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橋梁結構選型發展歷史

發布時間:2021-02-27 23:05:41

『壹』 橋的發展史主要分為幾個階段

我國的橋梁,大致經歷了四個發展階段。第一階段以西周、春秋為主,包括此前的歷史時代,這是古橋的創始時期。此時的橋梁除原始的獨木橋和汀步橋外,主要有梁橋和浮橋兩種形式。當時由於生產力水平落後,多數只能建在地勢平坦,河身不寬、水流平緩的地段,橋梁也只能是寫木樑式小橋,技術問題較易解決。而在水面較寬、水流較急的河道上,則多採用浮橋。
第二階段以秦、漢為主,包括戰國和三國,是古代橋梁的創建發展時期。秦漢是我國建築史上一個璀燦奪目的發展階段,這時不僅發明了人造建築材料的磚,而且還創造了以磚石結構體系為主題的拱券結構,從而為後來拱橋的出現創造了先決條件。戰國時鐵器的出現,也促進了建築方面對石料的多方面利用,從而使橋梁在原木構梁橋的基礎上,增添了石柱、石樑、石橋面等新構件。不僅如此,它的重大意義,還在於由此而使石拱橋應運而生。石拱橋的創建,在中國古代建橋史上無論是實用方面,還是經濟、美觀方面都起到了劃時代的作用。石樑石拱橋的大發展,不僅減少了維修費用、延長了橋的使用時間,還提高了結構理論和施工技術的科學水平。因此,秦漢建築石料的使用和拱券技術的出現,實際上是橋梁建築史上的一次重大革命。故從一些文獻和考古資料來看,約莫在東漢時,梁橋、浮橋、索橋和拱橋這四大基本橋型已全部形成

『貳』 中國橋梁發展史[說明文]

公元35年東漢光武帝時,在今宜昌和宜都之間,出現了架 設在長江上的第一座浮橋。

建於1706年的滬定鐵索橋跨長約100m,寬約2.8M,由13 條錨固於兩岸的鐵鏈組成,1935年中國工農紅軍長征途中經 渡此橋,由此更加聞名。

灌縣的安瀾竹索橋建於1803年,是世界上最著名的竹 索橋,全長34O余米,分8孔,最大跨徑約61m,全橋由細竹蔑編粗五寸的24根竹索組成,其中橋面索和扶擋索各半。

在秦漢時期,我國已廣泛修建石粱橋。世界上現在是保 存著的最長、工程最艱巨的石粱橋,就是我國於1053一1059年 在福建泉州建造的萬安橋,也稱洛陽橋,此橋長達800米,共47 孔,位於「波濤洶涌,水深不可址」的海口江面上。此橋以 磐石鋪遍橋位底,是近代筏形基礎的開端,並且獨具匠心地用養殖海生牡蠣的方法膠固橋基使成整體,此也是世界上 絕無僅有的造橋方法,近千年前就能在這種艱難復雜的水文 條件下建成如此的長橋,實是中華橋梁史上一次勇敢的突破。

1240年建造的福建潭州虎渡橋,也是最令人驚奇的一 座粱式大橋,此橋總長約335m,某些石粱長達23.7m,沿寬度 用三根石粱組成,每根寬1.7m,高1.9m,重達200多噸,該橋一直 保存至今」歷史記載,這些巨大石樑橋是利用潮水漲落浮運建 設的,足見我國古代加工和安裝橋梁的技術何等高超。

我國古代石拱橋的傑出代表是舉世聞名的河北省趙 縣的趙州橋(又稱安濟橋),該橋在隋大業初年(公元605年左 右)為李春所創建,是一座空腹式的圓弧形石拱橋,凈跨37m, 寬9m,拱失高度7.23m,在拱圈兩肩各設有二個跨度不等的腹 拱,這樣既能減輕橋身自重,節省材料,又便於排洪、增加美 觀,趙州橋的設計構思和工藝的精巧,不僅在我國古橋是首屈一指,據世界橋梁的考證,像這樣的敞肩拱橋,歐洲到19世紀中葉才出現,比我國晚了一千二百多年,趙州橋的雕 刻藝術,包括欄板、望柱和鎖口石等,其上獅象龍獸形態逼 真,琢工的精緻秀麗,不愧為文物寶庫中的藝術珍品,我國 石拱橋的建造技術在明朝時曾流傳到日本等國,促進了與世 界各國人民的文化交流並增進了友誼。

廣東潮安縣橫跨韓江的湘子橋(又名廣濟橋)此橋始 建於公元1169年,全橋長517.95m,總共20墩19孔,上部結構有 石拱、木樑、石樑等多種型式,還有用18條活船組成的長達 97.30m的開合式浮橋,設置浮橋的目的,一方面適應大型商 船和上游木排的通過,並且也避免了過多的橋墩阻塞河道, 以致加劇橋基沖刷而造成水害,這座世界上最早的開合式 橋,柱石橋之長、石墩之大、橋梁之多以及施工條件之困難 工程歷時之久,都是古代建橋史上所罕見的。。 8. 1957年,第一座長江大橋——武漢長江大橋的勝利建 成,結束了我國萬里長江無橋的狀況,從此「一橋飛架南北,天塹變通途」,橋的正橋為三聯3X128m的連續鋼桁粱,雙 線鐵路上層公路橋面寬18m,兩側各設2.25m人行道,包括引 橋在內全橋總長1670.4物,大型鋼梁的製造和架設、深水管柱基礎的施工等,對發展我國現代橋染技術開創了新路。

1969年勝利建成了舉世矚目的南京長江大橋,這是我國自行設計、製造、施工,並使用國產高強鋼材的現代大型橋梁,正橋除北岸第一孔為128m簡支鋼桁粱外,其餘為9 孔3聯,每聯為3x l60m的連續鋼桁粱。上層是公路橋面,下層 為雙線鐵路,包括引橋在內,鐵路部分全長6772m,公路部 分為4589m,橋址處水深流急,河床地,質極為復雜橋墩基礎 的施工非常困難。南京長江大橋的建成顯示出我國的建橋事 業已達到了世界先進水平,也是我國橋梁史又一個重要標 志。

目前世界上跨度最大的石拱橋是1946年瑞典建成的 綏依納松特橋,跨度為155m。

世界上第一座具有鋼筋混凝土主梁的斜拉橋,是 1925年在西班牙修建跨越但波爾河的水道橋,主跨為60.35m

西班牙的盧納巴里奧斯橋,跨徑達440m,採用了雙 面輻射形密索布置,為目前世界上跨徑最大的預應力混凝土斜拉橋。

香港青馬大橋橫跨青馬灣海峽,與香港新機場相連, 耗資9.15億美元。該橋跨度為1377m。名列世界第五,與江陰長江大橋是「姐妹橋」。

日本明石海峽橋,橫跨日本內海,使日本神戶與淡 路島緊緊相連。這座大橋全長3190M,中央跨度1990m將於 1998年竣工。它可以承受里氏8.5級地震,是世界第一的懸 索橋。

華夏第一橋——江陰長江公路大橋,是我國「八五」規劃的「兩縱兩橫」國道主幹線中沿海主骨架的跨江工程,是目前 中國第一、世界第四大跨徑鋼懸索橋。大橋由橋塔、主纜、錨旋和鋼箱梁等主要部件組成。大橋全長3071 米,主跨1385米;橋面寬33.8米,雙向六車道,設計車速100公里/小時;通航凈空為50米,可通行五萬 噸級巴拿馬型散貨輪。江陰長江公路大橋的兩根主索,各長2400多米,直徑近1米,每根重1.4萬 多噸,主索用127根直徑5.3毫米的鋼絲攪成索,再由169股鋼索組成主索。主橋每邊有85個吊桿,每個吊桿2根,用以連結主索和橋面。 兩岸索塔標高為196.236米,相當於65層摟高。北塔基長43.5米,寬73.5米,下有123根近90米長的基礎樁。北錨的混凝土陳井平面長69米,寬51米(面積相當於一片足球場大)。沉入地面58米,被稱為世界第一大沉井。江陰長江大橋於1994年11月22日正式開工,1999年10月1日勝利通車,名列「中國第一,世界第四」。

