材料力学之桥梁5

1987年，四川省采用转体施工法相继建成巫山龙门桥和涪陵乌江桥两 座上承式箱形拱桥，跨径达到122米和200米。 1990年四川省在宜宾市建成的小南门桥，跨径达到240米，已是当时 世界上中承式拱桥中跨径最大的一座。2001年11月7日，小南门大桥因 吊杆锈蚀造成部分桥面跨塌，在修复过程中，技术人员对全桥进行了检 测，大桥整体结构依然完好。小南门大桥所付出的代价是创新的代价， 没有创新我们就不可能一睹1400年前的赵州桥。 1995年贵州省瓮安县建成江界河大桥，首次突破了中国混凝土拱桥跨 径 300米大关,达到330米，一举成为世界最大的桁式组合拱桥。不仅如 此，其拱顶桥面至水面高度达263米，居中国各类桥梁之首。大桥一跨 飞跃乌江天险，主孔分108个桁片预制，运用桁架伸臂法悬拼架设，两 岸引孔为桁式刚构，全桥轻盈简洁，凌空飞渡，气势不凡。 1997年重庆万县长江大桥建成。大桥位于万州区（原万县市）黄牛 孔处，是上海至成都高速公路跨越峡江天险的特大型拱桥。大桥一跨飞 渡长江，全长 856.12米，主拱圈为钢管混凝土劲性骨架箱型混凝土结构， 主跨420米，桥面宽24米，为双向四车道，是世界最大跨径的混凝土拱 桥。
浊漳河桥
汉江钢斜腿刚构桥
斜腿刚构的桥式新 颖，跨越能力大， 用钢量较省，适用 于陡坡深谷。由于 初次试制，牵涉问 题较多，工期延续 很长，增大了工程 费用。但是，这座 桥梁的建成，在设 计、制造、施工以 及科研方面，积累 了不少经验，为发 展大跨度钢桥开创 了一条新路。
筋混凝土箱形拱桥、刚架拱桥以及桁 式组合拱桥
材料力学与桥梁历史的关系 1 远古时期：
人类在原始时代﹐跨越水道和峡谷﹐是利用自然倒下来的树木﹐自然形成的石梁或石 拱﹐溪涧突出的石块﹐谷岸生长的藤萝等。人类有目的地伐木为桥或堆石﹑架石 为桥始 于何时﹐已难以考证。据史料记载﹐中国在周代(公元前11世纪～前256年)已建有梁桥 。
2 古代时期：
由于人们对客观世界的认识，加之冶铁技术不断进步，大大促进了桥的发展，开始 用石料，石灰，建石拱桥，由于数学运用，使得桥在设计时，能做到合理利用材料，并 且设计的桥梁能满足人们的需求。这个时期主要是梁桥、拱桥、索桥。在那个相当长 的时间里，我国的建桥技术都处于世界先进水平。
钢管混凝土拱桥
九十年代，钢管混凝土拱桥因其实用性和优美外型的良好结合，成为各地桥型选择中的佼 佼者。1991年，四川省苍溪县建成了中国第一座钢管混凝土拱桥——旺苍大桥，跨径115 米。在此之后的几年中，各地虽然兴建了不少钢管混凝土拱桥，但跨径始终在200米以下 徘徊，直到1998年，广西壮族自治区建成了三岸邕江大桥，一举将此类桥梁的跨径提高到 270米；1999年又建成了跨径220米的六景大桥。此后，在湖北、浙江和贵州等省，跨径 在250米左右的钢管混凝土公路、铁路拱桥开始增多。 2000年广东省广州市内建成了一座中国也是世界最大跨径的中承式钢管混凝土拱桥— —丫髻沙大桥，全长1084米，主桥采用三跨连续中承式钢管混凝土系杆拱桥，跨越珠江主 辅航道、丫髻沙岛，主拱的施工采用由两岸地面拼装、垂直提升、水平转动、对接合龙的 新工艺，创下多项全国乃至世界第一：跨径第一，达360米；平转转体每侧重量达13680吨， 是世界同类型第一座万吨转体桥梁；竖转加平转相结合的施工工艺世界领先；两拱对接偏 差仅2毫米。此外，到目前为止，中国已建成跨径在 220米以上的钢管混凝土拱桥10座， 使任何国家都难望其项背。 由于历史的原因，中国的钢拱桥建设一直落后于世界先进水平，国外在20 世纪三十年代 就已经建成了数座跨径500米以上的钢拱桥，中国直到六十年代末才建成了两座跨径180米 左右的钢拱桥，而且在此之后并无建树，这是中国拱桥的遗憾。今天，这个遗憾即将交给 历史，上海卢浦大桥建成之后，不仅将以550米的跨径成为世界第一钢拱桥，而且将要把 主要形式的拱桥跨径纪录一举握在中国人的手中，使中国成为名副其实的“拱桥王国”。
材料力学 之桥梁发展史
