。”(王辟之:《渑水燕谈录·事志》)后来山西、河南到处造有飞桥。图上汴水上的桥称为虹桥。
宋室南迁,北方这类木拱桥或因战火,或因失于修缮,或因河道干涸,濒于失传。然而南方福建和浙江山区却出现了类似而又有改进的木拱结构。最早的是浙江泰顺横溪三条桥。桥上旧瓦有宋代“绍兴七年”(公元1137年)字样。现在的这座桥是清代道光二十三年(公元1843年)建的,距今也已有一百五十年之久。虹桥的结构模式和闽浙木拱的构造和结构模式如下页的图所示。
中国还有其他构造复杂精巧的木拱桥,在世界桥梁史中是西方桥梁所没有的。
石梁桥
文献中石梁的记录最早见于春秋时期,如宋景公(公元前516年到公元前450年在位)的吕梁便是其中之一。西安的古灞梁是新莽地皇三年(公元22年)改木梁为石梁的石梁石柱桥。石梁桥遍布全国各地。中国石梁桥建设最多、规模巨大的是福建省,特别是泉州市。泉州古有十座名桥,从南宋仁宗皇佑五年(公元1053年)起
到元惠宗至正年间(公元1341年到1368年)陆续建成。其中现在是国家重点文物保护单位的安平桥,又名五里桥,以桥长五里而得“天下长桥无此长”的美名。现存桥长二千一百米。
诸石梁桥中最著名的是宋代状元、名书法家蔡襄所兴建的万安桥,又名洛阳桥。洛阳桥原是四十七孔,总长八百九十米,桥宽三·七米。泉州石桥都以方形截面长条石纵横叠砌成船形桥墩建在海底砂床上的抛石筏形,或大木纵横叠架的“睡木”基础上。石墩两侧,叠涩出檐,以搁石梁。洛阳桥还采用了种养并禁采牡蛎以固结桥墩石条和它下面抛石的巧妙方法。
建于宋理宗嘉熙元年(公元1237年)的福建漳州江东桥,当年桥共十五孔,总长大约四百九十四米,最大石梁长二三·七米,宽一·七米,高一·九米,重量达二百多吨。这样重的梁共有四十五根,它们的采运、安装,即使在今天,也是相当艰巨的工程。
石拱桥
中国石拱桥的发展看来有它独特的道路。国外认为石拱或由于假拱(类似于中国的叠涩)演变而成。根据中国的墓葬结构,以及浙江一带仅存的折边拱桥,可以推论,中国石拱是由折边结构推演的结果。
石梁柱桥的石柱,演化成为倾斜的三折边。然后有五折边、七折边,最后成为圆拱。虽然还有其他的推论。但是这一假说很合逻辑,并且有实物可资证明。
在今宁夏乌兰布和沙漠发现汉武帝元朔二年(公元前127年)的墓葬,已有半圆形砖拱顶。甘肃武威雷台东汉墓葬却是椭圆形砖拱。前面说过,史书记载,东汉末年魏王都邺有石窦桥,晋代洛阳有石拱桥。现存的石拱桥实物最早建于隋代。
河北赵县安济桥,一称赵州桥。桥始建于隋文帝开皇十五年(公元595年),完工于隋炀帝大业元年(公元605年),距今已近一千四百年。桥净跨三七·○二米,矢高七·二三米,宽九米。主拱是比较平坦的圆弧拱,以二十八道并列的拱券砌成。主拱以上,左右各叠砌两小拱,以减轻自重,宣泄洪水,是世界上最早的敞肩圆弧拱。桥上栏板望柱,刻有“龙兽之状,蟠绕拏踞,眭盱翕歘(眭(suī)盱(xū),怒目而视的意思;翕(xī)盱(xū),呼吸吞吐的意思。
——引者注),若飞若动”的石雕,可以称它作“龙桥”。现在赵州桥已经被列为世界文化遗产,予以特别保护。
类似于赵州桥的敞肩圆弧拱古桥,中国在河南、山西、河北各省还有多处。河南的小商桥可能年代比赵州桥还早,但未经最后考古证实。
中国的石拱桥,北方多数桥面是平坡(或微坡),以适应以车马为主的道路运输。除敞肩拱外,拱背多是实腹,厚拱券。拱券石厚是桥跨的六分之一到二十五分之一。南方比较多的是驼峰拱,以适应水上船只运输为主,薄拱券,薄桥墩。拱券石厚小于跨经的二十五分之一。一般从二十八分之一到五十分之一。最薄拱券是江苏苏州觅渡桥,净跨二十米,矢高八·二米,拱券石厚○·三米,合净跨的六六·七分之一。觅渡桥始建于元成宗大德二年(公元1298年),历代重修,现仍屹立于河上。
长石拱桥一般建成联拱。为了抵御流水漂木、流冰等的撞击,山区河流上的石拱桥多半用厚墩,如果一个桥墩被冲垮,只影响左
右两孔而不影响别的孔。中国北方厚墩联拱桥著名的是北京卢沟桥。桥跨永定河,始建于金世宗大定二十八年(公元1188年),完工于金章宗明昌三年(公元1192年)。桥全长二一二·二米,共十一孔,净跨不等,从一一·四米到一三·四五米。墩宽从六·五米到七·九米。桥墩插木为基,以柏木桩“乘湿带皮用之”。墩迎水面有分水尖,尖端镶有三角形铸铁柱用以破冰;背水面是方形。桥梁宽九·三米,两旁栏杆望柱头上,历代刻有装饰性的石狮子,子母抱负,形态各异,数都数不清,极统一变化的能事,可以叫它做“狮桥”。
南方单孔石拱桥,两侧踏阶上桥,形成驼峰拱,这适合南方水网地区的船只可以在桥下通过。同时因为南方软土地基,要尽量减少石拱的重量,驼峰拱使拱上的重量达到最低的限度,它的衡载压力线接近于半圆拱轴线。它的设计计算理论和国内外习用的不同。
多孔薄墩薄拱联拱桥最长的是江苏吴江垂虹桥。宋仁宗庆历
八年(公元1048年),这桥是木桥。元泰定帝泰定二年(公元1325年)改建成六十二孔的石拱桥。元惠宗至正十二年(公元1352年)又增加到八十五孔,中间有两个驼峰以通航运。解放后还有七十二孔,桥长四百多米,在南方称长桥。本世纪六十年代,这座桥崩坍了。
