桥梁发展历史与悬索桥

桥梁工程讲座报告题目：桥梁发展历史与悬索桥

班级：土木11-1班

姓名：武刘英

学号：20113278 2013.7.11

一、桥梁的发展历史

桥梁的基本桥型：拱桥、梁桥、悬索桥、斜拉桥。

在十八世纪以前世界桥梁建筑主要是以石料、木材、铁为主要的建材，而中国的赵州桥（跨度为37m），就是其中的佼佼者。赵州桥是我国现存的石拱桥中最古老并为当时跨径最大的石拱桥，且是世界桥梁史上敞肩拱的首创。中国在公元6世纪唐朝时期就有铁链索桥，但当时该类型桥还没有上升到刚度、稳定性等力学性质的分析上来，一定程度上还不属于现代桥梁。自从1779 年第一座铸铁拱桥——英国Coalbrookdale桥（跨度为30.65m）问世以来，标志着人类结束了土石建桥的历史，开启了现代建桥的历史新篇章。1801年在英国伦敦泰晤士河铸铁拱桥（主跨达到183 m）的建成标志着人类向大跨度桥梁的一个开端。

赵州桥英国Coalbrookdale桥

随着英国工业革命的开展，现代科学的蓬勃发展以及随之而来新型材料的不断问世，为桥梁发展起到了推波助澜的作用。19世纪20年代波特兰水泥的出现，由于其经济性和实用性较强，很快得到了推广。1850 年英国第一座跨度为141m的钢箱梁桥Britannia 桥问世。从此以后钢材在桥梁工程的建设过程中就没有间断过。1867年法国工程师艾纳比克在巴黎博览会上看到莫尼尔用铁丝网和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱后，受到启发，首先将钢筋混凝土应用到了土建行业。1905年第一座钢筋混凝土桥梁问世。

在十九世纪末，随着记载中国铁索

桥的文献也传入欧洲,悬索桥由于其

在力学方面的优越性很快的到了发

展。在1883年建成的美国纽约布鲁克

林桥，主跨486 m。由此也开始大跨

度桥梁的建设风潮。

布鲁克林桥

进入20世纪以后，在1928年法国Freyssine首创了预应力混凝土的概念和设计理论，但由于二次世界大战而没能立即得到应用。随后1938年德国Dishinger提出的现代斜拉桥设计构思同样由于二战没能立刻得到应用。但随着二战的结束，由于战后需要的大量修复和重建，预应力混凝土桥梁得到了广泛的采用，结构开始向大跨度结构发展。于30年代起世界上掀起了建设大跨悬索桥的高峰，以美国纽约华盛顿桥(跨度为1067m)、旧金山金门大桥(跨度为1280m)为代表显示出其桥梁领域的垄断实力。二战后,德国、日本再度堀起；50年代起,德国经济的复苏推动了德国桥梁工程的发展,斜拉桥结构得以初现光芒并很快波及世界桥梁工程界；60年代日本、丹麦开辟了兴建跨海工程的先河；80年代初，我国迎来了改革开放的新时期。经过近20年的发展,我国经济突飞猛进,国力显著增强。同时,我国也加快了基础建设的步伐，一大批桥梁如雨后春笋,层出不穷。

预应力混凝土桥

到了二十世纪末，计算机技术应用日益深化，大跨度桥梁建设更是进入了跨度的冲刺阶段！世界进入跨海工程前期工作热潮，并发展出分析桥面抗风技术。

在悬索桥方面，日本的明石海大桥（主跨为1991m），丹麦的大海带桥（主跨为1624m）以及中国香港的青马大桥（主跨为1385m）。

在斜拉桥方面，日本的多多罗大桥（主跨为890m），法国诺曼底大桥(主跨为856 m)以及中国上海杨浦大桥（主跨为602 m）。

而同时，中国的桥梁建设也在这个时候进入了高峰期。在拱桥方面重庆万县长江大桥主跨达到了420m，是当时世界上最大跨度的P.C拱桥。中国虎门辅航道桥,主跨270 m ,是当时世界最大跨度连续刚架桥……这一系列都标志着我国已经渐渐进入了桥梁大国的行列。当然在许多方面我们国家和西方等桥梁强国还有一定的差距,但这种差距在这个时间得到了很大的缩小。

