基于传统与现代的英国城市桥梁(论文)

２０１０年１０月第１０期城市道桥与防洪穆祥纯（北京市市政工程设计研究总院，北京市１０００８２）基于传统与现代的英国城市桥梁摘要：该文系统地介绍了笔者考察英国期间，对伦敦、诺丁汉、考文垂和利兹等城市的城市桥梁建设的总体印象和分类考察的情况。

重点展示了英国在城市桥梁建设上体现传统与现代上有机结合的成功作法，力求为国内同行们提供有借鉴意义的资料和启示，以期促进我国城市桥梁建设的健康发展。

关键词：英国；城市桥梁；桥梁建设中图分类号：Ｕ４４８文献标识码：Ａ文章编号：１００９－７７１６（２０１０）１０－０００１－０７1概述为了学习和借鉴英国在城市桥梁建设的相关情况和成熟经验，前几年笔者曾赴英国对伦敦、诺丁汉、考文垂和利兹等城市进行专题城市桥梁建设考察，并与英国的同行们进行了交流，了解了英国在城市桥梁设计、建设和管理方面的相关情况，对其城市桥梁建设的总体印象有了全面的了解。

英国全称为大不列颠及北爱尔兰联合王国，位于欧洲西部、大西洋的不列颠群岛上。

面积２４４１００ｋｍ２，海岸线总长１１４５０ｋｍ。

其人口为５９５５万，居民８０％以上是英格兰人，其次是苏格兰人、威尔士人、爱尔兰人。

居民多信奉基督教新教，英语为国语。

公元７世纪英国开始形成封建制度。

８２９年英格兰统一，史称“盎格鲁·撒克逊时代”。

１６４９年成为共和国。

１６６８年确定君主立宪制。

英国全境由大不列颠岛（包括英格兰、苏格兰、威尔士三部分）、爱尔兰岛东北部及附近许多小岛组成。

隔北海和多佛尔、英吉利海峡与欧洲大陆相望。

大不列颠岛东南部为平原，泰晤士河东流经平原入北海；西部和北部为中等山地和丘陵。

北爱尔兰为熔岩高原。

主要河流有塞文河、泰晤士河等。

属海洋性温带阔叶林气候，多雨雾。

煤、铁储量均居世界的前列，石油、天然气较丰富，其它矿物贫乏。

森林面积占全国面积９％，沿海鱼产十分丰富。

作为世界上发达的资本主义国家，英国现今保留着传统的建筑风格，并在城市桥梁建设上留下传世之作（如古老的伦敦塔桥）。

随着时代的发展，又修建了现代化的千禧桥和恒伯跨海大桥，值得我国桥梁工作者去学习和借鉴。

2英国城市桥梁发展沿革据考证，古代在桥梁建造上世界公认最有造诣的是古罗马人和中国人。

欧洲的古代桥梁在公元１７世纪以前，其建造的材料大都采用石材和木材，按建桥材料分为石桥和木桥。

公元前１８年，古罗马人在法国南部的尼姆（与西班牙接壤）附近，修建了著名的庞度水管桥。

该桥长２７０ｍ，最大跨度２４．４ｍ，上层为输水槽，中层供行人通过，下层一侧于１７４３年扩建加宽，实现了通行马车的功能，这座古老的的桥梁至今被人们所称颂，见图１。

１５９１年罗马人又在威尼斯了当时世界上最长的低拱桥———里阿尔托（Ｒｉａｌｔｏ）大桥，这也是欧洲文艺复兴时期建造的桥梁，由于地基松软，其基础建立在１万根的木桩上。

该桥采用大理石装饰，其线条舒畅，雕凿精美，桥上还建造了２４个门面的店铺，充分反映了当时桥梁建筑技术和建筑艺术的水平，见图２。

英国在公元１１７６年～１２０９年建成的泰晤士河桥为１９孔、跨径为７ｍ的石尖拱桥。

这也是欧洲现存的少数古代石桥。

随着英国工业革命的发展，其城市桥梁建设亦伴随着生产力的进步和发收稿日期：２００９－０７－２３作者简介：穆祥纯（１９５５－），男，北京人，教授级高级工程师，副院长，从事桥梁设计、城市交通研究及技术管理工作。

图1修建于公元1世纪的法国庞度水管桥专题论述1城市道桥与防洪２０１０年１０月第１０期图6修建于1850年的英国不列颠大桥图5修建于1805年的英国威尔士桥图4修建于1805年的英国威尔士桥（Y 型水管桥）图2修建于1591年的意大利里阿尔托大桥图3修建于1779年的英国科尔布鲁克代尔桥（铁桥）展取得了革命性突破。