江苏苏州的宝带桥始建于唐代,历代曾经多次重修。桥共五十三孔,中间有三孔隆起,以通船只。桥全长三一六·八米,桥宽四·一米,因略短于垂虹桥,所以又称小长桥。
索 桥
我国四川、云南、西藏等省、自治区,常用抗拉比较好的材料如藤、竹、皮绳等绞成拉索,或锻铁成链,建造索桥。云南凡用“笮”作地名和水名的必有索桥。而四川茂州(今茂县),古称绳州,因那里的峡谷之中“以绳为桥”(据《寰宇记》)。徐霞客称拱桥“拱而中高”,索桥“中悬及下”,这是物理性能不同的形象表现。
中国古代索桥形式很多,基本上有六种类型:单索溜筒桥,双索双向溜筒桥,上下双索步道桥,V形截面双索或三索步道桥,并列多索步马桥,多索网状桥。
溜筒桥是把人和货物(甚至牛马)悬在索上,溜放过江,构造相当简单。现在民间在峡谷两边的村落之间仍多随处架设这种溜索过河。
V形桥吊索成斜面,两侧吊索会合向内共同吊中部的步道木板或布道索,是一个典型的空间结构,开近代斜面吊索管道桥的先声。
并列多索桥,索上横铺木板,可走人马,两侧还有保证安全的栏杆索。
明代曹学■《蜀中广记》说:“绳桥之法,先立木于水中为桥柱,架梁于上,以竹为縆。乃密布竹縆于梁,系于两岸。……夹岸以大木为机,绳缓则转收之。”这是调整几条竹索到同一水平并且用来纠正松弛的好办法。铁索桥却不用大木转机,而是用铁锲打入环扣之间以调整索长和它的垂度。
四川灌县珠浦桥建造年代很早。宋太宗淳化元年(公元990年)的记载是“为石笼、木栅、竹绳,而属绳于栅,植于笼,跨江而桥”。这是一座多孔连续并列多索的竹索桥。因历代改弦更张,所以桥址有所移动,桥跨和桥长也有变化。当年最长的时候是三百三十米,最大跨长六十一米,木架八,石墩一。因竹索易朽,已经改成钢丝绳,但是尽量维持古桥的外形。
四川泸定大渡河铁索桥是现存古代铁索桥中制作最精良的一座。桥始建于清代康熙四十四年(公元1705年),次年完成。桥净跨约一○三米,每根铁链长约一二七米,桥宽二·八米。共九根底链,上横铺木板,纵铺走道板。两侧各有两根栏杆铁链。两岸石砌
桥台,锚定铁链,上有美丽的桥屋。所有建筑、石台、铁链等,制作精良。当年还在左岸铸铁犀一头,右岸铸铁蜈蚣一条,目的是用来镇压“水妖”。桥位于川藏要道,当年红军抢占泸定桥,桥已成为重要的历史文物。多索网桥用藤圈作间隔,用多索围绕,高悬两崖之间。人走在网中,极其安全。中国的古代索桥单跨长可达一百三十多米,创始年代久远,还正继续推陈出新,开拓新的悬索桥领域。
浮 桥
凡是浮体都可以作浮桥。连接诸浮体成桥,称“桥航”(见《水经注》浙江条)。作浮桥的浮体有竹筏或木筏、皮筏、罂(小口大肚的瓶子)或木船等,以木船最常用。有的浮桥的木船是挂在锚着于两岸的竹索或铁索上的,桥会随水流而弯曲,所以叫曲浮桥。曲浮桥一似平放着的悬索桥。
有的浮桥的木船每只单独抛锚锚着于河底,桥就非常顺直,这是直浮桥。
曲浮桥受索长和索力的限制,但不受河床面冲淤变化的影响,所以桥长虽有一定限度,但是任何河道都可以架设。在黄河上,古代便有很多有名的曲浮桥,有的单孔,有的借河中的沙洲,起架两座曲浮桥。最古和最著名的是山西永济蒲津浮桥。春秋时期鲁昭公元年(公元前541年),在夏阳津地方的黄河上,曾因秦公子针带着“车重千乘”的队伍投奔晋国,建造了一座大浮桥,这还是一次性的临时桥。秦昭襄王五十年(公元前257年)正式造竹索木船的蒲津浮桥。到唐玄宗开元十二年(公元724年),决定“以铁代竹”,两岸各铸四个各重几万斤的铁牛以锚住铁链,每牛有一铁人作驱策的样子。明穆宗隆庆年间(公元1567年到1572年),西边一组铁牛因黄河改道沉入河底而不能成桥。东边一组铁牛于清末民初也淤埋而不见。1989年,经探测开挖出土。这一文物已有一千二百
多年的历史,当年曾锚定大约三百六十米桥跨的浮桥,实在可说是世界的艺术和技术的奇迹。中国古代桥梁在技术和艺术上的成就实在是令人神往的。
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。
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。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。
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。
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,北宋创建的用筏形基础、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。
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。
扩展资料:
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。