『叄』 橋梁的歷史發展

橋梁是道路的組成部分。從工程技術的角度來看,橋梁發展可分為古代、近代和現代三個時期。 人類在原始時代,跨越水道和峽谷,是利用自然倒下來的樹木,自然形成的石樑或石拱,溪澗突出的石塊,谷岸生長的藤蘿等。人類有目的地伐木為橋或堆石、架石為橋始於何時,已難以考證。古巴比倫王國在公元前1800年(公元前19世紀)就建造了多跨的木橋。據史料記載,中國在周代(公元前11世紀~前256年)已建有梁橋和木浮橋,如公元前1134年左右,西周在渭水架有浮橋。,橋長達183米。古羅馬在公元前621年建造了跨越台伯河的木橋,在公元前 481年架起了跨越赫勒斯旁海峽的浮船橋。古代美索不達米亞地區,在公元前 4世紀時建起挑出石拱橋(拱腹為台階式)。
古代橋梁在17世紀以前,一般是用木、石材料建造的,並按建橋材料把橋分為石橋和木橋。
石橋的主要形式是石拱橋。據考證,中國在東漢時期(公元25~220年)就出現石拱橋,如出土的東漢畫像磚,刻有拱橋圖形。趙州橋(又名安濟橋),建於公元605~617年,凈跨徑為37米,首創在主拱圈上加小腹拱的空腹式(敞肩式)拱。中國古代石拱橋拱圈和墩一般都比較薄,比較輕巧,如建於公元816~819年的寶帶橋,全長317米,薄墩扁拱,結構精巧。
羅馬時代,歐洲建造拱橋較多,早在公元前200~公元200年間就在羅馬台伯河建造了8座石拱橋,其中建於公元前62年的法布里西奧石拱橋,橋有2孔,各孔跨徑為24.4米。公元98年西班牙建造了阿爾橋,高達52米。此外,出現了許多石拱水道橋,如現存於法國的加爾德引水橋,建於公元前1世紀,橋分為3層,最下層為7孔,跨徑為16~24米。羅馬時代拱橋多為半圓拱,跨徑小於25米,墩很寬,約為拱跨的三分之一.
羅馬帝國滅亡後數百年,歐洲橋梁建築進展不大。11世紀以後,尖拱技術由中東和埃及傳到歐洲,歐洲開始出現尖拱橋,如法國在公元1178~1188年建成的阿維尼翁橋,為20孔跨徑達34米尖拱橋。英國在公元1176~1209年建成的泰晤士河橋為19孔跨徑約 7米尖拱橋。西班牙在13世紀建了不少拱橋,如托萊多的聖瑪丁橋。拱橋除圓拱、割圓拱外,還有橢圓拱和坦拱。公元1542~1632年法國建造的皮埃爾橋為七孔不等跨橢圓拱,最大跨徑約32米。當時橢圓拱曾盛行一時。1567~1569在佛羅倫薩的聖特里尼塔建了三跨坦拱橋,其矢高同跨度比為1∶7。11~17世紀建造的橋,有的在橋面兩側設商店,如義大利威尼斯的里亞爾托橋。
石樑橋是石橋的又一形式。中國陝西省西安附近的灞橋原為石樑橋,建於漢代,距今已有2000多年。公元11~12世紀南宋泉州地區先後建造了幾十座較大型石樑橋,其中有洛陽橋、安平橋。安平橋(五里橋)原長2500米,362孔,現長2070米,332孔。英國達特穆爾現存的石板橋,有的已有2000多年。
木橋早期木橋多為梁橋,如秦代在渭水上建的渭橋,即為多跨梁式橋。木樑橋跨徑不大,伸臂木橋可以加大跨徑。中國 3世紀在甘肅安西與新疆吐魯番交界處建有伸臂木橋,「長一百五十步」。公元405~418年在甘肅臨夏附近河寬達40丈處建懸臂木橋,橋高達50丈。八字撐木橋和拱式撐架木橋亦可以加大跨徑。16世紀義大利的巴薩諾橋為八字撐木橋。
木拱橋出現較早,公元104年在匈牙利多瑙河建成的特拉楊木拱橋,共有21孔,每孔跨徑為36米。中國在河南開封修建的虹橋,凈跨約為20米,亦為木拱橋,建於公元1032年。日本在岩國錦川河修建的錦帶橋為五孔木拱橋,建於公元300年左右,是中國僧戴曼公獨立禪師幫助修建的。
中國西南地區有用竹篾纜造的竹索橋。著名的竹索橋是四川灌縣珠浦橋,橋為8孔,最大跨徑約60米,總長330餘米,建於宋代以前。
古代橋梁基礎,在羅馬時代開始採用圍堰法施工,即打木板樁成圍堰,抽水後在其中修築橋梁基礎和橋墩。1209年建成的英國泰晤士河拱橋,其基礎就是用圍堰法修築,但是,那時只能用人工打樁和抽水,基礎較淺。中國11世紀初,著名的洛陽橋在橋址江中先遍拋石塊,其上養殖牡蠣二三年後膠固而成筏形基礎,是一個創舉。 18世紀鐵的生產和鑄造,為橋梁提供了新的建造材料。但鑄鐵抗沖擊性能差,抗拉性能也低,易斷裂,並非良好的造橋材料。19世紀50年代以後,隨著酸性轉爐煉鋼和平爐煉鋼技術的發展,鋼材成為重要的造橋材料。鋼的抗拉強度大,抗沖擊性能好,尤其是19世紀70年代出現鋼板和矩形軋制斷面鋼材,為橋梁的部件在廠內組裝創造了條件,使鋼材應用日益廣泛。
18世紀初,發明了用石灰、粘土、赤鐵礦混合煅燒而成的水泥。19世紀50年代,開始採用在混凝土中放置鋼筋以彌補水泥抗拉性能差的缺點。此後,於19世紀70年代建成了鋼筋混凝土橋。
近代橋梁建造,促進了橋梁科學理論的興起和發展。1857年由聖沃南在前人對拱的理論、靜力學和材料力學研究的基礎上,提出了較完整的梁理論和扭轉理論。這個時期連續梁和懸臂梁的理論也建立起來。橋梁桁架分析(如華倫桁架和豪氏桁架的分析方法)也得到解決。19世紀70年代後經德國人K.庫爾曼、英國人W.J.M.蘭金和J.C.麥克斯韋等人的努力,結構力學獲得很大的發展,能夠對橋梁各構件在荷載作用下發生的應力進行分析。這些理論的發展,推動了桁架、連續梁和懸臂梁的發展。19世紀末,彈性拱理論已較完善,促進了拱橋發展。20世紀20年代土力學的興起,推動了橋梁基礎的理論研究。
近代橋梁按建橋材料劃分,除木橋、石橋外,還有鐵橋、鋼橋、鋼筋混凝土橋。
16世紀前已有木桁架。1750年在瑞士建成拱和桁架組合的木橋多座,如賴謝瑙橋,跨徑為73米。在18世紀中葉至19世紀中葉,美國建造了不少木橋,如1785年在佛蒙特州貝洛茲福爾斯的康涅狄格河建造的第一座木桁架橋,橋共二跨,各長55米;1812年在費城斯庫爾基爾河建造的拱和桁架組合木橋,跨徑達104米。桁架橋省掉拱和斜撐構,簡化了結構,因而被廣泛應用。由於桁架理論的發展,各種形式桁架木橋相繼出現,如普拉特型、豪氏型、湯氏型等。由於木結構橋用鐵件量很多,不如全用鐵經濟,因此,19世紀後期木橋逐漸為鋼鐵橋所代替。
鐵橋包括鑄鐵橋和鍛鐵橋。鑄鐵性脆,宜於受壓,不宜受拉,適宜作拱橋建造材料。世界上第一座鑄鐵橋是英國科爾布魯克代爾廠所造的塞文河橋,建於1779年,為半圓拱,由五片拱肋組成,跨徑30.7米。鍛鐵抗拉性能較鑄鐵好,19世紀中葉跨徑大於60~70米的公路橋都採用鍛鐵鏈吊橋。鐵路因吊橋剛度不足而採用桁橋,如1845~1850年英國建造布列坦尼亞雙線鐵路橋,為箱型鍛鐵梁橋。19世紀中以後,相繼建立起梁的定理和結構分析理論,推動了桁架橋的發展,並出現多種形式的桁梁。但那時對橋梁抗風的認識不足,橋梁一般沒有採取防風措施。1879年12月大風吹倒才建成18個月的陽斯的泰灣鐵路鍛鐵橋,就是由於橋梁沒有設置橫向連續抗風構。
中國於1705年修建了四川大渡河瀘定鐵鏈吊橋。橋長100米,寬2.8米,至今仍在使用。歐洲第一座鐵鏈吊橋是英國的蒂斯河橋,建於1741年,跨徑20米,寬0.63米。1820~1826年,英國在威爾士北部梅奈海峽修建一座中孔長 177米用鍛鐵眼桿的吊橋。這座橋由於缺乏加勁梁或抗風構,於1940年重建。世界上第一座不用鐵鏈而用鐵索建造的吊橋,是瑞士的弗里堡橋,建於1830~1834年、橋的跨徑為 233米。這座橋用2000根鐵絲就地放線,懸在塔上,錨固於深18米的錨碇坑中。
1855年,美國建成尼亞加拉瀑布公路鐵路兩用橋這座橋是採用鍛鐵索和加勁梁的吊橋,跨徑為250米。1869~1883年,美國建成紐約布魯克林吊橋,跨度為283+486+283米。這些橋的建造,提供了用加勁桁來減弱震動的經驗。此後,美國建造的長跨吊橋,均用加勁梁來增大剛度,如1937年建成的舊金山金門橋(主孔長為1280米,邊孔為344米,塔高為228米),以及同年建成的舊金山奧克蘭海灣橋(主孔長為704米,邊孔為354米,塔高為152米),都是採用加勁梁的吊橋。
1940年,美國建成的華盛頓州塔科瑪海峽橋,橋的主跨為853米,邊孔為335米,加勁梁高為2.74米,橋寬為11.9米。這座橋於同年11月7日,在風速僅為 67.5公里/小時的情況下,中孔及邊孔便相繼被風吹垮。這一事件,促使人們研究空氣動力學同橋梁穩定性的關系。
鋼橋美國密蘇里州聖路易市密西西比河的伊茲橋,建於1867~1874年,是早期建造的公路鐵路兩用無鉸鋼桁拱橋,跨徑為153+158+153米。這座橋架設時採用懸臂安裝的新工藝,拱肋從墩兩側懸出,由墩上臨時木排架的吊索拉住,逐節拼接,最後在跨中將兩半拱連接。基礎用氣壓沉箱下沉33米到岩石層。氣壓沉箱因沒有安全措施,發生119起嚴重沉箱病,14人死亡。19世紀末彈性拱理論已逐步完善,促進了20世紀20~30年代修建較大跨鋼拱橋,較著名的有:紐約的岳門橋,建成於1917年,跨徑305米;紐約貝永橋,建成於1931年,跨徑504米;澳大利亞悉尼港橋,建成於1932年,跨徑503米。3座橋均為雙鉸鋼桁拱。
19世紀中期出現了根據力學設計的懸臂梁。英國人根據中國西藏木懸臂橋式,提出錨跨、懸臂和懸跨三部分的組合設想,並於1882~1890年在英國愛丁堡福斯河口建造了鐵路懸臂梁橋。這座橋共有6個懸臂,懸臂長為206米,懸跨長為107米,主跨長為519米。20紀初期,懸臂梁橋曾風行一時,如1901~1909年美國建造的紐約昆斯堡橋,是一座中間錨跨為190米、懸臂為 150和180米、無懸跨、由鉸聯結懸臂、主跨為300米和360米的懸臂梁橋。1900~1917年建造的加拿大魁北克橋也是懸臂鋼橋。1933年建成的丹麥小海峽橋為五孔懸臂梁公路鐵路兩用橋,跨徑為137.50+165+200+165+137.5米。
1896年比利時工程師菲倫代爾發明了空腹桁架橋。比利時曾經造了幾座鉚接和電焊的空腹桁架橋。
鋼筋混凝土橋
1875~1877年,法國園藝家莫尼埃建造了一座人行鋼筋混凝土橋,跨徑16米,寬4米。1890年,德國不萊梅工業展覽會上展出了一座跨徑40米的人行鋼筋混凝土拱橋。1898年,修建了沙泰爾羅鋼筋混凝土拱橋。這座橋是三鉸拱,跨徑52米。1905年,瑞士建成塔瓦納薩橋,跨徑51米,是一座箱形三鉸拱橋,矢高5.5米。1928年,英國在貝里克的羅亞爾特威德建成 4孔鋼筋混凝土拱橋,最大跨徑為110米。1934年,瑞典建成跨徑為181米、矢高為26.2米的特拉貝里拱橋;1943年又建成跨徑為264米、矢高近40米的桑德拱橋。
橋梁基礎施工,在18世紀開始應用井筒,英國在修威斯敏斯特拱橋時,木沉井浮運到橋址後,先用石料裝載將其下沉,而後修基礎及墩。1851年,英國在肯特郡的羅切斯特處修建梅德韋橋時,首次採用壓縮空氣沉箱。1855~1859年,在康沃爾郡的薩爾塔什修建羅亞爾艾伯特橋時,採用直徑11米的鍛鐵筒,在筒下設壓縮空氣沉箱。1867年,美國建造伊茲河橋,也用壓縮空氣沉箱修建基礎。壓縮空氣沉箱法施工,工人在壓縮空氣條件下工作,若工作時間長,或從壓縮氣箱中未經減壓室驟然出來,或減壓過快,易引起沉箱病。
1845年以後,蒸汽打樁機開始用於橋梁基礎施工。 20世紀30年代,預應力混凝土和高強度鋼材相繼出現,材料塑性理論和極限理論的研究,橋梁振動的研究和空氣動力學的研究,以及土力學的研究等獲得了重大進展。從而,為節約橋梁建築材料,減輕橋重,預計基礎下沉深度和確定其承載力提供了科學的依據。現代橋梁按建橋材料可分為預應力鋼筋混凝土橋、鋼筋混凝土橋和鋼橋。
預應力鋼筋混凝土橋1928年,法國弗雷西內工程師經過20年的研究,用高強鋼絲和混凝土製成預應力鋼筋混凝土。這種材料,克服了鋼筋混凝土易產生裂紋的缺點,使橋梁可以用懸臂安裝法、頂推法施工。隨著高強鋼絲和高強混凝土的不斷發展,預應力鋼筋混凝土橋的結構不斷改進,跨度不斷提高。
預應力鋼筋混凝土橋有簡支梁橋、連續梁橋、懸臂梁橋、拱橋、桁架橋、剛架橋、斜拉橋等橋型。簡支梁橋的跨徑多在50米以下。連續梁橋如1966年建成的法國奧萊隆橋,是一座預應力混凝土連續梁高架橋,共有26孔,每孔跨徑為79米。1982年建成的美國休斯敦船槽橋,是一座中跨229米的預應力混凝土連續梁高架橋,用平衡懸臂法施工。懸臂梁橋如1964年聯邦德國在柯布倫茨建成的本多夫橋,其主跨為209米;1976年建成的日本濱名橋,主跨240米;中國1980年完工的重慶長江橋,主跨174米。桁架橋如1960年建成的聯邦德國芒法爾河谷橋,跨徑為 90+108+90米,是世界上第一座預應力混凝土桁架橋。1966年蘇聯建成一座預應力混凝土桁架式連續橋,跨徑為106+3×166+106米,用浮運法施工剛架橋如1957年建成的法國圖盧茲的聖米歇爾橋,是一座160米、5~65米的預應力混凝土剛架橋;1974年建成的法國博諾姆橋,主跨徑為186.25米,是目前最大跨徑預應力混凝土剛架橋。預應力鋼筋混凝土吊橋是將預應力梁中的預應力鋼絲索作為懸索,並同加勁梁構成自錨式體系,1963年建成的比利時根特的梅勒爾貝克橋和瑪麗亞凱克橋,主跨徑分別為 56米和100米,就是預應力鋼筋混凝土吊橋。斜拉橋如1962年建成委內瑞拉的馬拉開波湖橋。這座橋為5孔235米連續梁,由懸在 A形塔的預應力斜拉索將懸臂梁吊起。斜拉橋的梁是懸在索形成的多彈性支承上,能減少梁高,且能提高橋的抗風和抗扭轉震動性能,並可利用拉索安裝主梁,有利於跨越大河,因而應用廣泛。預應力混凝土斜拉橋如1971年利比亞建造的瓦迪庫夫橋,主跨徑282米;1978年美國建造的華盛頓州哥倫比亞河帕斯科-肯納威克橋,主跨299米;1977年法國建造的塞納河布羅東納橋,主跨320米。中國已建成十多座預應力混凝土斜拉橋,其中1982年建成的山東濟南黃河橋主跨為220米。
鋼筋混凝土橋二次世界大戰以後,世界上修建了多座較大跨徑的鋼筋混凝土拱橋,如1963年通車的葡萄牙亞拉達拱橋,跨徑為270米,矢高50米;1964年完工的澳大利亞悉尼港的格萊茲維爾橋,跨徑305米。
中國1964年創造鋼筋混凝土雙曲拱橋。橋由拱肋和拱波組成,縱向和橫向均有曲度,橫向也用拱波形式。拱肋和拱波分段預制,因此可用輕型吊裝設施安裝。這樣,在缺乏重型運輸工具和重型吊裝機具下,也可以修建較大跨徑拱橋。第一座試驗雙曲拱橋,建於中國江蘇無錫,跨徑為9米。此後,1972年建成湖南長沙湘江大橋,是一座16孔雙曲拱橋,大孔跨徑為60米,小孔跨徑為50米,總長1250米。
鋼筋混凝土桁架拱橋是拱和桁架組合而成的結構,其用料少,重量輕,施工簡易。
鋼橋二次世界大戰後,隨著強度高、韌性好、抗疲勞和耐腐蝕性能好的鋼材的出現,以及用焊接平鋼板和用角鋼、板鋼材等加勁所形成輕而高強的正交異性板橋面的出現,高強度螺栓的應用等,鋼橋有很大發展。
鋼板梁和箱形鋼梁同混凝土相結合的橋型,以及把正交異性板橋面同箱形鋼梁相結合的橋型,在大、中跨徑的橋樑上廣泛運用。1951年聯邦德國建成的杜塞爾多夫至諾伊斯橋,是一座正交異性板橋面箱形梁,跨徑206米。1957年聯邦德國建成的杜塞爾多夫北橋,是座6孔72米鋼板梁結交梁橋。1957年南斯拉夫建成的貝爾格萊德的薩瓦河橋,是一座鋼板梁橋,跨徑為75+261+75米,為倒U形梁。1973年法國建成的馬蒂格斜腿剛架橋,主跨為300米。1972年義大利建成的斯法拉沙橋,跨徑達376米,是目前世界上跨徑最大的鋼斜腿剛架橋。1966年美國完工的俄勒岡州阿斯托里亞橋,是一座連續鋼桁架橋,跨徑達376米。1966年日本建成的大門橋,是一座連續鋼桁架橋,跨徑達300米。1968年中國建成的南京長江橋,是一座公路鐵路兩用的連續鋼桁架橋,正橋為128+9×160+128米,全橋長6公里。1972年日本建成的大阪港的港大橋為懸臂梁鋼橋,橋長980米,由235米錨孔和162米懸臂、186米懸孔所組成1964年美國建成的紐約維拉扎諾吊橋,主孔1298米,吊塔高210米。1966年英國建成的塞文吊橋,主孔985米。這座橋根據風洞試驗,首次採用梭形正交異性板箱形加勁梁,梁高只有3.05米。1980年英國完工的恆比爾吊橋,主跨為1410米,也用梭形正交異性板箱形加勁梁,梁高只有3米。
20世紀60年代以後,鋼斜拉橋發展起來。第一座鋼斜拉橋是瑞典建成的斯特倫松德海峽橋,建於1956年,跨徑為 74.7+182.6+74.7米。這座橋的斜拉索在塔左右各兩根,由鋼筋混凝土板和焊接鋼板梁組合作為縱梁1959年聯邦德國建成的科隆鋼斜拉橋,主跨為334米;1971年英國建成的厄斯金鋼斜拉橋,主跨305米;1975年法國建成的聖納澤爾橋,主跨404米。這座橋的拉索採用密束布置,使節間長度減少,梁高減低,梁高僅3.38米。通過對鋼斜拉橋抗風抗震性能的改進,其跨徑正在逐漸增大。
鋼橋的基礎多用大直徑樁或薄壁井筒建造。