例如，１７７９年兴建的英国科尔布鲁克代尔的桁架拱铁桥系世界上第一座铁桥，见图３。

例如，１８０５年，英国人托马斯·泰尔福特在威尔士以铁做材料兴建了一座Ｙ型水管桥，它的功能是专供输送运河的河水，见图４。

又如，１８２５年在英国威尔士建造的曼奈海峡大桥，系世界上最初采用铁链制作缆索的吊桥，其跨距为１７２ｍ，见图５。

又譬如，１８５０年，英国人罗伯特·史蒂芬森在威尔士建造了世界上第一座采用钢管修建的不列颠大桥，这也是世界上较早采用箱型截面梁制作的桥梁，其局部压曲和装配被严格判定，并随着设计进展得以解决，该桥主跨跨距为１４０ｍ，见图６。

英国是最早修建大跨径悬索桥的国家之一。

１８６４年为跨越宽１２１４ｍ的埃文（Ａｖｏｎ）峡谷修建了克里夫顿悬索桥，该桥采用铁链做缆索，其主跨为２１４ｍ，通行人流和马车，后来作为四车道的桥梁一直使用至今。

当时用作主缆的铁链的强度和密度之比，只有现代高强钢丝的１／５，说明该大跨径桥梁的设计技术和采用的材料是十分先进的，见图７。

综上所述，英国在世界城市桥梁的发展史上占有十分重要的地位。

3伦敦古老的城市桥梁英国的首都伦敦座落于英格兰东南部，位于泰晤士河下游两岸，距河口８８ｋｍ，是英国政治、经济、文化中心。

由伦敦城（亦称金融城）及周围３２个市组成，面积１６５０ｋｍ２，人口７００万。

几百年来，英国人在伦敦的泰晤士河上修建了２８座各式各样的桥梁。

伦敦泰晤士河上的伦敦塔桥（ＴｏｗｅｒＢｒｉｄｇｅ），位于伦敦塔附近，这座大桥历史上历经数次重建，图7修建于1864年的英国克里夫顿悬索桥专题论述2２０１０年１０月第１０期城市道桥与防洪它是泰晤士河上２８座桥梁中最下游的一座桥，是闻名于世的一座桥梁。

该桥连接着南沃克自治市高街和伦敦市的威廉王大街，历史上被称为伦敦的正门。

最初的老伦敦桥由科尔彻奇的彼得于１１７６年～１２０９年负责建造的，以代替罗马晚期和中世纪早期先后建造的木桥。

它的１９孔桥拱跨度不同，架在大小不同的桥墩上，由于桥孔太窄，涨潮时河水往往形成一道道急流。

最大的桥拱跨度为１０ｍ多，最窄的为４ｍ多。

在河中心的最大桥墩上还建有一座小教堂。

桥梁竣工后３年，因火灾严重损坏，以后又发生多次灾难性事故。

尽管如此，老伦敦桥一直是几个世纪居民区和商业区的交通纽带，且是伦敦泰晤士河上唯一的渡桥。

１９世纪２０年代，英国人将旧桥拆除，改建新的伦敦桥，并由伦尼设计。

当时确立的一个设计原则是：新的桥梁必须融入周围的环境。

经过８年的施工，于１８９４年竣工通行。

桥身由４座塔形建筑联接，新桥共有５个拱桥，其中位于河中间两座主桥墩之间的拱跨度最大，达７６ｍ。

两座主桥基分别高出水面４３ｍ，而桥基上又建有两座花岗石和钢铁结构的方形５层高塔，两座方塔上再建４座白色大理石尖阁和５座小尖塔，望去仿佛两顶皇冠。

两座主塔各高６５ｍ。

桥梁分上、下两层，上面一层起支撑双塔的作用，且为固定的人行桥，其桥面为两条宽阔的悬空人行道，两旁装有玻璃窗，行人登桥可欣赏泰晤士河景色。

下层为活动桥，即桥面可以开启，平时桥面通行车辆。

当钢桁拱桥开启时可通行万吨级的船只。

每当巨轮通过时，随着高塔内机器的转动，中间的桥面便一分为二，慢慢向上掀起，船只通行之后，又徐徐落下，恢复通行。

两块活动的桥面，各重１０００ｔ。

人们都称赞到：伦敦塔桥是英国首都的一大胜景，游人可登桥观看附近古城塔群景色，也可参观设在主塔内部的博物馆和展览厅。

作为２４４ｍ长（中部为６１ｍ）的开启桥，桥的中部分为两扇，为使该桥钢桁拱桥的每扇桥体竖起８３°让河流上的船舶通过，其在建桥后的１００多年来一直沿用古老的蒸气机将水从水库泵入液压装置，后改为电动机来升降，如今它仍是伦敦塔桥的历史见证和独特体现，见图８。