参考资料来源:百度百科-桥
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,北宋创建的用筏形基础、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。
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1、主要作用
即为了解决跨水或产生与发展者越谷的交通,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,以后方有引申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。
2、高度排名
第一名:中国湖北巴东四渡河特大桥(高度:560米)
四渡河特大桥为单跨900米的钢桁架加劲梁悬索桥,桥面宽24.5米,桥面采用单向坡,居世界第一。从塔顶至谷底高差560米,被誉为世界第一高桥,采用火箭抛绳系统进行先导索过深切峡谷,为创国内外首例,加劲梁吊装采用跨径为国内最大的900米缆索吊。
第二名:中国重庆黔江沿溪沟大桥(高度:280米)
沿溪沟大桥位于重庆黔江区水田乡农桥村与正阳镇之间,分左右两幅,单幅全长560米,其中主桥长310米,主跨150米,桥面与谷底垂直高度为280米,比号称“世界之最”的法国米洛大桥还高10米。
第三名:法国米洛大桥(高度:270米)
号称“世界第一高桥”的是米洛大桥,位于法国南部塔恩河谷上,桥面距谷底垂直高度为270米。由英国设计师诺曼·弗斯特(Norman Foster)设计,在经过三年时间的施工后,于2004年12月17日竣工开通,时任法国总统的希拉克专程前往为其剪彩。
参考资料来源:百度百科-桥
桥梁是道路的组成部分。从工程技术的角度来看,桥梁发展可分为古代、近代和现代三个时期。
人类在原始时代,跨越水道和峡谷,是利用自然倒下来的树木,自然形成的石梁或石拱,溪涧突出的石块,谷岸生长的藤萝等。人类有目的地伐木为桥或堆石、架石为桥始于何时,已难以考证。古巴比伦王国在公元前1800年(公元前19世纪)就建造了多跨的木桥。
据史料记载,中国在周代(公元前11世纪~前256年)已建有梁桥和木浮桥,如公元前1134年左右,西周在渭水架有浮桥。,桥长达183米。古罗马在公元前621年建造了跨越台伯河的木桥,在公元前 481年架起了跨越赫勒斯旁海峡的浮船桥。
古代美索不达米亚地区,在公元前 4世纪时建起挑出石拱桥(拱腹为台阶式)。
古代桥梁在17世纪以前,一般是用木、石材料建造的,并按建桥材料把桥分为石桥和木桥。
石桥的主要形式是石拱桥。据考证,中国在东汉时期(公元25~220年)就出现石拱桥,如出土的东汉画像砖,刻有拱桥图形。
赵州桥(又名安济桥),建于公元605~617年,净跨径为37米,首创在主拱圈上加小腹拱的空腹式(敞肩式)拱。中国古代石拱桥拱圈和墩一般都比较薄,比较轻巧,如建于公元816~819年的宝带桥,全长317米,薄墩扁拱,结构精巧。
罗马时代,欧洲建造拱桥较多,早在公元前200~公元200年间就在罗马台伯河建造了8座石拱桥,其中建于公元前62年的法布里西奥石拱桥,桥有2孔,各孔跨径为24.4米。
公元98年西班牙建造了阿尔桥,高达52米。此外,出现了许多石拱水道桥,如现存于法国的加尔德引水桥,建于公元前1世纪,桥分为3层,最下层为7孔,跨径为16~24米。罗马时代拱桥多为半圆拱,跨径小于25米,墩很宽,约为拱跨的三分之一。
罗马帝国灭亡后数百年,欧洲桥梁建筑进展不大。11世纪以后,尖拱技术由中东和埃及传到欧洲,欧洲开始出现尖拱桥,如法国在公元1178~1188年建成的阿维尼翁桥,为20孔跨径达34米尖拱桥。英国在公元1176~1209年建成的泰晤士河桥为19孔跨径约 7米尖拱桥。
西班牙在13世纪建了不少拱桥,如托莱多的圣玛丁桥。拱桥除圆拱、割圆拱外,还有椭圆拱和坦拱。公元1542~1632年法国建造的皮埃尔桥为七孔不等跨椭圆拱,最大跨径约32米。当时椭圆拱曾盛行一时。
1567~1569在佛罗伦萨的圣特里尼塔建了三跨坦拱桥,其矢高同跨度比为1∶7。11~17世纪建造的桥,有的在桥面两侧设商店,如意大利威尼斯的里亚尔托桥。
石梁桥是石桥的又一形式。中国陕西省西安附近的灞桥原为石梁桥,建于汉代,距今已有2000多年。公元11~12世纪南宋泉州地区先后建造了几十座较大型石梁桥,其中有洛阳桥、安平桥。安平桥(五里桥)原长2500米,362孔,现长2070米,332孔。英国达特穆尔现存的石板桥,有的已有2000多年。
木桥早期木桥多为梁桥,如秦代在渭水上建的渭桥,即为多跨梁式桥。木梁桥跨径不大,伸臂木桥可以加大跨径。中国 3世纪在甘肃安西与新疆吐鲁番交界处建有伸臂木桥,“长一百五十步”。公元405~418年在甘肃临夏附近河宽达40丈处建悬臂木桥,桥高达50丈。
八字撑木桥和拱式撑架木桥亦可以加大跨径。16世纪意大利的巴萨诺桥为八字撑木桥。