『肆』 中國的橋梁史

中國橋梁的歷史可以上溯到6000年前的氏族公社時代,到了1000多年前的隋、唐、宋三代,古代橋梁發展到了巔峰時期。在最近的1000年中,中國的橋梁技術全面落後於世界的腳步,中國第一座現代化橋梁的出現距今僅100多年歷史,而且是由外國人建造的。從錢塘江大橋算起,中國人自己設計現代橋梁的歷史還不足70年;從南京長江大橋算起,中國人自行設計建造大型橋梁的歷史僅34年。
九十年代以來,中國橋梁的成就才使我們重新無愧於祖先地站到了世界前列,這是中國橋梁建設的偉大復興時代。
梁橋的新生
梁橋作為最簡單實用的橋型,在橋梁史上出現得最早,在中國古代曾被拱橋的光環所湮沒,但卻是現代橋梁的始作俑者。現代梁橋技術中,鋼板梁橋和鋼桁架梁橋出現得最早,以後,混凝土橋梁以其經濟性和便於維護的優勢,得到了長足的發展。中國的預應力混凝土簡支梁橋和連續梁橋在八十年代以後得到廣泛採用,成為長橋和大跨徑橋梁的主要橋型。浙江省瑞安飛雲江橋最大跨徑62米,橋長1722米,是中國當時最大跨徑的預應力混凝土簡支梁公路橋。八十年代以來,預應力混凝土連續梁橋成為中國公路橋梁的重要橋型。1984年建成的湖北省沙洋漢江橋是首座跨徑超過100米的連續梁橋,跨徑100米以上的連續梁橋還有廣東省廣州大橋、江門外海橋、惠州東江橋、湖南省常德沅江橋、貴州省思南烏江橋、天津市永定新河華北橋、湖北省宜城漢江橋、宜昌樂天溪橋、江蘇省南京長江第二大橋北汊橋等,其中南京長江第二大橋北汊橋的最大跨徑達到165米,外海橋的連續長度達到880米。
作為現代梁橋的分支——連續剛構、斜腿剛構等新橋型在八十年代取得了突破性進展。1981年中國跨徑最大的預應力混凝土斜腿剛構橋——濁漳河橋建成,此橋是邯(鄲)長(治)鐵路上的一座大型橋梁,位於山西省黎城和潞城交界處,跨越兩岸陡峭的濁漳河,主跨達到82米。
1982年底,另一座更大的鋼箱型斜腿剛構橋落成。 這就是位於陝西省安康水電站鐵路專用線上的安康漢江橋,主跨達176米,是當時世界跨徑最大的鋼斜腿剛構鐵路橋。
1988年在廣東省廣州市郊建成了中國第一座大跨徑連續剛構橋——洛溪大橋。大橋位於廣州市番禺區洛溪渡口,跨珠江後航道,全長1916.04米,為4孔一聯三向預應力混凝土連續剛構橋,最大跨徑180米,橋面凈寬15米,該橋建設既吸取了中國修建數十座T形剛構的經驗,又研究了國外同類橋梁的成熟技術,最大跨徑180米,在當時已居亞州同類橋型首位。
洛溪大橋為九十年代連續剛構橋的建設奠定了基礎,並成就了虎門大橋輔航道橋跨徑紀錄。1997年4月建成通車的虎門大橋位於廣東省珠江三角洲中部虎門古炮台,連接廣深、廣珠兩條高速公路,是珠江三角洲高速公路網的重要組成部分。輔航道橋是主橋的組成部分,橋型為三跨預應力混凝土連續剛構箱型梁,其主航道橋以888米的跨度在當時居全國懸索橋之首,輔航道橋則更以270米的跨徑一舉奪得連續剛構橋當時的世界紀錄。
「拱橋王國」的復興
因為趙州橋等一批古代拱橋的驚人成就,中國一直被譽為「拱橋王國」。即使在工業革命之後,鋼材和混凝土材料的出現,也沒有完全動搖中國傳統石拱橋的根基。中國人基於對「拱」的理解,在20世紀六七十年代還創造了雙曲拱橋這一令當時的中國人驕傲的橋型。
八十年代以後,鋼筋混凝土箱形拱橋、剛架拱橋以及桁式組合拱橋等多種橋型漸漸取代了石拱橋和雙曲拱橋的地位,纜索吊裝,轉體施工、勁性骨架澆築等多種工藝日臻完善。1987年,四川省採用轉體施工法相繼建成巫山龍門橋和涪陵烏江橋兩座上承式箱形拱橋,跨徑達到122米和200米。
1990年四川省在宜賓市建成的小南門橋,跨徑達到240米,已是當時世界上中承式拱橋中跨徑最大的一座。2001年11月7日,小南門大橋因吊桿銹蝕造成部分橋面跨塌,在修復過程中,技術人員對全橋進行了檢測,大橋整體結構依然完好。小南門大橋所付出的代價是創新的代價,沒有創新我們就不可能一睹1400年前的趙州橋。
1995年貴州省甕安縣建成江界河大橋,首次突破了中國混凝土拱橋跨徑 300米大關,達到330米,一舉成為世界最大的桁式組合拱橋。不僅如此,其拱頂橋面至水面高度達263米,居中國各類橋梁之首。大橋一跨飛躍烏江天險,主孔分108個桁片預制,運用桁架伸臂法懸拼架設,兩岸引孔為桁式剛構,全橋輕盈簡潔,凌空飛渡,氣勢不凡。
1997年重慶萬縣長江大橋建成。大橋位於萬州區(原萬縣市)黃牛孔處,是上海至成都高速公路跨越峽江天險的特大型拱橋。大橋一跨飛渡長江,全長 856.12米,主拱圈為鋼管混凝土勁性骨架箱型混凝土結構,主跨420米,橋面寬24米,為雙向四車道,是世界最大跨徑的混凝土拱橋。
九十年代,鋼管混凝土拱橋因其實用性和優美外型的良好結合,成為各地橋型選擇中的佼佼者。1991年,四川省蒼溪縣建成了中國第一座鋼管混凝土拱橋——旺蒼大橋,跨徑115米。在此之後的幾年中,各地雖然興建了不少鋼管混凝土拱橋,但跨徑始終在200米以下徘徊,直到1998年,廣西壯族自治區建成了三岸邕江大橋,一舉將此類橋梁的跨徑提高到270米;1999年又建成了跨徑220米的六景大橋。此後,在湖北、浙江和貴州等省,跨徑在250米左右的鋼管混凝土公路、鐵路拱橋開始增多。
2000年廣東省廣州市內建成了一座中國也是世界最大跨徑的中承式鋼管混凝土拱橋——丫髻沙大橋,全長1084米,主橋採用三跨連續中承式鋼管混凝土系桿拱橋,跨越珠江主輔航道、丫髻沙島,主拱的施工採用由兩岸地面拼裝、垂直提升、水平轉動、對接合龍的新工藝,創下多項全國乃至世界第一:跨徑第一,達360米;平轉轉體每側重量達13680噸,是世界同類型第一座萬噸轉體橋梁;豎轉加平轉相結合的施工工藝世界領先;兩拱對接偏差僅2毫米。此外,到目前為止,中國已建成跨徑在 220米以上的鋼管混凝土拱橋10座,使任何國家都難望其項背。
由於歷史的原因,中國的鋼拱橋建設一直落後於世界先進水平,國外在20 世紀三十年代就已經建成了數座跨徑500米以上的鋼拱橋,中國直到六十年代末才建成了兩座跨徑180米左右的鋼拱橋,而且在此之後並無建樹,這是中國拱橋的遺憾。今天,這個遺憾即將交給歷史,上海盧浦大橋建成之後,不僅將以550米的跨徑成為世界第一鋼拱橋,而且將要把主要形式的拱橋跨徑紀錄一舉握在中國人的手中,使中國成為名副其實的「拱橋王國」。
異軍突起的斜拉橋
現代斜拉橋,五十年代於歐洲興起,七十年代傳入中國,由於優質鋼材的運用和設計建造中的復雜計算,低合金鋼冶煉、加工技術和計算機技術介入了橋梁建設,使斜拉橋成為與以往任何橋型都截然不同的嶄新橋型。1975年先後在四川省雲陽縣和上海市建成主跨為75.8米和54米的試驗性鋼筋混凝土斜拉橋——雲陽湯溪河橋和上海新五橋。在這個基礎上又建成幾座跨徑120米左右的實用橋,為後來斜拉橋在中國的大發展奠定了基礎。
中國第一座突破跨徑200米的斜拉橋是1982年建成的上海泖港大橋,幾乎同時,濟南黃河大橋將中國斜拉橋的跨徑提高到220米,此後斜拉橋成為中國大跨徑橋梁的首選橋型。八十年代相繼建成的跨徑200米以上的斜拉橋還有天津市永和橋、重慶市石門大橋、安徽省蚌埠淮河大橋、湖南省長沙湘江北大橋、四川省犍為橋、安徽省鳳台淮河橋和台灣省高屏溪橋等。其中高屏溪橋和石門大橋為獨塔斜拉橋,兩側跨徑分別為330米、180米和230米、200米,在當時已居同類型橋梁世界之首,設計和施工技術日臻成熟。
進入九十年代,斜拉橋的跨徑突破了400米。1991年上海南浦大橋建成,跨徑達到423米,兩年以後,上海楊浦大橋實現了斜拉橋跨徑600米的突破,達到602米。到2000年中國建成的跨徑 600米以上的斜拉橋就有4座,除楊浦大橋外,還有福建省青州閩江大橋、武漢白沙洲長江大橋、南京長江第二大橋,跨徑分別為605米、618米和628米。在世界最大跨徑的10座斜拉橋中,就有6座在中國,同時,中國也是世界上建造斜拉橋最多的國家。到目前為止,已建成的斜拉橋逾百座,跨徑在400米以上的有20座,現已開工的江蘇省蘇通長江大橋和香港昂船洲大橋將以千米以上的跨徑改寫斜拉橋的世界紀錄。
斜拉橋已成為中國橋梁技術居世界先進水平的標志。
懸索橋的三次飛躍
現代懸索橋雖然源於古代吊橋,但現代懸索橋的規模、材料、技術含量已和古代吊橋不可同日而語,它集中了當代建築學最尖端的理論、工藝、材料,以無與倫比的跨徑雄霸橋林,即便是橋林新秀斜拉橋在跨徑上也無力與其爭鋒。 1995年,中國第一座現代大跨徑懸索橋廣東省汕頭海灣大橋建成,它以452米的跨徑吹響了中國大跨徑懸索橋建設的號角。僅僅一年,西陵長江大橋就將這一紀錄提高到900米。1997年,又建成了跨徑888米的虎門大橋。同年,香港青馬大橋又實現了新的跨越,以1377米的跨徑雄居中國橋梁跨徑之首。1999年江陰長江大橋又以1385米的跨徑傲視橋林。中國懸索橋4年實現3次飛躍,每次飛躍都是450米的驚人數字,這在世界橋梁史上也絕無僅有。
江陰長江大橋位於江蘇省江陰市與靖江市之間,跨越長江下游的開闊江面,連接京滬高速公路,是一座鋼箱梁懸索橋。橋長3071米,主跨1385米,橋塔高196米,通航凈空50米,可通過5萬噸級散裝貨船,主纜長2200米,直徑 86厘米,重達16800噸,主纜由169股束組成,每股束又由127根5.35毫米的鍍鋅鋼絲組成,鋼絲總長達95000公里,橋面總寬37米,為雙向六車道,工程歷時5年,於1999年9月28日建成通車。正在建設中的江蘇省潤揚長江大橋南汊橋,將以1490米的跨徑再創中國橋梁的跨徑紀錄。
改革開放以來的20多年中,中國的橋梁建造技術取得了舉世矚目的成就,前十年為此做了經濟上、技術上和人才上的准備,九十年代迎來了跨越式的發展。展望未來,隨著中國經濟的發展,一批更大的越江跨海工程的建設,中國橋梁將會創造更輝煌的成就。中華民族的偉大復興,必將造就一代巨人去引領世界橋梁的未來。