伦敦泰晤士河上的另一座桥梁———伦敦桥（ＬｏｎｄｏｎＢｒｉｄｇｅ），亦是横跨泰晤士河的桥梁之一。

它将伦敦城区和南华克（Ｓｏｕｔｈｗａｒｋ）地区连为一，伦敦Ｃａｎｎｏｎ大街地铁桥位于它的东侧，著名的伦敦塔桥位于它西面。

伦敦桥所在的地方近２０００年来一直在修建不同的桥梁。

第一座在该桥桥址处跨越泰晤士河的桥是座木桥，由罗马人在公元５０年左右修建的。

由于该桥所处的位置为河流相对狭窄和水深湍急处，既可以架桥，又方便海船进入。

当罗马人撤离英国之后，这座桥梁逐渐失修，曾于１０１４年重新修建。

１０１４年，英国国王Ｅｔｈｅｌｒｅｄ为抵抗入侵的丹麦人ＳｖｅｉｎＨａｒａｌｄｓｓｏｎ时曾下令烧毁这座桥梁。

现在展现在人们面前的是英国人于１９世纪修建的钢桁拱桥，每个桥墩的顶部均设有高出桥面的雕塑柱；其钢桁拱桥设计的线条流畅，造型优美；其桥墩为尖形状既便于经受水流的冲击，又有利于船舶撞击。

该桥确为城市桥梁的上乘之作，见图９。

伦敦泰晤士河上的其它２６座城市桥梁均造型各异，结构异同。

在考察中发现，伦敦泰晤士河上的架设的２０多座大桥体现出英国鲜明的特色，其古朴的钢拱桥、钢架拱桥与伦敦市区的城堡、建筑有机地融为一体，当你站在每一座桥上，既可尽收泰晤士河的美景，又可感悟欧洲最美丽的环境，使人流连忘返。

4英国现代城市桥梁在考察中发现英国许多城市的河流都不太宽阔，如伦敦的泰唔士河等。

因此无特大跨径的桥梁（如单跨大于２００ｍ以上）。

但这些河流上桥梁的图8著名的伦敦塔桥图9伦敦泰晤士河上的古老桥梁———伦敦桥专题论述3城市道桥与防洪２０１０年１０月第１０期结构形式多种多样，给人留下较深的印象。

特别值得一提的是，近２０年来，英国也兴建了一批现代桥梁。

从桥梁建设水平上看，反映了当代桥梁建设的最新成果和发展趋势。

如泰晤士河上的千禧桥，其造型优美，别致，给人留下深刻的印象。

这座千禧步行桥，是英国人为迎接２１世纪的到来而修建的，也是第一座横跨泰晤士河的桥梁，该桥全长３２０ｍ，耗资１８２０万英镑。

这座桥梁虽属悬索桥，但其悬梁的设计却与一般的悬索桥不同，它不是向常规悬索桥由上而下拉出数十根钢索支撑着，其支撑的钢索与桥身平行。

由于建桥处的泰唔士河的河水比较浅，其桥墩设在河中离开堤岸较远的地方，其桥体也设计成能分成跨度相近的几部分。

该桥的悬链向内倾斜，倾斜角度异常的陡。

其悬链经由结实的横撑连接，为该桥细薄的桥面板提供侧向支撑。

而且其栏杆的设计上也体现着通透和质感。

千僖桥建成三天后由于桥身晃动幅度过大而关闭。

２０个月后，经采取技术加固措施后重新开放，大桥也不再晃动。

千僖桥的建成对于我们桥梁设计者会有相关的启示：在新颖桥型的设计上，一是要满足结构安全的要求，留有安全储备，二是要结构上具有足够的刚度，满足使用上变形的要求；三是要在造型上具有创新性，与周围建筑景观协调一致，总体布置上舒展大方。

如今千僖桥已成为泰晤士河畔最亮眼的景点，见图１０、图１１。

在考察期间，有意关注了英国的城市立交桥梁建设。

他们在城市立交桥梁的设计上首先满足文物（古迹）的保护要求，然后才是交通功能的要求。

城市桥梁在结构选型上采用的形式一般为：钢结构，也有的是预应力结构或混合结构（主梁为预应力结构，桥面板为钢结构）。