木拱桥出现较早,公元104年在匈牙利多瑙河建成的特拉杨木拱桥,共有21孔,每孔跨径为36米。中国在河南开封修建的虹桥,净跨约为20米,亦为木拱桥,建于公元1032年。日本在岩国锦川河修建的锦带桥为五孔木拱桥,建于公元300年左右,是中国僧戴曼公独立禅师帮助修建的。
中国西南地区有用竹篾缆造的竹索桥。著名的竹索桥是四川灌县珠浦桥,桥为8孔,最大跨径约60米,总长330余米,建于宋代以前。
古代桥梁基础,在罗马时代开始采用围堰法施工,即打木板桩成围堰,抽水后在其中修筑桥梁基础和桥墩。1209年建成的英国泰晤士河拱桥,其基础就是用围堰法修筑,但是,那时只能用人工打桩和抽水,基础较浅。中国11世纪初,著名的洛阳桥在桥址江中先遍抛石块,其上养殖牡蛎二三年后胶固而成筏形基础,是一个创举。
扩展资料:
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。
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。
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。
历史和现状上看,绝大多数桥梁均架设在水面上,只有阁道桥和现代城市的行人天桥和行车天桥,是架设于高楼崇阁之间或通衢大道之上。
从对天生桥的利用到人工造桥,这是一个历史的飞跃过程。从简单的独木桥到今天的钢铁大桥;从单一的梁桥到浮桥、索桥、拱桥、园林桥、栈道桥、纤道桥等;建桥的材料从以木料为主,到以石料为主,再到以钢铁和钢筋混凝土为主,这是一个非常漫长的发展过程。然而,中国桥梁建筑都取得了惊人的成就。
著名的科学技术史学家、英国剑桥大学李约瑟博士( J. Needham )在《中国科学技术史》中说,中国桥梁“在宋代有一个惊人的发展,造了一系列巨大的板梁桥”。到了当代中国,所建造的武汉、南京长江大桥等,更受到世人称赞。
可见,中国的桥梁,经过了一个从童年、少年、青年到壮年的发展过程,愈趋成熟。中国在发展桥梁方面于 14 世纪以前处于领先地位,今天,她依然是世界上举足轻重的桥梁大国。
参考资料来源:百度百科-桥梁
在有了铁路以后,木桥、石桥、铁桥和原来的桥梁基础施工技术就难于适应需要。但到19世纪末叶,由于结构力学基本知识的传播、钢材的大量供应、气压沉箱应用技术的成熟,使铁路桥梁工程获得迅速发展。20世纪初,北美洲曾在铁路钢桥跨度方面连创世界纪录。到第二次世界大战前,公路钢桥和钢筋混凝土桥的跨度记录又都超过了铁路桥。
第二次世界大战后,大量被破坏的桥梁急待修复,新桥急需修建,而造桥钢材短缺,于是,利用30年代以来所积累的关于高强材料和高效工艺(焊接、预应力张拉及锚固、高强度螺栓施工工艺等)的经验,推广了几种新型桥——用正交异性钢桥面板的箱形截面钢实腹梁桥,预应力混凝土桥和斜张桥。
60年代以来,汽车运输猛增,材料供应缓和,科学技术迅猛发展,桥梁工程又在提高质量、降低造价、降低桥梁养护费等方面获得了很大改进。
国外桥梁工程的发展 19世纪20年代以前(有铁路 之前)
①木桥。在公元前2000多年前,巴比伦曾在幼发拉底河上建石墩木梁桥,其木梁可以在夜间撤除,以防敌人偷袭。在罗马,G.J.恺撒曾因行军需要,于公元前55年在莱茵河上修建一座长达 300多米的木排架桥。在瑞士卢塞恩至今保存着两座中世纪式样的木桥:一是1333年始建的教堂桥,一是1408年始建的托滕坦茨(Totentanz)桥,这两座桥都有桥屋,顶棚有绘画。在1756~1766年,瑞士建成跨度为52~73米的三座大木桥,两座是亦拱亦桁,另一座用木拱承重,位于韦廷根,跨度61米。
在亚洲,木拱桥出现更早,日本岩国市至今保存的5孔锦带木拱桥,跨度为27.5米,始建于1673年,其图样来自中国。18世纪末至19世纪初的三、四十年间,美国盛行建有屋盖(保护木结构)的大木桥,1815年在宾夕法尼亚州建成的跨越萨斯奎汉纳河的麦考尔渡口桥,跨度达到110米,堪称空前。
②石桥。古罗马时代的石拱桥,拱圈呈半圆形,拱石经过细凿,砌缝不用砂浆。由于不能修建深水基础,桥墩宽度对拱的跨度之比大多为1/3至1/2,阻水面积过大,因此所修建的跨河桥多已冲毁。西班牙境内有一座 6孔石拱桥,名阿尔坎塔拉(Alcantara)桥,桥墩建在岩石上,至今完好(图1)。它建成于公元98年,中间两孔跨度各约28米,桥面高出谷底52米。
欧洲在中世纪(5~10世纪)时期,桥梁建设曾因封建割据而衰退。在中亚和埃及森林较少,因而石桥使用较多。其拱石加工较粗,砌筑用石灰砂浆;拱弧在顶部往往形成尖角。这种石桥容易建造,在11~12世纪被引入欧洲,并按当时习俗,在桥上或设置教堂、神龛、神像,或设关卡、碉堡,或设商店、住房。在法国阿维尼翁,1177~1187年建成一座跨越罗讷河的20孔石拱桥,跨度30米左右,曾驰名一时;但屡遭战火及冰排破坏,现今只留有靠岸的 4孔和上面的小教堂。英国在1176~1209年建成跨越泰晤士河的伦敦老桥,其桥墩阻水面积很大,在潮汐涨落时,桥下流速很高,河床受到冲刷,桥身很早就明显下沉。它是伦敦的交通要道,经加固维护,使用了600余年,直到1826年修建伦敦新桥时拆除。1308~1355年在法国卡奥尔建成瓦朗特尔(Valentre)桥,为6孔跨度16.5米,上有设防严密且高耸的箭楼3座,至今屹立无损(图2)。