『伍』 世界歷史上橋梁的發展歷史

橋梁是道路的組成部分。從工程技術的角度來看,橋梁發展可分為古代、近代和現代三個時期。

人類在原始時代,跨越水道和峽谷,是利用自然倒下來的樹木,自然形成的石樑或石拱,溪澗突出的石塊,谷岸生長的藤蘿等。人類有目的地伐木為橋或堆石、架石為橋始於何時,已難以考證。古巴比倫王國在公元前1800年(公元前19世紀)就建造了多跨的木橋。

據史料記載,中國在周代(公元前11世紀~前256年)已建有梁橋和木浮橋,如公元前1134年左右,西周在渭水架有浮橋。,橋長達183米。古羅馬在公元前621年建造了跨越台伯河的木橋,在公元前 481年架起了跨越赫勒斯旁海峽的浮船橋。

古代美索不達米亞地區,在公元前 4世紀時建起挑出石拱橋(拱腹為台階式)。

古代橋梁在17世紀以前,一般是用木、石材料建造的,並按建橋材料把橋分為石橋和木橋。

石橋的主要形式是石拱橋。據考證,中國在東漢時期(公元25~220年)就出現石拱橋,如出土的東漢畫像磚,刻有拱橋圖形。

趙州橋(又名安濟橋),建於公元605~617年,凈跨徑為37米,首創在主拱圈上加小腹拱的空腹式(敞肩式)拱。中國古代石拱橋拱圈和墩一般都比較薄,比較輕巧,如建於公元816~819年的寶帶橋,全長317米,薄墩扁拱,結構精巧。

羅馬時代,歐洲建造拱橋較多,早在公元前200~公元200年間就在羅馬台伯河建造了8座石拱橋,其中建於公元前62年的法布里西奧石拱橋,橋有2孔,各孔跨徑為24.4米。

公元98年西班牙建造了阿爾橋,高達52米。此外,出現了許多石拱水道橋,如現存於法國的加爾德引水橋,建於公元前1世紀,橋分為3層,最下層為7孔,跨徑為16~24米。羅馬時代拱橋多為半圓拱,跨徑小於25米,墩很寬,約為拱跨的三分之一。

羅馬帝國滅亡後數百年,歐洲橋梁建築進展不大。11世紀以後,尖拱技術由中東和埃及傳到歐洲,歐洲開始出現尖拱橋,如法國在公元1178~1188年建成的阿維尼翁橋,為20孔跨徑達34米尖拱橋。英國在公元1176~1209年建成的泰晤士河橋為19孔跨徑約 7米尖拱橋。

西班牙在13世紀建了不少拱橋,如托萊多的聖瑪丁橋。拱橋除圓拱、割圓拱外,還有橢圓拱和坦拱。公元1542~1632年法國建造的皮埃爾橋為七孔不等跨橢圓拱,最大跨徑約32米。當時橢圓拱曾盛行一時。

1567~1569在佛羅倫薩的聖特里尼塔建了三跨坦拱橋,其矢高同跨度比為1∶7。11~17世紀建造的橋,有的在橋面兩側設商店,如義大利威尼斯的里亞爾托橋。

石樑橋是石橋的又一形式。中國陝西省西安附近的灞橋原為石樑橋,建於漢代,距今已有2000多年。公元11~12世紀南宋泉州地區先後建造了幾十座較大型石樑橋,其中有洛陽橋、安平橋。安平橋(五里橋)原長2500米,362孔,現長2070米,332孔。英國達特穆爾現存的石板橋,有的已有2000多年。

木橋早期木橋多為梁橋,如秦代在渭水上建的渭橋,即為多跨梁式橋。木樑橋跨徑不大,伸臂木橋可以加大跨徑。中國 3世紀在甘肅安西與新疆吐魯番交界處建有伸臂木橋,「長一百五十步」。公元405~418年在甘肅臨夏附近河寬達40丈處建懸臂木橋,橋高達50丈。

八字撐木橋和拱式撐架木橋亦可以加大跨徑。16世紀義大利的巴薩諾橋為八字撐木橋。

木拱橋出現較早,公元104年在匈牙利多瑙河建成的特拉楊木拱橋,共有21孔,每孔跨徑為36米。中國在河南開封修建的虹橋,凈跨約為20米,亦為木拱橋,建於公元1032年。日本在岩國錦川河修建的錦帶橋為五孔木拱橋,建於公元300年左右,是中國僧戴曼公獨立禪師幫助修建的。

中國西南地區有用竹篾纜造的竹索橋。著名的竹索橋是四川灌縣珠浦橋,橋為8孔,最大跨徑約60米,總長330餘米,建於宋代以前。

古代橋梁基礎,在羅馬時代開始採用圍堰法施工,即打木板樁成圍堰,抽水後在其中修築橋梁基礎和橋墩。1209年建成的英國泰晤士河拱橋,其基礎就是用圍堰法修築,但是,那時只能用人工打樁和抽水,基礎較淺。中國11世紀初,著名的洛陽橋在橋址江中先遍拋石塊,其上養殖牡蠣二三年後膠固而成筏形基礎,是一個創舉。

(5)橋梁結構選型發展歷史擴展閱讀:

我國的橋梁,大致經歷了四個發展階段。

第一階段以西周、春秋為主,包括此前的歷史時代,這是古代橋梁的創始時期。此時的橋梁除原始的獨木橋和汀步橋外,主要有梁橋和浮橋兩種形式。

當時由於生產力水平落後,多數只能建在地勢平坦,河身不寬、水流平緩的地段,橋梁也只能是寫木樑式小橋,技術問題較易解決。而在水面較寬、水流較急的河道上,則多採用浮橋。

第二階段以秦、漢為主,包括戰國和三國,是古代橋梁的創建發展時期。秦漢是我國建築史上一個璀璨奪目的發展階段,這時不僅發明了人造建築材料的磚,而且還創造了以磚石結構體系為主題的拱券結構,從而為後來拱橋的出現創造了先決條件。

戰國時鐵器的出現,也促進了建築方面對石料的多方面利用,從而使橋梁在原木構梁橋的基礎上,增添了石柱、石樑、石橋面等新構件。不僅如此,它的重大意義,還在於由此而使石拱橋應運而生。

因此,秦漢建築石料的使用和拱券技術的出現,實際上是橋梁建築史上的一次重大革命。故從一些文獻和考古資料來看,約莫在東漢時,梁橋、浮橋、索橋和拱橋這四大基本橋型已全部形成。

第三階段是以唐宋為主,兩晉、南北朝和隋、五代為輔的時期,這是古代橋梁發展的鼎盛時期。隋唐國力較之秦漢更為強盛,唐宋兩代又取得了較長時間的安定統一,工商業、運輸交通業以及科學技術水平等十分發達,是當時世界上最先進的國家。

這些橋在世界橋梁史上都享有盛譽,尤其是趙州橋,類似的橋在世界別的國家中,晚了七個世紀方才出現。縱觀中國橋梁史,幾乎所有的重大發明和成就,以及能爭世界第一的橋梁,都是此時創建的。

第四階段為元、明、清三朝,這是橋梁發展的飽和期,幾乎沒有什麼大的創造和技術突破。這時的主要成就是對一些古橋進行了修繕和改造,並留下了許多修建橋梁的施工說明文獻,為後人提供了大量文字資料。

