桥梁的演变.docVIP

桥梁的演变桥梁是线路的重要组成部分。在历史上，每当运输工具发生重大变化，对桥梁在载重、跨度等方面提出新的要求，便推动了桥梁工程技术的发展。在19世纪20年代铁路出现以前，造桥所用的材料是以石材和木材为主，铸铁和锻铁只是偶尔使用。在漫长岁月里，造桥的实践积累了丰富的经验，创造了多种多样的形式。但现今使用的各种主要桥式几乎都能在古代找到起源。在最基本的三种桥式中，梁式桥起源于模仿倒伏于溪沟上的树木而建成的独木桥，由此演变为木梁桥、石梁桥、直至19世纪的桁架梁桥；悬索桥起源于模仿天然生长的跨越深沟而可资攀援的藤条而建成的竹索桥，演变为铁索桥、柔式悬索桥，直至有加劲梁的悬索桥；拱桥起源于模仿石灰岩溶洞所形成的“天生桥”而建成的石拱桥，演变为木拱桥和铸铁拱桥。 在有了铁路以后，木桥、石桥、铁桥和原来的桥梁基础施工技术就难于适应需要。但到19世纪末叶，由于结构力学基本知识的传播、钢材的大量供应、气压沉箱应用技术的成熟，使铁路桥梁工程获得迅速发展。20世纪初，北美洲曾在铁路钢桥跨度方面连创世界纪录。到第二次世界大战前，公路钢桥和钢筋混凝土桥的跨度记录又都超过了铁路桥。 第二次世界大战后,大量被破坏的桥梁急待修复,新桥急需修建，而造桥钢材短缺，于是，利用30年代以来所积累的关于高强材料和高效工艺（焊接、预应力张拉及锚固、高强度螺栓施工工艺等）的经验，推广了几种新型桥——用正交异性钢桥面板的箱形截面钢实腹梁桥，预应力混凝土桥和斜张桥。 60年代以来，汽车运输猛增，材料供应缓和，科学技术迅猛发展，桥梁工程又在提高质量、降低造价、降低桥梁养护费等方面获得了很大改进。 国外桥梁工程的发展 19世纪20年代以前（有铁路 之前） ①木桥。在公元前2000多年前，巴比伦曾在幼发拉底河上建石墩木梁桥,其木梁可以在夜间撤除,以防敌人偷袭。在罗马,G.J.恺撒曾因行军需要,于公元前55年在莱茵河上修建一座长达 300多米的木排架桥。在瑞士卢塞恩至今保存着两座中世纪式样的木桥：一是1333年始建的教堂桥,一是1408年始建的托滕坦茨(Totentanz)桥，这两座桥都有桥屋，顶棚有绘画。在1756～1766年，瑞士建成跨度为52～73米的三座大木桥，两座是亦拱亦桁，另一座用木拱承重，位于韦廷根，跨度61米。 在亚洲，木拱桥出现更早，日本岩国市至今保存的5孔锦带木拱桥，跨度为27.5米，始建于1673年,其图样来自中国。18世纪末至19世纪初的三、四十年间，美国盛行建有屋盖（保护木结构）的大木桥，1815年在宾夕法尼亚州建成的跨越萨斯奎汉纳河的麦考尔渡口桥，跨度达到110米，堪称空前。 ②石桥。古罗马时代的石拱桥，拱圈呈半圆形，拱石经过细凿,砌缝不用砂浆。由于不能修建深水基础,桥墩宽度对拱的跨度之比大多为1/3至1/2，阻水面积过大，因此所修建的跨河桥多已冲毁。西班牙境内有一座 6孔石拱桥,名阿尔坎塔拉(Alcantara)桥，桥墩建在岩石上，至今完好（图1）。它建成于公元98年，中间两孔跨度各约28米，桥面高出谷底52米。 欧洲在中世纪（5～10世纪）时期,桥梁建设曾因封建割据而衰退。在中亚和埃及森林较少，因而石桥使用较多。其拱石加工较粗，砌筑用石灰砂浆；拱弧在顶部往往形成尖角。这种石桥容易建造，在11～12世纪被引入欧洲，并按当时习俗，在桥上或设置教堂、神龛、神像,或设关卡、碉堡,或设商店、住房。在法国阿维尼翁，1177～1187年建成一座跨越罗讷河的20孔石拱桥，跨度30米左右,曾驰名一时；但屡遭战火及冰排破坏,现今只留有靠岸的 4孔和上面的小教堂。英国在1176～1209年建成跨越泰晤士河的伦敦老桥,其桥墩阻水面积很大,在潮汐涨落时,桥下流速很高，河床受到冲刷,桥身很早就明显下沉。它是伦敦的交通要道，经加固维护，使用了600余年,直到1826年修建伦敦新桥时拆除。1308～1355年在法国卡奥尔建成瓦朗特尔(Valentre)桥,为6孔跨度16.5米,上有设防严密且高耸的箭楼3座，至今屹立无损。 欧洲在文艺复兴时期，为使桥面纵坡平缓，以利交通，城市拱桥矢跨比（矢高与跨度之比）明显降低，拱弧曲线相应改变，石料加工又趋精细。在意大利，佛罗伦萨的圣特里尼塔(Santa Trinita)桥建于 1567～1569年，共3孔，中跨29.3米，矢跨比为1:7，拱轴为多心圆弧（拱弧半径在拱趾处小于拱顶处），左右两弧在拱顶相交， 交角被镶在拱冠的浮雕掩盖； 威尼斯里亚尔托(Rialto)桥建于1588～1592年，跨度27.0米，矢高 6.4米，每座桥台下的冲积土内曾打入密布的木桩达6000根。1575～1606年法国建成的巴黎新桥，共12孔，最大跨度19.4米，桥上房屋栉比，成为闹市，直到1848～1855年改建时才被拆除。