欧洲在文艺复兴时期,为使桥面纵坡平缓,以利交通,城市拱桥矢跨比(矢高与跨度之比)明显降低,拱弧曲线相应改变,石料加工又趋精细。在意大利,佛罗伦萨的圣特里尼塔(Santa Trinita)桥建于 1567~1569年,共3孔,中跨29.3米,矢跨比为1:7,拱轴为多心圆弧(拱弧半径在拱趾处小于拱顶处),左右两弧在拱顶相交, 交角被镶在拱冠的浮雕掩盖; 威尼斯里亚尔托(Rialto)桥建于1588~1592年,跨度27.0米,矢高 6.4米,每座桥台下的冲积土内曾打入密布的木桩达6000根。1575~1606年法国建成的巴黎新桥,共12孔,最大跨度19.4米,桥上房屋栉比,成为闹市,直到1848~1855年改建时才被拆除。
在18世纪,欧洲石拱桥达到最高水平。这时的桥梁专家当以法国的 J.-R.佩罗内为代表。在世界上历史最悠久的高等工科学校——巴黎桥路学校于1747年创办时,佩罗内任校长和教师。他的代表作可举跨越瓦兹河的圣马克桑斯桥为例,共3孔,跨度各21.8米,矢高1.98米,墩厚对拱跨比是 1:8,桥墩各由两对石柱构成。该桥已在1870年毁于战争。
在伊朗,伊斯法罕的普勒哈久(Pul Khajoo)桥建于1642~1667年,该桥坐落在拦河大坝之上,有24个尖拱,桥身颇宽,上有楼阁。它是沙漠旅行者向往的憩凉揽胜佳地。
③铸铁拱桥。直到冶炼业使用焦炭而能生产大型铸件时,这种桥才能建造。英国1779年在科尔布鲁克代尔(Coalbrookdale)首次建成一座主跨约 30.5米的铸铁肋拱桥。该桥曾使用170年,现作为文物保存。
④锻铁链杆悬索桥。早期的柔式悬索桥自重小,材料强度低,经不起周期性活荷载的作用(军队以整齐步伐过桥,曾使这种桥遭到破坏);在风荷载作用下,容易摧毁。但英国1820~1826年在梅奈海峡建造的跨度达177米的锻铁链杆柔式悬索桥(道路桥),独能在桥面随坏随修的情况下获得长寿(1940年,在保持原貌的条件下,已将链杆换成低合金钢眼杆)。
19世纪20年代至19世纪末 在出现铁路初期,西欧的铁路桥主要使用石拱和铸铁肋拱。在将铸铁肋拱用于多跨桥时,为使桥墩不受拱的水平推力,经在同一拱肋两端之间设置系杆,形成系杆拱(见组合体系桥)。例如英国1849年用这种方法在纽卡斯尔建成 6×37.8米双层(上层为铁路,下层为道路)铸铁拱桥。美国和俄国较多地使用木桥;其跨谷桥则常采用木排架桥;过河的大跨桥则采用木拱和木桁架梁桥。1840年获得专利权的美国豪氏桁架梁,在构造上是同俄国嬠.И.茹拉夫斯基在修建圣彼得堡(今列宁格勒)至莫斯科铁路时所设计的大跨桁架梁木桥一样;其弦杆和交叉腹杆用木材,竖向腹杆则用圆铁,构造简单,受力明确,可以作为当时桁架梁的代表。锻铁和钢材的出现,逐步改变了铁路桥的面貌。1845年,英国J.内史密斯发明蒸汽打桩机;1851年,英国在罗切斯特一座桥的施工中使用气压沉箱基础(下沉深度达18.5米),从此结束了深水江河不能修桥的历史。
①锻铁桥。1832年,英国在格拉斯哥开始用I形截面锻铁建造梁式桥。这种桥的跨度后来曾达到 9.6米。40年代英国要修建一座跨越梅奈海峡的大跨铁路桥,铸铁拱桥满足不了海军对桥下净空的要求,悬索桥则刚度不够。当时修建该铁路的负责人R.斯蒂芬森认为:用锻铁型材造一个巨型箱管,尺寸大到足以容纳铁路列车从其中驶过,则其刚度可以大为提高;再用石塔支住铁质悬索,并用吊杆将箱管吊在悬索之下,想必可行。因为他当时还不懂力学计算(法国C.-L.-M.-H.纳维于1842年已提出弹性梁理论,但英国工程界还不知道),乃用结构试验的方法成功地决定了箱管梁的截面形状和细节;同时,还证明了该桥不用悬索也有足够的刚度。但是,石塔还是修建了。这座桥建于1845~1850年,称不列颠箱管桥,4孔连续,分跨为70+140+140+70米。由于在兴建这座桥的过程中所做的试验证实了实腹梁的可靠性,从19世纪后期起钢板梁桥在小跨铁路桥中被普遍采用(这时钢已代替了铁,且小跨板梁比箱梁便于制造及架设),直到20世纪50年代才逐渐为钢筋(预应力)混凝土梁所代替。