此外,也建造完成了一些像明代江西南城的萬年橋、貴州的盤江橋等艱巨工程。同時,在川滇地區興建了不少索橋,索橋建造技術也有所提高。 到清末,即1881年,隨著我國第一條鐵路的通車,迎來了我國橋梁史上的又一次技術大革命。

歷史和現狀上看,絕大多數橋梁均架設在水面上,只有閣道橋和現代城市的行人天橋和行車天橋,是架設於高樓崇閣之間或通衢大道之上。

從對天生橋的利用到人工造橋,這是一個歷史的飛躍過程。從簡單的獨木橋到今天的鋼鐵大橋;從單一的梁橋到浮橋、索橋、拱橋、園林橋、棧道橋、纖道橋等;建橋的材料從以木料為主,到以石料為主,再到以鋼鐵和鋼筋混凝土為主,這是一個非常漫長的發展過程。然而,中國橋梁建築都取得了驚人的成就。

著名的科學技術史學家、英國劍橋大學李約瑟博士( J. Needham )在《中國科學技術史》中說,中國橋梁「在宋代有一個驚人的發展,造了一系列巨大的板梁橋」。到了當代中國,所建造的武漢、南京長江大橋等,更受到世人稱贊。

可見,中國的橋梁,經過了一個從童年、少年、青年到壯年的發展過程,愈趨成熟。中國在發展橋梁方面於 14 世紀以前處於領先地位,今天,她依然是世界上舉足輕重的橋梁大國。

參考資料來源:網路-橋梁

『陸』 橋梁的歷史、現狀和發展趨勢

追溯到人類誕生時,橋梁與人類是共同發展的,橋梁的歷史就是人類存在的歷史,在遠古,原始人在追逐獵物時,經過小河流,原始人就會用樹干搭在兩岸,好過河,這就是橋梁的由來,所以說橋梁的歷史就是人類的發展史.
中國橋梁的歷史可以上溯到6000年前的氏族公社時代,到了1000多年前的隋、唐、宋三代,古代橋梁發展到了巔峰時期。在最近的1000年中,中國的橋梁技術全面落後於世界的腳步,中國第一座現代化橋梁的出現距今僅100多年歷史,而且是由外國人建造的。從錢塘江大橋算起,中國人自己設計現代橋梁的歷史還不足70年;從南京長江大橋算起,中國人自行設計建造大型橋梁的歷史僅34年。
九十年代以來,中國橋梁的成就才使我們重新無愧於祖先地站到了世界前列,這是中國橋梁建設的偉大復興時代。
梁橋的新生
梁橋作為最簡單實用的橋型,在橋梁史上出現得最早,在中國古代曾被拱橋的光環所湮沒,但卻是現代橋梁的始作俑者。現代梁橋技術中,鋼板梁橋和鋼桁架梁橋出現得最早,以後,混凝土橋梁以其經濟性和便於維護的優勢,得到了長足的發展。中國的預應力混凝土簡支梁橋和連續梁橋在八十年代以後得到廣泛採用,成為長橋和大跨徑橋梁的主要橋型。浙江省瑞安飛雲江橋最大跨徑62米,橋長1722米,是中國當時最大跨徑的預應力混凝土簡支梁公路橋。八十年代以來,預應力混凝土連續梁橋成為中國公路橋梁的重要橋型。1984年建成的湖北省沙洋漢江橋是首座跨徑超過100米的連續梁橋,跨徑100米以上的連續梁橋還有廣東省廣州大橋、江門外海橋、惠州東江橋、湖南省常德沅江橋、貴州省思南烏江橋、天津市永定新河華北橋、湖北省宜城漢江橋、宜昌樂天溪橋、江蘇省南京長江第二大橋北汊橋等,其中南京長江第二大橋北汊橋的最大跨徑達到165米,外海橋的連續長度達到880米。
作為現代梁橋的分支——連續剛構、斜腿剛構等新橋型在八十年代取得了突破性進展。1981年中國跨徑最大的預應力混凝土斜腿剛構橋——濁漳河橋建成,此橋是邯(鄲)長(治)鐵路上的一座大型橋梁,位於山西省黎城和潞城交界處,跨越兩岸陡峭的濁漳河,主跨達到82米。
1982年底,另一座更大的鋼箱型斜腿剛構橋落成。 這就是位於陝西省安康水電站鐵路專用線上的安康漢江橋,主跨達176米,是當時世界跨徑最大的鋼斜腿剛構鐵路橋。
1988年在廣東省廣州市郊建成了中國第一座大跨徑連續剛構橋——洛溪大橋。大橋位於廣州市番禺區洛溪渡口,跨珠江後航道,全長1916.04米,為4孔一聯三向預應力混凝土連續剛構橋,最大跨徑180米,橋面凈寬15米,該橋建設既吸取了中國修建數十座T形剛構的經驗,又研究了國外同類橋梁的成熟技術,最大跨徑180米,在當時已居亞州同類橋型首位。
洛溪大橋為九十年代連續剛構橋的建設奠定了基礎,並成就了虎門大橋輔航道橋跨徑紀錄。1997年4月建成通車的虎門大橋位於廣東省珠江三角洲中部虎門古炮台,連接廣深、廣珠兩條高速公路,是珠江三角洲高速公路網的重要組成部分。輔航道橋是主橋的組成部分,橋型為三跨預應力混凝土連續剛構箱型梁,其主航道橋以888米的跨度在當時居全國懸索橋之首,輔航道橋則更以270米的跨徑一舉奪得連續剛構橋當時的世界紀錄。
「拱橋王國」的復興
因為趙州橋等一批古代拱橋的驚人成就,中國一直被譽為「拱橋王國」。即使在工業革命之後,鋼材和混凝土材料的出現,也沒有完全動搖中國傳統石拱橋的根基。中國人基於對「拱」的理解,在20世紀六七十年代還創造了雙曲拱橋這一令當時的中國人驕傲的橋型。
八十年代以後,鋼筋混凝土箱形拱橋、剛架拱橋以及桁式組合拱橋等多種橋型漸漸取代了石拱橋和雙曲拱橋的地位,纜索吊裝,轉體施工、勁性骨架澆築等多種工藝日臻完善。1987年,四川省採用轉體施工法相繼建成巫山龍門橋和涪陵烏江橋兩座上承式箱形拱橋,跨徑達到122米和200米。
1990年四川省在宜賓市建成的小南門橋,跨徑達到240米,已是當時世界上中承式拱橋中跨徑最大的一座。2001年11月7日,小南門大橋因吊桿銹蝕造成部分橋面跨塌,在修復過程中,技術人員對全橋進行了檢測,大橋整體結構依然完好。小南門大橋所付出的代價是創新的代價,沒有創新我們就不可能一睹1400年前的趙州橋。
1995年貴州省甕安縣建成江界河大橋,首次突破了中國混凝土拱橋跨徑 300米大關,達到330米,一舉成為世界最大的桁式組合拱橋。不僅如此,其拱頂橋面至水面高度達263米,居中國各類橋梁之首。大橋一跨飛躍烏江天險,主孔分108個桁片預制,運用桁架伸臂法懸拼架設,兩岸引孔為桁式剛構,全橋輕盈簡潔,凌空飛渡,氣勢不凡。
1997年重慶萬縣長江大橋建成。大橋位於萬州區(原萬縣市)黃牛孔處,是上海至成都高速公路跨越峽江天險的特大型拱橋。大橋一跨飛渡長江,全長 856.12米,主拱圈為鋼管混凝土勁性骨架箱型混凝土結構,主跨420米,橋面寬24米,為雙向四車道,是世界最大跨徑的混凝土拱橋。
九十年代,鋼管混凝土拱橋因其實用性和優美外型的良好結合,成為各地橋型選擇中的佼佼者。1991年,四川省蒼溪縣建成了中國第一座鋼管混凝土拱橋——旺蒼大橋,跨徑115米。在此之後的幾年中,各地雖然興建了不少鋼管混凝土拱橋,但跨徑始終在200米以下徘徊,直到1998年,廣西壯族自治區建成了三岸邕江大橋,一舉將此類橋梁的跨徑提高到270米;1999年又建成了跨徑220米的六景大橋。此後,在湖北、浙江和貴州等省,跨徑在250米左右的鋼管混凝土公路、鐵路拱橋開始增多。
2000年廣東省廣州市內建成了一座中國也是世界最大跨徑的中承式鋼管混凝土拱橋——丫髻沙大橋,全長1084米,主橋採用三跨連續中承式鋼管混凝土系桿拱橋,跨越珠江主輔航道、丫髻沙島,主拱的施工採用由兩岸地面拼裝、垂直提升、水平轉動、對接合龍的新工藝,創下多項全國乃至世界第一:跨徑第一,達360米;平轉轉體每側重量達13680噸,是世界同類型第一座萬噸轉體橋梁;豎轉加平轉相結合的施工工藝世界領先;兩拱對接偏差僅2毫米。此外,到目前為止,中國已建成跨徑在 220米以上的鋼管混凝土拱橋10座,使任何國家都難望其項背。
由於歷史的原因,中國的鋼拱橋建設一直落後於世界先進水平,國外在20 世紀三十年代就已經建成了數座跨徑500米以上的鋼拱橋,中國直到六十年代末才建成了兩座跨徑180米左右的鋼拱橋,而且在此之後並無建樹,這是中國拱橋的遺憾。今天,這個遺憾即將交給歷史,上海盧浦大橋建成之後,不僅將以550米的跨徑成為世界第一鋼拱橋,而且將要把主要形式的拱橋跨徑紀錄一舉握在中國人的手中,使中國成為名副其實的「拱橋王國」。
異軍突起的斜拉橋
現代斜拉橋,五十年代於歐洲興起,七十年代傳入中國,由於優質鋼材的運用和設計建造中的復雜計算,低合金鋼冶煉、加工技術和計算機技術介入了橋梁建設,使斜拉橋成為與以往任何橋型都截然不同的嶄新橋型。1975年先後在四川省雲陽縣和上海市建成主跨為75.8米和54米的試驗性鋼筋混凝土斜拉橋——雲陽湯溪河橋和上海新五橋。在這個基礎上又建成幾座跨徑120米左右的實用橋,為後來斜拉橋在中國的大發展奠定了基礎。
中國第一座突破跨徑200米的斜拉橋是1982年建成的上海泖港大橋,幾乎同時,濟南黃河大橋將中國斜拉橋的跨徑提高到220米,此後斜拉橋成為中國大跨徑橋梁的首選橋型。八十年代相繼建成的跨徑200米以上的斜拉橋還有天津市永和橋、重慶市石門大橋、安徽省蚌埠淮河大橋、湖南省長沙湘江北大橋、四川省犍為橋、安徽省鳳台淮河橋和台灣省高屏溪橋等。其中高屏溪橋和石門大橋為獨塔斜拉橋,兩側跨徑分別為330米、180米和230米、200米,在當時已居同類型橋梁世界之首,設計和施工技術日臻成熟。
進入九十年代,斜拉橋的跨徑突破了400米。1991年上海南浦大橋建成,跨徑達到423米,兩年以後,上海楊浦大橋實現了斜拉橋跨徑600米的突破,達到602米。到2000年中國建成的跨徑 600米以上的斜拉橋就有4座,除楊浦大橋外,還有福建省青州閩江大橋、武漢白沙洲長江大橋、南京長江第二大橋,跨徑分別為605米、618米和628米。在世界最大跨徑的10座斜拉橋中,就有6座在中國,同時,中國也是世界上建造斜拉橋最多的國家。到目前為止,已建成的斜拉橋逾百座,跨徑在400米以上的有20座,現已開工的江蘇省蘇通長江大橋和香港昂船洲大橋將以千米以上的跨徑改寫斜拉橋的世界紀錄。
斜拉橋已成為中國橋梁技術居世界先進水平的標志。
懸索橋的三次飛躍
現代懸索橋雖然源於古代吊橋,但現代懸索橋的規模、材料、技術含量已和古代吊橋不可同日而語,它集中了當代建築學最尖端的理論、工藝、材料,以無與倫比的跨徑雄霸橋林,即便是橋林新秀斜拉橋在跨徑上也無力與其爭鋒。 1995年,中國第一座現代大跨徑懸索橋廣東省汕頭海灣大橋建成,它以452米的跨徑吹響了中國大跨徑懸索橋建設的號角。僅僅一年,西陵長江大橋就將這一紀錄提高到900米。1997年,又建成了跨徑888米的虎門大橋。同年,香港青馬大橋又實現了新的跨越,以1377米的跨徑雄居中國橋梁跨徑之首。1999年江陰長江大橋又以1385米的跨徑傲視橋林。中國懸索橋4年實現3次飛躍,每次飛躍都是450米的驚人數字,這在世界橋梁史上也絕無僅有。
江陰長江大橋位於江蘇省江陰市與靖江市之間,跨越長江下游的開闊江面,連接京滬高速公路,是一座鋼箱梁懸索橋。橋長3071米,主跨1385米,橋塔高196米,通航凈空50米,可通過5萬噸級散裝貨船,主纜長2200米,直徑 86厘米,重達16800噸,主纜由169股束組成,每股束又由127根5.35毫米的鍍鋅鋼絲組成,鋼絲總長達95000公里,橋面總寬37米,為雙向六車道,工程歷時5年,於1999年9月28日建成通車。正在建設中的江蘇省潤揚長江大橋南汊橋,將以1490米的跨徑再創中國橋梁的跨徑紀錄。
改革開放以來的20多年中,中國的橋梁建造技術取得了舉世矚目的成就,前十年為此做了經濟上、技術上和人才上的准備,九十年代迎來了跨越式的發展。展望未來,隨著中國經濟的發展,一批更大的越江跨海工程的建設,中國橋梁將會創造更輝煌的成就。中華民族的偉大復興,必將造就一代巨人去引領世界橋梁的未來。