进入二十一世纪后，随着我国的苏通长江大桥（主跨为1088m）以及中国香港昂船洲大桥（主跨为1018m）的建成，让斜拉桥这一体系的单跨跨度也超过了千米级。同时世界最高运输大桥法国的米卢大桥（桥

面距地面最高达到342m）更是以其宏伟的气势征服了世界。

苏通大桥米卢大桥

同时在这十年里，我国先后修建了东海大桥，杭州湾大桥，深圳湾跨海大桥，舟山西堠门大桥，胶州湾大桥以及在建的港珠澳大桥的建设标志着我国跨海大桥已经进入了一个崭新的时代，凝聚着中华名族的无限智慧。同时我国建设桥梁的步伐也正由桥梁大国迈向桥梁强国。

一、悬索桥的发展历史

2.1悬索桥简介

悬索桥也叫吊桥，是跨越能力最大的一种桥型。它是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚碇、吊索等构件构成的柔性悬吊体系。成桥时，主要由主缆和主塔承受结构自重，加劲梁受力由施工方法决定。在两个高塔之间悬挂两条缆索，靠缆索吊起桥面，缆索固定在高塔两边的锚碇上，由锚碇承载整座桥的重量。成桥后，结构共同承受外荷作用，受力按刚度分配。

2.2古代悬索桥

悬索桥的历史是古老的。早期热带原始人利用森林中的藤、竹、树茎做成悬式桥以渡小溪，使用的悬索有竖直的，斜拉的，或者两者混合的。婆罗洲、老挝、爪哇原始藤竹桥，都是早期悬索桥的雏形。不过具有文字记载的悬索桥雏形，最早的要属中国，直到今天，仍在影响着世界吊桥形式的发展。

远在公元前三世纪，在中国四川境内就修建了竹索桥。早在公元前50年，已经在四川建成长达百米的铁索桥。1665年，徐霞客有篇题为《铁索桥记》的游记，曾被传教士Martini翻译到西方，该书详细记载了1629年贵州境内一座跨度约为122m的铁索桥。1667年，法国传教士Kircher从中国回去后，着有《中国奇迹览胜》，书中记有见于公元65年的云南兰津铁索桥。该书曾译成多种文字并多次再版。据科技史学家

研究，只是在上述书出版之后，索桥才传到西方。可见，中国古代的悬索桥是独创发明并领先的，中国是古代悬索桥的发源地。有名的四川大渡河上由9条铁链组成的泸定桥，是在1706年建成的。

2.3现代悬索桥发展的四次高峰

①20世纪30年代前后美国的悬索桥——第一次发展高峰

美国在1903年和1909年分别建成了主跨为488m的威廉姆斯堡和主跨为448m的哈曼顿桥两座在空中用编丝轮将钢丝编拉后组成主缆的悬索桥。20世纪20年代美国建成两座主跨超过500m的悬索桥。它们分别是1926年在费城跨越特拉华河建成的主跨为533m的本杰明-富兰克林桥和1929年在底特律建成的主跨564 m的大使桥。在此期间美洲其他国家也建成不少中小跨度悬桥。

20世纪30年代是美国修建大跨度悬索桥的最兴旺时期，1931年建成跨度首先突破千米的乔治·华盛顿桥（主跨达1067 m）。1936年建成旧金山-奥克兰海湾大桥，此桥分东西两桥，其中西桥是两座串联衔接的孪生悬索桥，每座均为三跨悬吊，主跨均为704 m，采用加劲钢桁梁。继此之后在1937年又建成举世闻名的金门大桥，主跨为1280 m，曾保持世界最大桥梁跨度记录达27年之久。

金门大桥

以上这些悬索桥的建成，包括两座跨度大于千米的桥梁，形成美国悬索桥的第一次发展高峰，主跨1280 m的金门大桥为其代表。

但是20世纪40年代悬索桥发展却遇到了挫折。1940年在华盛顿州建成主跨为853 m的塔科马老桥因加劲梁断面抗风稳定性差，在建成当年的11月7日近中午的时候被风吹断。导致整个世界的悬索桥建设事业的发展整整停止了10年之久。

1940年塔科马老桥发生事故之后，成立了塔科马桥的事故调查委员会，经过利用风洞进行三维模型试验，肯定了无衰减的反复力逐渐累积起来以后可以发生极度的共振乃至破坏。1950年按原有跨度重建塔科马