②钢桥。19世纪50年代以后,静定钢桁架梁的内力分析方法逐步被工程界所掌握。1867年,德国的H.格贝尔在哈斯富特建成了一座静定悬臂桁架梁桥(这种梁因此也称格贝尔梁)。1880~1890年,英国采用该桥式,建成了跨度空前(达521.2米)的福斯湾铁路桥,总长1620米,支承处的桁架高度达110米。这座桥杆件粗大,结构高大,刚度和承载能力都可满足铁路桥要求,外观则不如拱桥和悬索桥。1867~1874年,美国建成了圣路易斯钢拱桥(图3),主跨158米,两边跨各为153米。其承重结构是无铰桁架拱,桁杆由钢质圆管制成。该桥的优点在能用小截面杆件拼装成刚度大的铁路桥。在英国用锻铁建成不列颠箱管桥时,美国J.A.罗布林于1851~1855年在尼亚加拉河上,用平行锻铁丝缆索建造一座跨度为250米的公铁两用悬索桥塔用石砌,加劲桁架梁为木制;在缆索之外,还用若干斜拉索将加劲桁梁同塔顶及设在岩壁的锚固点紧连(具有斜张桥式构造)。此桥开通时,总重368吨的列车(机车重量为28吨)稳稳驶过。后来曾将其加劲梁改为钢制,石塔改为铁制,该桥的寿命是42年(因铁路活载不断加大而为一跨度168米的钢拱桥代替)。1869~1883年,美国建成布鲁克林桥。它是一座跨度达487米的城市悬索桥,至今仍被使用。它的抗风性能好,为悬索桥向更大跨度发展开创了先例。(见彩图)
20世纪初至中叶 结构力学的弹性内力分析方法普遍用于超静定承重结构的桥梁设计,为创造长跨纪录的工作取得有力的科学依据。
①钢桥。这一时期建成的钢桥:铁路桥有加拿大魁北克桥(1918年,主跨548.6米的悬臂桁架梁),美国纽约鬼门(Hell Gate)两铰桁架拱桥(1916年,主跨298米,4线重载铁路,道碴桥面),俄亥俄州塞欧托维尔两跨连续桁架梁桥(1917年,跨度236.3米),伊利诺伊州梅特罗波利斯简支桁架梁桥(1917年,主跨219.5米)公路桥有澳大利亚悉尼港桥(1932年,跨度503米钢桁拱,(见彩图),美国贝永(Bayonne)钢桁拱桥(1931年,跨度503.6米),美国纽约乔治·华盛顿悬索桥(1931年,跨度1066.8米),旧金山金门悬索桥(1937年,跨度1280.2米)。在此期间苏联在第聂伯河修建了公铁两用钢桁架拱桥(1930年,跨度224米,在第二次世界大战中被毁,1952年重建为跨度228米的钢筋混凝土拱桥);在莫斯科运河上修建了克雷姆斯基铁链杆悬索桥(1938年,跨度168米)。
②钢筋混凝土桥。1900年前后钢筋混凝土逐渐受到桥梁界重视,被用在拱桥和梁式桥中。钢筋混凝土拱桥的跨度记录不断被刷新。在20年代初最大跨度为100米。其后则有:1930年建成的法国普卢加斯泰勒(Plougastel)桥13孔净跨各为171.7米1934年建成的瑞典斯德哥尔摩特兰贝里(Traneberg)公路桥跨度178.4米;1939年建成的西班牙埃斯拉铁路桥净跨 192.4米;1943年建成的瑞典桑德桥跨度 264米。而钢筋混凝土实腹梁桥则进展缓慢,跨度记录只达到78米(1939年建成的法国跨越塞纳河的老维勒讷沃-圣乔治桥)。苏联于1937年在列宁格勒修建沃洛达尔斯基桥时,用浮运法架设两跨各101米的无推力钢筋混凝土拱、梁组合体系桥。
20世纪中叶至今 公路桥和城市桥的大量兴建,新型桥的广泛采用,传统桥式施工方法的改进,使桥梁工程取得新成就。由于特大跨公路桥造价高,为筹措建桥资金,在美国一向流行的收费桥制度在资本主义世界又风行一时,这就是对待建的特大桥组织相应机构,发行债券,借以取得建桥资金,并在桥建成后向过桥车辆和行人征收过桥费,以便在几十年内对债券还本付息;待债券还清后,便可免费过桥。在悬索桥方面如英国的福斯湾公路桥(跨度1006米)和塞文河桥(跨度 986.6米),法国的唐卡维尔桥(1959年,跨度610米),葡萄牙的萨拉查桥(1966年,跨度1013米)都是采用这种方法建成的。
①钢桥。第二次世界大战后,西德1948年在科隆—多伊茨复建莱茵河桥,分跨是132.1+184.5+120.7米,车道宽度11.6米,采用的实腹梁取铆焊并用的构造,用钢量为老桥的61%,是节约钢材的第一例(老桥为自锚式链杆悬索桥)。1950年,正交异性钢桥面板开始在科布伦茨的内卡河桥使用,分跨是56+75+56米。这种桥面较轻,且能充当实腹梁上翼缘,1951年用于杜塞尔多夫—诺伊斯莱茵河桥时,使钢实腹梁桥跨度达到206米;1974年巴西修建的瓜纳巴拉湾桥跨度达到300米。1955年,斜张桥首先在瑞典斯特伦松德(Strmsund)建成,分跨是75+182.6+75米。1959年,联邦德国修建了塞韦林独塔斜张桥,其主跨达302米;现在的钢筋混凝土斜张桥和钢斜张桥跨度已分别达到440和404米。传统的悬索桥、钢拱桥和悬臂桁架梁桥,也各有长跨记录(见桥梁工程)。
②预应力混凝土桥。早在1936年,德国曾在奥厄修建一座采用无粘结钢筋的预应力混凝土桥,主跨69米,但未取得预期成效。法国E.弗雷西内在深入研究预应力混凝土性能和张拉、 锚固工艺的基础上, 在第二次世界大战后缺乏木材和钢筋的条件下,于1946年在吕藏西(Luzancy) 用预应力钢筋将预制的混凝土梁段串连成整体,不用支架,只用临时塔索,在马恩河上建成跨度55米的双铰刚架桥;在1946~1950年,又按同样做法,在埃斯布利等地建成跨度74米的桥 5座。联邦德国于1950年在巴尔杜因施泰因(Balduinstein)的兰河修建主跨为62米的预应力混凝土桥,使用巴西在1930年未取得成效的悬臂灌筑法取得成功。在1952年及1964年,联邦德国又采用此法建成沃尔姆斯和本多夫桥,其主跨分别达到114.2及208.0米。1962~1964年,法国在塞纳河上用悬臂拼装法建成分跨为34.8+61.4+34.8米的预应力混凝土桥并取得压缩工期的效果。1979年,联邦德国要在1948年所复建的科隆—多伊茨莱茵河桥钢实腹梁旁边原预留复线桥位处,增建同样分跨和同样主要尺寸的连续梁,经方案比较,预应力混凝土梁的造价比钢梁造价低15%。至于预应力混凝土斜张桥,因受悬臂梁桥和钢斜张桥的启发,其构思在50年代已经成熟;出于其他原因,1962年才在委内瑞拉马拉开波湖上首次建成,主跨是235米。目前这种桥的跨度已发展到 400米以上。钢筋混凝土拱桥,在采用无支架施工方面也取得了进展(见混凝土桥架设)。(见彩图)