『柒』 目前國內外橋梁多採用哪種結構,以及橋梁結構的發展趨勢

1.1.1 我國公路橋梁建設水平改革開放以來,我國公路建設事業迅猛發展,作為公路建設重要組成部分的橋梁建設也得到了相應發展,特別是近十年來,我國大跨徑橋梁的建設進入了一個最輝煌的時期,一大批結構新穎、技術復雜、設計和施工難度大和科技含量高的大跨徑橋梁相繼建成,標志著我國的公路橋梁建設水平已躋身於國際先進行列。近幾年建成的特大橋梁,不少在世界橋梁科技進步中具有顯著地位。諸如正在建設的重慶朝天門大橋是世界最大跨度鋼拱橋,並創造了該類型橋梁十餘項世界第一;蘇通大橋以主跨1088m為世界第一跨度斜拉橋,同時成為世界上連續長度最大的雙塔斜拉橋;潤揚長江公路大橋南汊懸索橋,以1490m跨度為世界第三大懸索橋;剛通車的杭州灣跨海大橋為世界第一長跨海大橋;萬縣長江大橋為目前世界上跨度最大的混凝土拱橋;此外江陰長江公路大橋、香港青馬大橋,其跨度分別在懸索橋中居世界第四位和第五位;南京長江二橋、白沙洲長江大橋、荊沙長江大橋、鄂黃長江大橋、大佛寺長江大橋、李家沱長江大橋等特大橋的跨度名列預應力混凝土斜拉橋世界前十位。
一座座橋,實現了天塹的跨越,縮短了時間與空間的距離,美化了秀美山川,為我國疆域的溝通和經濟的騰飛起著了重要的作用。
1.1.2 我國公路橋梁發展趨勢 隨著科技的發展,新材料的開發和應用,在橋梁設計階段採用高度發展的計算機輔助手段,進行有效的快速優化和模擬分析,運用智能化製造系統在工廠生產部件,利用GPS和遙控技術控制橋梁施工。目前,我國橋梁建設正在與國際接軌,開始向大跨、新型、輕質和美觀方向發展。
(1) 跨徑不斷增大
目前,世界上鋼梁、鋼拱的最大跨徑已超過500m,鋼斜拉橋為890m,而鋼懸索橋達1990m。隨著跨江跨海的需要,鋼斜拉橋的跨徑已經突破1000m,鋼懸索橋將超過3000m。至於混凝土橋,梁橋的最大跨徑為300m,拱橋已達420m,斜拉橋為530m。
(2) 橋型不斷豐富
本世紀50~60年代,橋梁技術經歷了一次飛躍:混凝土梁橋懸臂平衡施工法、頂推法和拱橋無支架方法的出現,極大地提高了混凝土橋梁的競爭能力;斜拉橋的涌現和崛起,展示了豐富多彩的內容和極大的生命力;懸索橋採用鋼箱加勁梁,技術上出現新的突破。
(3) 結構不斷輕型化
懸索橋採用鋼箱加勁梁,斜拉橋在密索體系的基礎上採用開口截面甚至是板,使梁的高跨比大大減少,非常輕盈;拱橋採用少箱甚至拱肋或桁架體系;梁橋採用長懸臂、薄板件等,這些都使橋樑上部結構越來越輕型化。
(4) 重視美學及環境保護
橋梁是人類最傑出的建築之一,聞名遐爾的美國舊金山金門大橋、澳大利亞悉尼港橋、英國倫敦橋、日本明石海峽大橋、中國上海楊浦大橋、南京長江二橋、香港青馬大橋,這些著名大橋都是一件件寶貴的空間藝術品,成為陸地、江河、海洋和天空的景觀,成為城市標志性建築。因此,21世紀的橋梁結構必將更加重視建築藝術造型,重視橋梁美學和景觀設計,重視環境保護,達到人文景觀同環境景觀的完美結合。
1.2 大跨徑橋梁的分類與特點 對橋梁按結構體系分類是以力學特徵為基本著眼點,以主要的受力構件為基本依據,可分為梁式橋、拱式橋、斜拉橋、懸索橋、剛架橋五大類。
1.2.1 梁式橋 梁式橋種類很多,也是公路橋梁中最常用的橋型,其跨越能力可從20m直到300m之間。公路橋梁最常用的大跨徑梁式橋主要為預應力混凝土連續箱形梁橋(圖1-1),70年代我國公路上開始修建連續箱梁橋,到目前為止我國已建成了多座連續箱梁橋,如一聯長度1340m的錢塘江第二大橋和跨越高集海峽全長2070m的廈門大橋等,目前,我國預應力混凝土連續梁最大跨徑為165m(南京二橋北汊主橋)。由於預應力混凝土連續箱梁它具有橋面接縫少、梁高小、剛度大、整體性強,外形美觀,便於養護等在構造、施工和使用上的優點,近年來已成為建成較多的橋梁。其發展趨勢為:減輕結構自重,採用高標號混凝土。隨著建築材料和預應力技術發展,其跨徑增大,葡萄牙已建成250m的連續箱梁橋,超過這一跨徑,也不是太經濟的。大跨徑梁橋的上部結構大多採用箱形截面,是因為箱形截面有較大的抗扭剛度,箱梁允許有最大細長度,同T形梁相比徐變變形較小。由於嵌固在箱樑上的懸臂板,其長度可以較大幅度變化,並且腹板間距也能放大,能適應各種使用條件,特別適合於預應力混凝土連續梁橋、變寬度橋,因此,箱梁能在獨柱支墩上建成彎斜橋。
連續箱梁橋的施工方法多種多樣,只能因時因地,根據安全經濟、保證質量、降低造價、縮短工期等方面因素綜合考慮選擇。一般常用的方法有:立支架就地現澆、預制拼裝(可以整孔、分段串聯)、懸臂澆築、頂推、用滑模逐跨現澆施工等。預應力鋼束採用鋼絞線,可以分段或連續配束,一般採用大噸位群錨。為了減輕箱梁自重,可以採用體外預應力鋼束。雖然連續箱梁橋採用預應力混凝土建造,能就地取材、工業化施工、耐久性好、適應性強、整體性好且美觀;這種橋型在設計理論及施工技術上都發展得比較成熟。但由於結構本身的自重大(約佔全部設計荷載的30%至60%),且跨度越大其自重所佔的比值更顯著增大,大大限制了其跨越能力。還有大跨徑連續箱梁要採用大噸位支座,如南京二橋北汊橋165m變截面連續箱梁,盆式橡膠支座噸位達65O0kN。這種樣大噸位支座性能如何、將來如何更換等一系列問題有待研究。

1.2.2 拱式橋拱橋,在橋梁的發展史上曾經佔有重要地位,迄今為止,已有三千多年的歷史,當今亦因其形態美、造價低、承載潛力大而得到廣泛的應用,也是大跨徑橋梁形式之一,跨徑從幾十米到四百多米。我國大跨度混凝土拱橋的建設技術,居國際領先水平。拱橋的受力特點為拱肋承壓、支承處一般有水平推力,按其建造材料來分,可分為圬工拱橋、鋼筋(骨)混凝土拱橋、鋼管混凝土拱橋、鋼拱橋等。
(1) 圬工拱橋最常見的為石拱橋,我國古代石拱橋建造就有很高的成就,如修建於公元606年的河北趙縣安濟橋,跨徑37.4m,矢高7.23m,寬約9m,在跨度方面曾保持記錄達1350年之久,且至今保存完好。圬工拱橋不便於實現工廠化施工,施工周期較長,相應的費用較高。同時,圬工材料盡管適合承壓,但其自重相對於許用應力而言較大,因而不適於用作大跨度橋梁。
(2) 鋼筋混凝土拱橋為拱橋的主要形式,它分箱形拱、肋拱、桁架拱。根據近年的實踐,常用的拱橋施工方法有主支架現澆、預制梁段纜索吊裝、預制塊件懸臂安裝、半拱轉體法、剛性或半剛性骨架法。我國鋼筋混凝土拱橋的發展趨勢為拱圈輕型化,長大化以及施工方法多樣化。剛建成的萬縣長江大橋為勁性骨架箱拱,跨徑420m,居世界第一。
(3) 在我國自90年代以來,鋼管混凝土拱橋(圖1-2)迅速發展,現已建成跨徑大於200m的十幾座,最大跨徑為2005年建成的重慶巫山長江大橋(主跨460m)中承式鋼管混凝土雙肋拱橋,為世界第一鋼管混凝土拱橋。鋼管混凝土鋼管混凝土是在鋼管內填充混凝土,使鋼管和混凝土在受壓方面實現優勢互補:鋼管藉助於其內部的混凝土其抗壓性能和穩定性得以增強;而內部的混凝土由於處於三向受壓狀態而使自身的強度得以提高。鋼管混凝土更接近於一種新材料,具有強度高、塑性好、耐高溫、耐腐蝕、抗沖擊性能好等優點。它不僅在力學方面性能優越,而且在施工方面也有許多優點。例如鋼管本身可以兼作模板骨架,不用拆模、支模,混凝土可以泵灌;鋼管本身可以兼作縱筋和箍筋,卷制鋼管較製作、綁扎鋼筋骨架容易。
1.2.3 斜拉橋 斜拉橋是我國大跨徑橋梁最流行的橋型之一,目前為止建成或正在施工的斜拉橋共有40餘座(圖1-3)。大跨徑混凝土斜拉橋的數量已居世界第一。整體來說,我國斜拉橋設計施工水平已邁入國際先進行列,部分成果達到國際領先水平。目前,我國正建設的香港昂船洲大橋、建設將要通車的江蘇蘇通大橋,其主跨均達到1000m以上。我國至今已建成各種類型的斜拉橋100多座,其中有52座跨徑大於200m,數量佔世界第一。斜拉橋由索塔、主梁、斜拉索組成主要承重構件,利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨內增加了彈性支承,減小了梁內彎矩,受力特點為外荷載從梁傳遞到索,再到索塔。選擇不同的結構外形和材料可以組合成多彩多姿、新穎別致的各種形式。索塔型式有A型、倒Y型、H型、獨柱,材料有鋼、混凝土的。主梁有混凝土梁、鋼箱梁、結合梁、混合式梁。斜拉索布置有單索麵、平行雙索麵、斜索麵,拉索材料有熱擠PE防護平行鋼絲索、PE外套防護鋼絞線索。斜拉橋的施工方法主要採用懸臂澆築和預制拼裝。 斜拉橋優點:梁體尺寸較小,使橋梁的跨越能力增大;受橋下凈空和橋面標高的限制小;抗風穩定性優於懸索橋,且不需要集中錨錠構造;便於無支架施工。斜拉橋缺點:由於是多次超靜定結構,計算復雜;索與梁或塔的連接構造比較復雜;施工中高空作業較多,且技術要求嚴格。斜拉橋作為一種拉索體系,比梁式橋有更大的跨越能力。由於拉索的自錨特性而不需要懸索橋那樣巨大錨碇,加之斜拉橋有良好的力學性能和經濟指標,已成為大跨度橋梁最主要橋型,在跨徑200~800m的范圍內占據著優勢。

