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上承式拱桥的施工方法比较

时间:2010-2-27 专题:李春
上承式拱桥的施工方法比较
石拱桥:(shigongqiao)stonearchbridge
用天然石料作为主要建筑材料的拱桥,这种拱桥有悠久的历史,现在在石史料丰富的地区,仍在继续修建,但以向轻型方向发展。世界上最著名的割圆拱桥首推我国赵州桥。
按结构材料分类,桥梁主要有石桥和木桥两种,依跨数有单跨与多跨之别,依结构型式则有拱桥与梁桥。拱桥大都是石桥,也有个别为木结构,称叠梁拱桥;梁桥又有平梁与悬臂梁之别,前者可能是石结构也可能是木结构,后者都是木结构。在所有桥的桥面上都可以建造桥廊或亭阁一类建筑,构成特别美丽的形象,称为廊桥。总之,为满足不同场合下的不同需要,桥梁有多种类型。
中国石拱桥特点.:
1.历史悠久(记载的最早的石拱桥“旅人桥”大约建成于公元282年)2.几乎到处都有(即多而且分布广)3.大小不一,形式多样,有许多是惊人的杰作--多样杰出
石拱桥是我国传统的桥梁三大基本型式之一。石拱桥这一体系,又是多种多样的。本文所写的这两座桥,乃是千百万座石拱桥中杰出代表之作。几千年来,石拱桥遍布祖国山河大地,随着经济文化的日益发达而长足发展,它们是我国古代灿烂文化中的一个组成部分,在世界上曾为祖国赢得荣誉。迄今保存完好的大量古桥,可为历代桥工巨匠精湛技术的历史见证,显示出我国劳动人民的智慧和力量。一座古桥,能经得起天灾战祸的考验,历千百年而不坏,不仅是作为古迹而被保存,而且仍保持其固有的功能不变,可以称作奇迹。当然,还应归功于历代的辛勤修缮,这类修缮活动又往往是出自民间的爱桥护桥,这一社会风尚,在我国桥梁史上,有不少故事,是值得传颂的。我国素有多桥古国之誉,这种史的观念和数量上的概念,以及有实物可按的直觉印象,都是为理解中国石拱桥所须涉及到的知识面。如果抽掉这些生动史实,则不仅内涵空虚,一两座孤立的躯壳,又能说明什么问题呢?
其次,石拱桥在我国桥梁发展史上,出现较晚,但它一经出现,便得到迅猛发展,即在1880年近代铁路公路桥梁工程技术传入中国以后,它仍然保持其旺盛的生命力,结合现代的工程理论和新的建筑材料,取得了更大的发展。本文所介绍的两座桥,赵州桥已历时一千四百年,卢沟桥雄踞在湍流奔突的永定河上,也经历了近七百年,它们都称得上雄伟坚固,迄今仍保持着初创风貌,可以通行重车,在中外石桥中是罕见的。赵州桥敞肩式的创造,早于西方七个世纪,它们之所以能够经久不坏,说明设计与施工是符合科学道理的。再如赵州桥的浅基础、短桥台,不少现代工程师表示惊叹,因为经过多次地震洪水而屹立无恙,这决不是偶然的,唐张嘉贞的《石桥铭序》中所云:“制造奇特,人不知其所以为?!闭庖黄兰?,几乎和二十世纪工程界学者异口同声,技术高超,于此可见。本文在大量史实中,用“用料省,结构巧,强度高”,来概括古代石拱桥技术上的成就,这是古今中外桥梁以及任何建筑物所一致追求的目标,在六世纪初,我国的能工巧匠发挥智力,大胆创新所取得的光辉成就,是值得自豪的。
再次,跨水架桥,意境之美,雕琢装饰,千姿百态,也是体现我国审美观的一种民族传统。建筑不论大小,工艺必须精益求精,如同一幅画图,不许有一处败笔。自从石窟造像盛行,古代石工,都有一套过硬本领,都具有一定的美工水平,赵州桥的栏板,卢沟桥的石狮,都以艺术珍品而闻名于世,这也是中国石拱桥在艺术方面一个可贵的传统,对于现代石拱桥装饰也还存在着深刻的影响。
中国的石拱桥,在古代有一定的成就,在今天仍有发展的前景,过去有用的东西,今天仍在起着作用,因此,它是一份可珍贵的遗产,显示着我国劳动人民勤劳勇敢和卓越才能。我们在现代桥梁事业中,必然能够取得更大的成就。
拱桥为桥梁的基本体系之一,建筑历史悠久外形优美,古今中外名桥遍布各地,在桥梁建筑中占有重要地位。它适用于大、中、小跨公路或铁路桥,尤宜跨越峡谷,又因其造型美观,也常用于城市、风景区的桥梁建筑。
自19世纪中叶以来,随着钢铁和混凝土建筑材料的出现,石拱桥已逐步为钢拱和钢筋混凝土拱桥所代替。拱桥结构向轻型结构发展,并逐步打破传统的上承式石拱桥的型式,创造出新型的拱桥。拱桥的拱圈发展成为分离式肋拱,桥面发展成新型板梁式结构,借立柱支承于拱肋之上(上承式),或用吊杆悬挂于拱肋之下(下承式)。当受地势或受桥梁建筑高度限制时,还可做成中承式拱桥。拱桥可以是单跨,也可以做成多跨。