中国桥梁工程的发展 在有铁路(1876年)之前
①木桥。桥梁最早文献记载见于公元前13世纪,但均不详细。《水经注》记有春秋时晋国公平年间(公元前556~前532年)曾在汾水上建木梁木柱桥。秦代(公元前221~前200年)建都咸阳,西汉(公元前206~公元24年)建都长安(今陕西西安),那时所修建的渭河桥、灞河桥等,在《水经注》、《三辅黄图》中都有确凿记载。这些桥屡毁屡建,多采用木梁木柱或木梁石柱桥式,当桥的跨度大于木材长度时,曾使用悬臂梁式桥及拱桥。按南北朝宋代《沙州记》记载,在安西到吐鲁番之间,羌人曾修建单跨悬臂梁桥,称为“河厉”。其法是“两岸垒石作基陛,节节相次,大木纵横更相镇压,两边俱平,相去三丈。并大材以板横次之,施钩栏甚严饰”。如是多跨桥,则是在各桥墩上用大木纵横相叠,各向跨中伸出,再在伸出端之间用纵梁相连;为保持稳定,一般需在桥墩台纵横大木之上修建楼阁,用其重量压住悬臂的固端,如始建于南宋理宗宝佑六年(1258年)的湖南醴陵渌江桥。
在拱式木桥中,宋代虹桥构造奇特。据《渑水燕谈录》等书,知其始建于宋明道中(1032~1033年)。在宋代名画《清明上河图》上绘有宋代汴京(今河南开封)的虹桥(见彩图)。其承重结构实际由两套多铰木拱各若干片相间排列,配以横木,以篾索扎成。其中一套多铰木拱拱骨包括长木3根,作梯形布置;另套木拱拱骨包括长木2根,短木2根,作尖拱状布置。各木以端头彼此抵紧,形成铰接;一套拱骨的铰,恰好是在另一套拱骨长木中点之上;用蔑索将两套木拱夹着横木扎紧,于是,两套木拱就形成了稳定的超静定结构(图5)。根据画面,估计此桥实际跨度大约18.5米,桥上大车荷载约3吨。北宋之后,这一桥式传至浙江和福建等地。建于清嘉庆七年(1802年)的浙江云和梅漴木拱桥(图4)跨度为33.4米,至今仍保持原貌;其两套木拱的布置和宋代虹桥稍有不同(图5),宋代虹桥的横木是搁在两套木拱之间,而梅漴桥横木是置在每套木拱的铰接点处。
②石桥。在河南新野安乐寨村1957年出土的东汉画像砖(图6),刻有石拱桥图形,桥上有车马,桥下有两叶扁舟,证明当时已经修造跨河石拱桥。在《水经注》谷水条,对晋太康三年(282年)所建成的旅人桥有这样的描述:“桥去洛阳宫六七里,悉用大石,下圆以通水,可受大舫过也。”隋开皇十五年至大业元年(595~605年),建成净跨37.02米、历1300多年而无恙的赵州桥。金明昌三年(1192年)建成位于今北京西南的卢沟桥,共11孔,跨度11.4~13.5米,桥栏上配有栩栩如生的大小石狮485个13世纪来华的意大利人马可·波罗,在游记中誉为世所罕见。北京颐和园内的十七孔桥建于清乾隆年间(1736~1795年);玉带桥建于乾隆十五年(1750年)。前者的拱洞随桥面缓和的上下坡从桥中向两端逐渐收小;后者则以两端有反弯曲线的玉石穹背高出绿丛。这两座桥都以同环境协调,使湖山增辉见称。在长江以南,从唐代以来曾修建不少以弧形板石及横向长条锁石结成拱圈的石拱桥,以及巨形石梁桥。弧板石拱桥自重较轻,对地基承压强度要求较低,能在软土地基上采用。拱圈内的板石和锁石在榫槽相接处能发生小量相对转动以适应基础沉降和温度变化;此外,拱上夯实的灰土能在拱圈变形时发生被动压力,提高拱的承载能力。福建长汀水东桥(南宋庆元时修建,即1195~1200年)、江苏苏州宝带桥(始建于唐元和十一至十四年,即816~819年,在宋、明、清各代几度重修,现桥53孔,最大跨度6.95米)和浙江杭州拱宸桥(始建于明崇祯四年,即1631年,现桥中孔净跨15.8米)都是板石拱桥。福建泉州万安桥也称洛阳桥(跨越洛阳江),是石梁桥,现长834米,47孔,建于宋嘉佑四年(1059年)。在建桥时先顺着桥的纵轴抛投大量块石,在水面下形成一条长堤,在石块上放养牡蛎,待蛎壳和块石相胶结,它就耐得住风浪。在这水下长堤上,用大条石纵横叠置(不用灰浆),形成桥墩,再架设石梁。福建漳州跨越柳营江的虎渡桥,建于南宋嘉熙元年(1237年),其所用的巨型条石尺寸达1.7×1.9×23.7米,重量将近200吨。虽有几孔遭到破坏,并在其上方增建钢筋混凝土梁桥,但桥下尚存有原条石。(见彩图)