1.2.4 懸索橋 懸索橋是特大跨徑橋梁的主要型式之一,其造型優美,規模宏偉,常被人們稱為「橋梁皇後」。從1883年美國建成布魯克林橋(主跨486m)開始,至今已有120多年歷史。20世紀80年代末,世界上修建懸索橋到了鼎盛時期,建成跨徑大於1000m的懸索橋17座。日本於1998年建成了世界最大跨度的明石海峽大橋(主跨1991m),將懸索橋跨徑從20世紀30年代的1000m提高到接近2000m,是世界懸索橋建設史上的一座豐碑。我國在懸索橋建設方面猶如異軍突起,1995年在國內率先建成了汕頭海灣大橋(主跨452m),在近五年內,相繼建成西陵長江大橋(主跨900m)、虎門大橋(主跨888m)、宜昌長江大橋(主跨960m)以及名列世界第四位的江陰長江大橋(主跨1385m),名列世界第五位的(公鐵兩用橋名列第一位)香港青馬大橋(主跨1377m)等11座大跨度懸索橋。多年來,我們積累了豐富的懸索橋設計與施工經驗,已建成的潤揚長江大橋(主跨1490m),標志著我國懸索橋設計和施工水平已邁入國際先進水平行列。懸索橋由索塔、錨碇、主纜、吊索(或吊桿)和主梁(加勁梁)5大部分組成。主纜為主要承重構件,受力特點為外荷載從梁通過系桿傳遞到主纜,再到兩端錨錠。主要材料為預應力鋼索。

懸索橋由於主纜採用高強鋼材,受力均勻,因此具有很大的跨越能力,但亦具有整體剛度小、抗風穩定性不佳產,費用高、施工難度大等缺點。此種結構當跨徑大於800m時,方具有很大的競爭力。

『捌』 橋的發展史

我國的橋梁,大致經歷了四個發展階段。

第一階段以西周、春秋為主,包括此前的歷史時代,這是古代橋梁的創始時期。此時的橋梁除原始的獨木橋和汀步橋外,主要有梁橋和浮橋兩種形式。

當時由於生產力水平落後,多數只能建在地勢平坦,河身不寬、水流平緩的地段,橋梁也只能是寫木樑式小橋,技術問題較易解決。而在水面較寬、水流較急的河道上,則多採用浮橋。

第二階段以秦、漢為主,包括戰國和三國,是古代橋梁的創建發展時期。秦漢是我國建築史上一個璀璨奪目的發展階段,這時不僅發明了人造建築材料的磚,而且還創造了以磚石結構體系為主題的拱券結構,從而為後來拱橋的出現創造了先決條件。

戰國時鐵器的出現,也促進了建築方面對石料的多方面利用,從而使橋梁在原木構梁橋的基礎上,增添了石柱、石樑、石橋面等新構件。不僅如此,它的重大意義,還在於由此而使石拱橋應運而生。

石拱橋的創建,在中國古代建橋史上無論是實用方面,還是經濟、美觀方面都起到了劃時代的作用。石樑石拱橋的大發展,不僅減少了維修費用、延長了橋的使用時間,還提高了結構理論和施工技術的科學水平。

因此,秦漢建築石料的使用和拱券技術的出現,實際上是橋梁建築史上的一次重大革命。故從一些文獻和考古資料來看,約莫在東漢時,梁橋、浮橋、索橋和拱橋這四大基本橋型已全部形成。

第三階段是以唐宋為主,兩晉、南北朝和隋、五代為輔的時期,這是古代橋梁發展的鼎盛時期。隋唐國力較之秦漢更為強盛,唐宋兩代又取得了較長時間的安定統一,工商業、運輸交通業以及科學技術水平等十分發達,是當時世界上最先進的國家。

東晉以後,由於大量漢人貴族官宦南遷,經濟中心自黃河流域移往長江流域,使東南水網地區的經濟得到大發展,經濟和技術的大發展,又反過來刺激橋梁的大發展。

因此,這時創造出許多舉世矚目的橋梁,如隋代石匠李春首創的敞肩式石拱橋--趙州橋,北宋廢卒發明的疊梁式木拱橋--虹橋,北宋創建的用筏形基礎、植蠣固墩的泉州萬安橋,南宋的石樑橋與開合式浮橋相結合的廣東潮州的湘子橋等。

這些橋在世界橋梁史上都享有盛譽,尤其是趙州橋,類似的橋在世界別的國家中,晚了七個世紀方才出現。縱觀中國橋梁史,幾乎所有的重大發明和成就,以及能爭世界第一的橋梁,都是此時創建的。

第四階段為元、明、清三朝,這是橋梁發展的飽和期,幾乎沒有什麼大的創造和技術突破。這時的主要成就是對一些古橋進行了修繕和改造,並留下了許多修建橋梁的施工說明文獻,為後人提供了大量文字資料。

此外,也建造完成了一些像明代江西南城的萬年橋、貴州的盤江橋等艱巨工程。同時,在川滇地區興建了不少索橋,索橋建造技術也有所提高。 到清末,即1881年,隨著我國第一條鐵路的通車,迎來了我國橋梁史上的又一次技術大革命。

(8)橋梁結構選型發展歷史擴展閱讀:

歷史發展

橋梁是道路的組成部分。從工程技術的角度來看,橋梁發展可分為古代、近代和現代三個時期。

人類在原始時代,跨越水道和峽谷,是利用自然倒下來的樹木,自然形成的石樑或石拱,溪澗突出的石塊,谷岸生長的藤蘿等。人類有目的地伐木為橋或堆石、架石為橋始於何時,已難以考證。古巴比倫王國在公元前1800年(公元前19世紀)就建造了多跨的木橋。

據史料記載,中國在周代(公元前11世紀~前256年)已建有梁橋和木浮橋,如公元前1134年左右,西周在渭水架有浮橋。,橋長達183米。古羅馬在公元前621年建造了跨越台伯河的木橋,在公元前 481年架起了跨越赫勒斯旁海峽的浮船橋。

古代美索不達米亞地區,在公元前 4世紀時建起挑出石拱橋(拱腹為台階式)。

古代橋梁在17世紀以前,一般是用木、石材料建造的,並按建橋材料把橋分為石橋和木橋。

石橋的主要形式是石拱橋。據考證,中國在東漢時期(公元25~220年)就出現石拱橋,如出土的東漢畫像磚,刻有拱橋圖形。

趙州橋(又名安濟橋),建於公元605~617年,凈跨徑為37米,首創在主拱圈上加小腹拱的空腹式(敞肩式)拱。中國古代石拱橋拱圈和墩一般都比較薄,比較輕巧,如建於公元816~819年的寶帶橋,全長317米,薄墩扁拱,結構精巧。

羅馬時代,歐洲建造拱橋較多,早在公元前200~公元200年間就在羅馬台伯河建造了8座石拱橋,其中建於公元前62年的法布里西奧石拱橋,橋有2孔,各孔跨徑為24.4米。

公元98年西班牙建造了阿爾橋,高達52米。此外,出現了許多石拱水道橋,如現存於法國的加爾德引水橋,建於公元前1世紀,橋分為3層,最下層為7孔,跨徑為16~24米。羅馬時代拱橋多為半圓拱,跨徑小於25米,墩很寬,約為拱跨的三分之一。

羅馬帝國滅亡後數百年,歐洲橋梁建築進展不大。11世紀以後,尖拱技術由中東和埃及傳到歐洲,歐洲開始出現尖拱橋,如法國在公元1178~1188年建成的阿維尼翁橋,為20孔跨徑達34米尖拱橋。英國在公元1176~1209年建成的泰晤士河橋為19孔跨徑約 7米尖拱橋。

西班牙在13世紀建了不少拱橋,如托萊多的聖瑪丁橋。拱橋除圓拱、割圓拱外,還有橢圓拱和坦拱。公元1542~1632年法國建造的皮埃爾橋為七孔不等跨橢圓拱,最大跨徑約32米。當時橢圓拱曾盛行一時。

1567~1569在佛羅倫薩的聖特里尼塔建了三跨坦拱橋,其矢高同跨度比為1∶7。11~17世紀建造的橋,有的在橋面兩側設商店,如義大利威尼斯的里亞爾托橋。

石樑橋是石橋的又一形式。中國陝西省西安附近的灞橋原為石樑橋,建於漢代,距今已有2000多年。公元11~12世紀南宋泉州地區先後建造了幾十座較大型石樑橋,其中有洛陽橋、安平橋。安平橋(五里橋)原長2500米,362孔,現長2070米,332孔。英國達特穆爾現存的石板橋,有的已有2000多年。

木橋早期木橋多為梁橋,如秦代在渭水上建的渭橋,即為多跨梁式橋。木樑橋跨徑不大,伸臂木橋可以加大跨徑。中國 3世紀在甘肅安西與新疆吐魯番交界處建有伸臂木橋,「長一百五十步」。公元405~418年在甘肅臨夏附近河寬達40丈處建懸臂木橋,橋高達50丈。

八字撐木橋和拱式撐架木橋亦可以加大跨徑。16世紀義大利的巴薩諾橋為八字撐木橋。

木拱橋出現較早,公元104年在匈牙利多瑙河建成的特拉楊木拱橋,共有21孔,每孔跨徑為36米。中國在河南開封修建的虹橋,凈跨約為20米,亦為木拱橋,建於公元1032年。日本在岩國錦川河修建的錦帶橋為五孔木拱橋,建於公元300年左右,是中國僧戴曼公獨立禪師幫助修建的。

中國西南地區有用竹篾纜造的竹索橋。著名的竹索橋是四川灌縣珠浦橋,橋為8孔,最大跨徑約60米,總長330餘米,建於宋代以前。

古代橋梁基礎,在羅馬時代開始採用圍堰法施工,即打木板樁成圍堰,抽水後在其中修築橋梁基礎和橋墩。1209年建成的英國泰晤士河拱橋,其基礎就是用圍堰法修築,但是,那時只能用人工打樁和抽水,基礎較淺。中國11世紀初,著名的洛陽橋在橋址江中先遍拋石塊,其上養殖牡蠣二三年後膠固而成筏形基礎,是一個創舉。

參考資料來源:網路-橋梁

『玖』 橋梁的發展歷史

我國的橋梁,大致經歷了四個發展階段。第一階段以西周、春秋為主,包括此前的歷史時代,這是古橋的創始時期。此時的橋梁除原始的獨木橋和汀步橋外,主要有梁橋和浮橋兩種形式。當時由於生產力水平落後,多數只能建在地勢平坦,河身不寬、水流平緩的地段,橋梁也只能是寫木樑式小橋,技術問題較易解決。而在水面較寬、水流較急的河道上,則多採用浮橋。 第二階段以秦、漢為主,包括戰國和三國,是古代橋梁的創建發展時期。秦漢是我國建築史上一個璀燦奪目的發展階段,這時不僅發明了人造建築材料的磚,而且還創造了以磚石結構體系為主題的拱券結構,從而為後來拱橋的出現創造了先決條件。戰國時鐵器的出現,也促進了建築方面對石料的多方面利用,從而使橋梁在原木構梁橋的基礎上,增添了石柱、石樑、石橋面等新構件。不僅如此,它的重大意義,還在於由此而使石拱橋應運而生。石拱橋的創建,在中國古代建橋史上無論是實用方面,還是經濟、美觀方面都起到了劃時代的作用。石樑石拱橋的大發展,不僅減少了維修費用、延長了橋的使用時間,還提高了結構理論和施工技術的科學水平。因此,秦漢建築石料的使用和拱券技術的出現,實際上是橋梁建築史上的一次重大革命。故從一些文獻和考古資料來看,約莫在東漢時,梁橋、浮橋、索橋和拱橋這四大基本橋型已全部形成。

