浅析对我国桥梁的认识
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浅析对我国桥梁的认识
姓名:王涛
班级:土木
通过土木工程概论课,我对道桥工程有了一些初步了解,对那宏伟壮观的桥梁产生了浓厚的兴趣,看到那些伟大的桥梁,既坚固实用又美观经济,堪称完美啊。在老师教予我的关于桥梁知识的基础上,我又查阅了相关资料,在此浅谈一下我对桥梁的认识。
桥梁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,有着明显的地域性,而且形式多种多样,功能更是复杂多变,同时还有其美观性和群众公益性。
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。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。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。
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。按照体系划分又可分为梁式桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等类型。在此主要介绍一下这四种桥。
梁式桥是指以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或者是桁架梁(空腹梁)。实腹梁外形简单,制作、安装、维修都较方便,因此广泛用于中、小跨径桥梁。但实腹梁在材料利用上不够经济。桁架梁中组成桁架的各杆件基本只承受轴向力,可以较好地利用杆件材料强度,但桁架梁的构造复杂、制造费工,多用于较大跨径桥梁。桁架梁一般用钢材制作,也可用预应力混凝土或钢筋混凝土制作,但用的较少。过去也曾用木材制作桁架梁,因耐久性差,现很少使用。实腹梁主要用钢筋混凝土、预应力混凝土制作,也可以用钢材做成钢钣梁或钢箱梁。实腹梁桥的最早形式是用原木做成的木梁桥和用石材做成的石板桥。由于天然材料本身的尺寸、性能、资源等原因,木桥现在已基本上不采用,石板桥也只用作小跨人行桥。
拱桥是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的桥梁。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。
斜拉桥是由主梁、斜向拉紧主梁的钢缆索以及支承缆索的索塔等部分组成。斜拉桥的缆索张拉成直线形,整个结构为几何不变体,其刚度比悬索桥大。主梁同弹性支承上的连续梁的性能相似。斜拉桥的跨径一般在梁桥和悬索桥之间。斜拉桥在构造上有单塔或双塔、单面布索或两面布索、密索或少索等形式,索的布置也有不同的放射形式,塔、梁、墩之间铰接或固接等也有多种类型。将梁用若干根斜拉索拉在塔在上,便形成斜拉桥。与多孔梁桥对照起来看,一根斜拉索就是代替一个桥墩的(弹性)支点,从而增大了桥梁的跨度。斜拉桥这种结构型式古已有之。但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难控制,所以一直没有得到发展和广泛应用。直到本世纪中,由于电子计算机的出现,解决了索力计算难的问题,以及调
整装置的完善,解决了索力的控制问题,使得斜拉桥成为近50年内发展最快,应用日广的一种桥型。
悬索桥又名吊桥,是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁。悬索桥由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。悬索桥的主要承重构件是悬索,它主要承受拉力,一般用抗拉强度高的钢材(钢丝、钢绞线、钢缆等)制作。由于悬索桥可以充分利用材料的强度,并具有用料省、自重轻的特点,因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大,跨径可以达到1000米以上。悬索桥的主要缺点是刚度小,在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动,需注意采取相应的措施。按照桥面系的刚度大小,悬索桥可分为柔性悬索桥和刚性悬索桥。柔性悬索桥的桥面系一般不设加劲梁,因而刚度较小,在车辆荷载作用下,桥面将随悬索形状的改变而产生S形的变形,对行车不利,但它的构造简单,一般用作临时性桥梁。刚性悬索桥的桥面用加劲梁加强,刚度较大。加劲梁能同桥梁整体结构承受竖向荷载。除以上形式外,为增强悬索桥刚度,还可采用双链式悬索桥和斜吊杆式悬索桥等形式,但构造较复杂。
这就是四种桥的大体介绍。在我国,桥梁还有着其艺术价值和文学价值,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。
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。
我为我国所拥有的如此多样性、艺术性、实用性的桥梁而感到无比的骄傲。真的真的希望自己将来能成为一名出色的桥梁设计师,设计出一个最完美的桥梁啊。