③索桥。溜筒桥是一种比较原始的索桥,它是以木筒套在悬索上,从筒垂下两股皮绳及一横木;人骑横木,以手用力攀索,使筒沿缆索移动,人就能跟着过去。灌县竹索桥,为宋太宗淳化元年(990年)所始建,清嘉庆八年(1803年)仿旧制重建,名安澜桥,桥长340米,分为8孔,最大跨度61米(竹索现已被换为钢丝索)。大渡河铁索桥建于清康熙四十五年(1706年),净跨100米。此桥现作为革命文物保存。
自有铁路到中华人民共和国成立之前(1876~1948 年) 1876年英商在上海私修淞沪铁路,是在中国有铁路和铁路桥的开端。清朝末期修建的较大的铁路钢桥可以京广(北京—广州)铁路和津浦(天津—浦口)铁路两座黄河桥为例。前者位于郑州以北,1905年建成,原桥总长3000米有零,共102孔,包括跨度31.5米的下承桁架梁50孔和跨度21.5米的上承桁架梁52孔。桥墩由 8或10根底端各设一螺旋盘(直径1.20米)的钢管(直径350毫米)组成,凭人力将钢管旋入河底,入土深度只有13~16米,所以,一遇洪汛,桥身就被冲歪,桥面横向水平变位曾达40~50厘米,年年靠抛投大量片石于墩周进行抢险。到1949年,所投片石已超过30万米3。后者位于济南洛口,1912年建成,包括跨度91.5米简支桁架梁9孔和分跨为 128.1+164.7+128.1米的悬臂桁架梁一组,桥宽9.4米,净空可容双线,但承载能力不足,始终只能按单线行车。公路桥可以1909年建成的兰州黄河桥为例,该桥包括5孔跨度各45.9米的简支桁架梁。
中华民国时期,1933年,在浦口—南京间的长江上建成铁路轮渡,沟通了以长江为界的南北铁路。1937年9月,杭州钱塘江桥(见彩图)的主体建成,并将铁路部分接通;10月,公路部分接通。同年7月抗日战争开始;8月,日本军侵犯上海;12月攻占南京、杭州等地。中国为了持久抗日的需要,经用上述轮渡及钱塘江桥将华北、华东的大量物资抢运到华中、华南等地。在1941年,中国的抗日战争处于艰难时期,湘桂(湖南-广西)铁路通车到柳州之东,黔桂(贵州-广西)铁路亟待从柳州向西修建,在水泥和钢材短缺的情况下,曾用旧钢轨修建排架和塔架,还将跨度原为10~13米的旧钢板梁制成跨度为30米的双柱式桁架梁的上弦,桁架下弦及竖杆均以旧钢轨改制,建成了一座长达582米而构造特殊的柳江铁路桥(该桥在1944年11月炸毁)。
中华人民共和国成立以后 在国民经济恢复时期和第一个五年计划期间,迅速修复并加固了许多旧桥,也新建成不少重要大桥,其中包括跨越长江的武汉长江桥,它使中国的南北铁路网连接起来。1958年后,大跨公路桥也逐步提上日程,新技术得到推广。至今在长江上,除修建了四川白沙坨铁路桥外,又修建了两座公铁两用桥(南京长江桥和枝城长江桥)和两座公路桥(四川重庆和泸州预应力混凝土桥)。在黄河上,铁路桥增至14座(京广铁路郑州桥已建成双线71孔40米简支钢板梁新桥,原桥改为公路桥),公路桥增至16座,另有公铁两用桥一座(甘肃靖远)。(见彩图)
①钢桥。现以桁架梁桥为主。铁路桥跨度不大于80米者,一般按桥梁标准设计建造。跨度不大于 160米者,一般用全悬臂法架设;跨度为176米和192米者,则采用悬臂拼装并在跨中合龙的方法架设。60年代以来,栓焊结构(指杆件或构件在工厂焊接制造,在工地采用高强度螺栓拼接的结构)采用颇多。例如,成(都)昆(明)铁路跨度112米的拱、梁组合体系桥(迎水河、安宁河1号、拉旧等桥),陕西安康跨度为176米的汉江斜腿刚架铁路桥(见彩图),京山(北京—山海关)铁路跨度为3×144米的永定新河连续桁架梁桥等。
②混凝土桥。钢筋混凝土简支梁在小跨度桥中使用较早,预应力混凝土简支梁的应用是从1956年开始(当年所建的陇海铁路新沂河桥使用跨度为23.8米的梁,北京至周口店的公路桥使用跨度为20米的梁)。1965年建成的河南汤阴五陵卫河窄轨铁路桥(分跨是25+50+25米)和江苏盐河公路桥(分跨是16.5+33.0+16.5米),都是T形刚构预应力混凝土桥,且都采用悬臂拼装法施工。当前我国较大跨度的钢筋和预应力混凝土桥有:四川重庆长江公路桥,为挂孔式T构,主跨174米;湖北沙洋汉江桥,跨度111米,湖南常德沅江桥,跨度120米,两者均为公路连续梁桥;山东济南黄河斜张桥,跨度220米,广西来宾红水河桥,跨度96米,前者为公路桥,后者为铁路斜张桥;四川渡口宝鼎公路拱桥跨度170米,丰(台)沙(城)铁路二线永定河7号桥,跨度150米。双曲拱桥(见拱桥)在1964年开始建于江苏无锡,其第一孔的跨度为9米,这种桥节省钢材,并不必使用大型起吊设备,因而迅速得到推广,其最大跨度曾达150米(河南嵩县前河桥)。(见彩图)
③石拱桥。公路石拱桥跨度记录为 116米(1971年,四川丰都九溪沟桥)铁路石拱桥跨度记录为54米(1966年,成昆铁路一线天桥)。
参考书目
罗英:《中国石桥》,人民交通出版社,北京,1959。
茅以升主编:《中国古桥技术史》,北京出版社,北京,1986。
唐寰澄:《中国古代桥梁》,北京文物出版社,北京,1957。
H.Shirley-Smith,The World's Great Bridɡes,Rev.ed.,Harper &Row,New York,1965.