『拾』 中外橋梁建設發展歷史及建設現狀

世界橋梁工程發展格局演變
早在距今約三千年的周文王時,我國就已在寬闊的渭河上架設過大型浮橋。後陸續涌現了一大批以石料、鐵為建材的橋梁建築,其中以趙州橋(跨度37.02m,公元605年)、大渡河鐵索橋(跨度約100m,1803年)等為標志,體現了古代橋梁的偉大成就,也顯示了古代中國的強盛。
18世紀以後,歐洲率先進入工業社會,從根本上改變了200年西方文明的歷史,促進了大規模的鐵路橋梁建設。迄今,以英國不列顛尼亞箱梁橋(跨度141m,185年)、美國布魯克林懸索橋(跨度486m,1883年)及英國福斯懸臂桁架橋(跨度520m,1890年)為標志的橋梁建築仍散發著西方工業文明的氣息。
20世紀初期,西方工業社會獲得空前發展,日趨發達。於30年代掀起了第1個大跨懸索橋建設高峰,以美國紐約、華盛頓橋(跨度1067m,1931年)、舊金山金門大橋(跨度1280m,1937年)為代表顯示出其橋梁領域的壟斷實力。二戰後,德國、日本再度堀起。50年代起,德國經濟的復甦推動了德國橋梁工程的發展,斜拉橋結構得以
初現光芒,並很快波及世界橋梁工程界。60年代,日本、丹麥開辟了興建跨海工程的先河。80年代初,我國迎來
了改革開放的新時期。經過近20年的發展,我國經濟突飛猛進,國力顯著增強。同時,我國也加快了基礎建設的
步伐,一大批橋梁如雨後春筍,層出不窮。特別是近十年來建成的代表當今世界橋梁最高發展水平的一大批斜拉橋、懸索橋(見表1,表2),更是確定了中國的世界地位。
當今,世界橋梁工程的格局如同國際政局的多極化局面,不再是美、英壟斷的天下,呈現了以日、美、英、中、德、法及其他國家共同發展的新局面。展望下一世紀,崛起的中國定會有再現東方文明的輝煌時刻。
320世紀橋梁發展主要成就
3.1學科發展
橋梁工程已被確認為一門獨立的科學技術,不再是僅憑橋梁設計者們智慧和經驗的創造過程。它已發展成
融理論分析、設計、施工控制及管理於一體的系統性學科。由於科技的進步,一些相關的學科也滲透入橋梁工程領域中,發展了新的分支學科,如橋梁抗風、抗震、橋梁CAD、橋梁的施工控制及橋梁檢測技術等等。
3.2建設規模及施工技術
3.2.1跨徑不斷增大
目前,鋼梁、鋼拱的最大跨徑已超過500m,鋼斜拉橋為890m,而鋼懸索橋達1990m。隨著跨江跨海的需要,鋼斜拉橋的跨徑將突破1000m,鋼懸索橋將超過3000m。至於混凝土橋,梁橋的最大跨徑為270m,拱橋已達420m,斜拉橋為530m。
3.2.2橋型不斷豐富
20世紀50~60年代,橋梁技術經歷了一次飛躍:混凝土梁橋懸臂平衡施工法、頂推法和拱橋無支架方法的出現,極大地提高了混凝土橋梁的競爭能力;斜拉橋的涌現和崛起,展示了豐富多彩的內容和極大的生命力;懸索橋採用鋼箱加勁梁,技術上出現新的突破。所有這一切,使橋梁技術得到空前的發展。
3.2.3結構不斷輕型化
懸索橋採用鋼箱加勁梁,斜拉橋在密索體系的基礎上採用開口截面甚至是板,使梁的高跨比大大減少,非常輕穎;拱橋採用少箱甚至拱肋或桁架體系;梁橋採用長懸臂、板件減薄等,這些都使橋樑上部結構越來越輕型化。
3.2.4橋梁墩台及基礎技術不斷發展
隨著上部結構的迅猛發展,必然給下部結構提出更高的要求。自鋼筋混凝土推廣使用以來,橋梁墩台的結構形式趨於多樣化。除了傳統的重力墩台外,發展了空心墩、樁柱式墩台、構架式墩台、框架式墩台、雙柱式墩、拼裝墩台及預應力鋼筋薄壁墩等新型墩台,並日趨輕型、柔性化。高墩技術也有較大發展。與此同時,橋梁基礎也在發展。50年代以後,越江、跨海灣、海峽大橋的興建以中國、日本為首大力發展了深水基礎技術。如50年代在武漢長江大橋中首創了管柱基礎;60年代在南京長江大橋中發展了重型沉井、深水鋼筋混凝土沉井和鋼沉井;70年代在九江長江大橋中創造了雙壁鋼圍堰鑽孔樁基礎;80年代後進一步發展了復合基礎。在日本,由於本四聯絡線工程的建設,近20年來,其深水基礎技術發展很快,以地下連續牆、設置沉井和無人沉箱技術最為突出。
3.3設計風格
橋梁設計風格的轉變主要表現為以下3個方面:(1)由於計算機的出現與發展,為橋梁設計師們提供了新的設計工具,並已逐步取代了手工制圖。橋梁設計師們的創造力與想像力在電腦中得以充分展現。
(2)隨著人類對地球生態平衡、自然環境及資源的日益重視,對橋梁工程提出了與周圍環境相協調的要求
橋梁的設計更加註重景觀設計。
(3)大跨度橋梁的發展,不僅要求對成橋狀態進行設計,對施工階段的設計也很重視,將施工方法與施工過程相結合已成為現代橋梁設計的一大特色。
4橋梁工程發展探因
4.1材料革新
土木工程發展史表明,材料的每一次變革都會帶來土木工程的巨大飛躍。橋梁工程因此獲得了一次又一次的發展機遇。公元前5世紀至公元前3世紀,磚出現於中國,實現了土木工程的第1次飛躍,開始了磚、木結構的橋梁時代。19世紀波特蘭水泥、現代鋼材在歐洲的出現,實現了土木工程的第2次飛躍,橋梁工程獲得了空前
大發展,橋梁結構形式及規模有了突破。20世紀初葉,預應力混凝土的出現,實現了土木工程的第3次飛躍,開
始了混凝土橋梁結構的時代。20世紀70年代開始,出現了以碳纖維為代表的高級復合材料,首先被用於航空、
航天等高科技領域,現正逐步滲透到橋梁工程領域之中。
4.2電子計算機技術
當今的各種高新技術革命中,以計算機技術革命最為耀眼。自本世紀70年代第1台微型計算機的誕生,開辟了計算機新時代,從根本上改變了結構工程分析的歷史,一門新的學科———計算結構力學得以產生,有限元法
就此成為分析復雜橋梁結構形式的主要方法。隨著計算機技術的不斷進步,促成了以計算機為輔助設計的橋梁CAD技術分支學科的形成。
4.3預應力思想
預應力思想被喻為本世紀中最為革命的結構思想,它源於1910年法國工程師金.弗來西奈設計建造的足尺試驗拱橋(跨度72.5m)中。此後的數十年裡被推廣到混凝土結構中,形成了一整套預應力混凝土技術。在橋梁工程的建設中,發揮出重大作用,創造了巨大的經濟與社會效益,其應用已遍及各種橋梁結構形式,不僅帶動了中小跨度橋梁的迅猛發展,也促成了大跨度橋梁的進步。
尤其在斜拉橋中,這種思想的發揮達到了頂點。此外,它也被用於橋梁工程的施工過程之中,衍生出許多新的施
工方法和工藝;而在舊橋加固領域里,也顯示出很強的競爭力。當今由於預應力思想的結合,使得預應力混凝土
已成為本世紀最主要的橋梁材料。
4.4自架設體系思想
在本世紀橋梁工程的發展歷程中,預應力思想促進了橋梁結構形式的變革,而自架設體系思想帶來了大跨度橋梁施工技術的變革,兩種思想交相輝映。自架設體系思想是通過將結構離散成若干小的單元或構件,以便於預制或現澆,然後按特定的施工步驟進行拼裝或澆注,已完成的結構部分就可以作為支撐體系參與下一階段的
施工,直到全部結構的完成。它體現了「化整為零、集零為整」的特點。這種思想在大跨度懸索橋、斜拉橋、拱橋及連續梁橋等橋型的施工中得到靈活應用。在施工過程中,由於存在著體系轉化及受幾何非線性、材料非線性因素的影響,施工期間結構的受力狀態比成橋狀態更為不利,於是提出了對施工階段進行控制設計的要求。幾經發展,施工控制技術已逐步成為一門新興的橋梁工程分支學科。
4.5橋梁設計競賽機制
橋梁設計競賽的傳統在19世紀末就已在瑞士盛行,促進了當時瑞士橋梁工程的發展。兩位世界級的橋梁設計師羅伯特.馬亞爾(1872-1940)和奧斯瑪.安曼(1879-1966)就深得這種傳統的熏陶,前者曾創造出輕盈的薄
混凝土拱橋,而後者設計了喬治.華盛頓橋、維拉扎諾懸索橋。隨後在國外的許多大型跨海工程中都廣泛地實行了競賽制,如丹麥的大貝爾特工程,由於政治原因設計競賽持續了25年之久,期間許多新的設計構思層出不窮,積累了豐富的橋梁結構設計經驗。因而設計競賽的實行一定程序上推動了橋梁工程事業的發展。4.6施工管理體制橋梁工程的建設過程實際上也是施工組織活動的過程。18世紀,歐洲興起花型建築的熱潮,開始出現設計與施工的分離。後來在英國進一步發展成了工程建設監理體制。1956年由國際咨詢工程師聯合(FIDIC)和歐洲建築工程聯合會(FIEC)共同發起對英國土木工程師學會(ICE)制定的合同條款進行修改,頒布「FIDIC」合同條件,後經歷了1969、1977、1987年的3次改版。幾十年來它已被世界各國土木工程界廣泛接受和借鑒,給橋梁工程建設行業注入了新的活力,為確保橋梁的工程質量、加快工程進度、控制工程造價提供了可靠的保障。
521世紀橋梁工程發展前瞻
5.1學科發展
如前所述,本世紀以來橋梁結構工程已發展成系統性的工程學科,主體框架已構築完畢,但遠未完善。可以預見,未來的世紀,這些分支將得以獨立發展成熟,同時也會相互滲透。橋梁抗風領域,大跨度橋梁風致振動控制技術將成為研究的熱點,試驗仍將以風洞為依託。隨著計算機技術的不斷更新進步,數值風洞技術可望有突破。
隨著計算機微處理器技術的迅猛發展,橋梁CAD技術將面臨新的發展機遇。集結構分析、工程制圖、工程數
據庫及專家系統的橋梁CAD軟體將會問世,並將邁入橋梁設計的網路時代。
橋梁施工控制技術將進一步發展,GPS(Global Posi-tioning System)技術的應用將成為施工測量技術研究的
熱點。基礎工程發展的重點在於海洋鑽井平台技術的引進。舊橋加固檢測技術的開發應用將成為下一世紀橋梁工程領域的另一道風景線。
5.2材料發展
目前,在世界范圍,高性能混凝土的研究在深入,應用在擴展。北歐國家如挪威、瑞典,橋梁基本都採用HPC(高性能混凝土)建造,目前對橋梁混凝土除高耐久與高強要求外,又增加了輕質的要求,因為橋樑上部結構使用輕質HPC(容重約1.9t/m3),橋梁自重減輕了,可以降低橋梁下部結構的成本,輕質高強(56~74MPa)HPC已經成功地在挪威一些工程中應用。美國、加拿大在SHRP計劃的研究與應用基礎上,正在大力宣傳和推廣應用HPC建設橋梁。有理由相信,高性能混凝土將獲得越來越廣泛的應用,並且會成為21世紀橋梁建設的優選工程材料。

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