箱肋中承式拱桥
分类:
1.按拱圈受力分:推力式拱桥、无推力式拱桥。
2.按拱圈(肋)结构的材料分:石拱桥、钢拱桥、混凝土拱桥、钢筋混凝土拱桥。
单孔空腹式石拱桥
钢筋混凝土斜拉杆式架拱桥
3.按拱圈(肋)结构的静力图式分:无铰拱、双铰拱、三铰拱。前两者属超静定结构,后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台(墩),结构最为刚劲,变形小,比有铰拱经济;但桥台位移、温度变化或混凝土收缩等因素对拱的受力会产生不利影响,因而修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承,铰可允许拱圈在两端有少量转动的可能。结构虽不如无铰拱刚劲,但可减弱桥台位移等因素的不利影响。三铰拱则是在双铰拱顶再增设一铰,结构的刚度更差些,但可避免各种因素对拱圈受力的不利影响。厉害??!赵州桥,又名安济桥,也叫大石拱桥,坐落在河北省赵县城南五里的清水河上。它不仅是中国第一座石拱桥,也是当今世界上第一座石拱桥。唐代文人赞美桥如"初云出月,长虹饮涧"。
这座桥建于隋朝公元605年至618年,由一名普通的石匠李春所建,距今已有1350多年的历史。在漫长的岁月中,虽然经过无数次洪水冲击、风吹雨打、冰雪风霜的侵蚀和8次地震的考验,却安然无恙,巍然挺立在清水河上。
李春设计的赵州桥,桥身长50.82米,宽9.60米,大拱的净跨度长37.37米,拱高7.23米。他考虑,为使桥面坡度小,将桥高与跨度呈1:5的比例,这样既便于行人来往,也便于车辆通行;拱顶高,又便于桥下行船。他又在大拱的两肩上,各做两个小拱,使得整个桥型显得格外均衡、对称,既便于雨季泄洪,又节省了建筑材料。其结构雄伟壮丽、奇巧多姿、布局合理,多为后人所效仿。李春设计的桥面坦直,共分三股,中间走车马,两旁走行人,不仅可使秩序井然,且又能防止交通事故的发生??杉?,在1300多年前,在技术十分落后的情况下,一个普通石匠李春有这样高超的技术,实为难能可贵。
李春选用的石料和石料砌法技艺与众不同。他采用长方形石料,每块重约一吨,在1350多年前的隋朝,李春在没有起重机和吊车的情况下,运这么重的大石头是何等的艰辛。这充分显示了我国劳动人民的伟大智慧??杉畲焊冻隽硕啻蟮男难痛?!
李春带领其他工匠,将石料各面部凿有细密的斜纹,使石块相互咬合扣紧。全桥由28道独立的石拱纵向并列组成。他想,这样可以使每道石拱圈各自独立负荷载重,又便利于修缮。为了加强各拱圈的连接,他又采用9道铁梁贯于拱背之上,接着用腰铁嵌入拱石之间,使桥能"奇巧固护,用于天下"。
最后,李春又组织能工巧匠,在桥面的两侧石栏杆上,刻有许多精美的古典雕刻艺术,图案细腻,刀法苍劲有力,雕刻灵变,各种鸟兽龙腾虎跃,欲飞若动,形象逼真,堪称隋唐时代雕刻艺术的佳作。这种拱上加拱、"敞肩拱"的新式桥型,这样的布局,采用这样的巨形跨度,构成这样的优美的造型,是李春在世界上的首创。在欧洲,14世纪才出现法国泰克河上的赛雷桥,但是,比中国赵洲桥晚了700多年,并且早已被洪水毁坏无存。所以,李春造的赵州桥是全世界桥梁建筑史上唯一尚存的时间最长的一座,在世界占有重要地位,是相当有价值的。这是中国人民的骄傲和自豪。
这座历史悠久、结构奇特、造型美观、居世榜首的赵州桥,凝聚了李春的汗水和心血。李春成为中国、乃至世界建筑史上第一位桥梁专家。
但是,关于李春的生平事迹却没有留下更多的记载。就连隋朝之后的唐朝人,也只有"制造奇特赵州桥的人是隋匠李春"等数语记载。在赵州桥建成100年以后的唐朝开元13年(公元726年)中书令张士贞在《安济桥铭》中简略提到:"赵州清水河石桥,隋匠李春之迹也,制造奇特,人不知其所为。"这说明,在封建社会里,劳动人民的创造发明,不知有多少被埋没了。
特别值得提出的是赵州桥的基础非常坚固。1350年来,两边桥基下沉水平只差5厘米,这说明李春桥址选择科学合理。赵州桥桥基,是建筑在清水河河床的白粗沙层上,既没有打桩,也没有其他石料,桥台仅用五层石料砌成,桥基很牢,结构简单。在1350年前,李春就敢用这样天然地基来承担大桥的全部重量,可见李春对工程学、力学、建筑学、水文、地质等都有深刻的理解。李春有这么多科学知识,无疑是他从劳动实践中获得和积累的。
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