刘喜
李佳
黄永亮 胡可杰
柯泳彬 孙浩 姜永尊
桥梁之发展简史
古代历史与现代发展史： 中国桥梁的历史可以上溯到6000年前的氏族公社时代，到了1000多 年前的隋、唐、宋三代，古代桥梁发展到了巅峰时期。在最近的1000年 中，中国的桥梁技术全面落后于世界的脚步，中国第一座现代化桥梁的 出现距今仅100多年历史，而且是由外国人建造的。 历史和现状上看，绝大多数桥梁均架设在水面上，只有阁道桥和现代 城市的行人天桥和行车天桥，是架设于高楼崇阁之间或通衢大道之上 。 从对天生桥的利用到人工造桥，这是一个历史的飞跃过程。从简单 的独木桥到今天的钢铁大桥；从单一的梁桥到浮桥、索桥、拱桥、园林 桥、栈道桥、纤道桥等；建桥的材料从以木料为主，到以石料为主，再 到以钢铁和钢筋混凝土为主，这是一个非常漫长的发展过程。然而，中 国桥梁建筑都取得了惊人的成就。
贵州省瓮安县建成江界河大桥
江界河大桥处于江界河渡 口上游，所处地段当地人称 “震天动”。古书记载，其声 如“过百万定兵车”，“伐三 千之战鼓”，故名“震天动”。 江界河大桥是1992年动工修建， 1995年建成，为世界第一跨度 桁式组合拱桥。全长461米， 宽13.4米，高263米，因其单 孔跨度为330米，居同类桥型 世界之冠。 高峡出平湖：构皮滩电站
云南永平县霁虹桥
云南永平县霁虹桥（图12），跨澜沧江，是中国现存最古、最宽、铁索最多 的铁索桥，桥净跨57.3m，全长113.4m，桥宽约4.1m。桥底有索16根，左右 栏杆索共两根，桥位于通往印度、缅甸的千年古道上。 `
泸定铁索桥
四川泸定铁索桥（图13），跨越大渡河，位于川、藏要道，是铁索桥中现存制 作最精良的一座。桥始建于清·康熙四十四年（公元1705年），次年完成。桥净 跨100m，桥宽2.8m，上铺木板。底索9根，每根索长约128m，两侧各有两根栏 杆索，由四川善于制作铁索桥的天全州修建。两岸石砌桥台，用台身自重 来平 衡铁索的拉力。为首批国家级重点文物保护单位。
赵州桥建于隋开皇末年，至今已有1400年的历史，是隋代杰出工匠李 春和众多石匠共同建造，也是世界历史上第一座单孔敞肩式石拱桥。桥全 长64.40米，宽9.6米，这种敞的设肩计既减少水流阻力，又减轻桥身自重， 桥型空灵美观，构思巧妙，堪称千古独步。桥两边之栏板柱， 无一不是 隋代雕刻之精品。
北京宛平卢沟桥（图5）在北京广安门外30里，跨永定河。桥始建于金·大定二十八 年（公元1188年），完工于金·明昌三年（公元1192年）。桥全长 212.2m,共11孔， 净跨不等，自11.4m至13.45，桥宽9.3m。墩宽自6.5m至7.9m。拱券接近半圆形。 桥墩迎水面有尖端镶有三角铁柱 的分水尖，背水面为削角方形。桥面上石栏杆共 269间，各望柱头上，雕刻有石狮。
中国的预应力混凝土简支梁桥和连续梁桥在八十年代以 后得到广泛采用，成为长桥和大跨径桥梁的主要桥型。浙江 省瑞安飞云江桥最大跨径62米，桥长1722米，是中国当时 最大跨径的预应力混凝土简支梁公路桥。八十年代以来，预 应力混凝土连续梁桥成为中国公路桥梁的重要桥型。1984年 建成的湖北省沙洋汉江桥是首座跨径超过100米的连续梁桥， 跨径100米以上的连续梁桥还有广东省广州大桥、江门外海 桥、惠州东江桥、湖南省常德沅江桥、贵州省思南乌江桥、 天津市永定新河华北桥、湖北省宜城汉江桥、宜昌乐天溪桥、 江苏省南京长江第二大桥北汊桥等，其中南京长江第二大桥 北汊桥的最大跨径达到165米，外海桥的连续长度达到880 米。
重庆万县长江大桥
1997年重庆万县 长江大桥建成。大 桥位于万州区（原 万县市）黄牛孔处， 是上海至成都高速 公路跨越峡江天险 的特大型拱桥。大 桥一跨飞渡长江， 全长 856.12米， 主拱圈为钢管混凝 土劲性骨架箱型混 凝土结构，主跨 420米，桥面宽24 米，为双向四车道， 是世界最大跨径的 混凝土拱桥。
中国古代桥梁不外梁、拱、索、浮等类型
1梁桥
Hale Waihona Puke 2拱桥 3索桥4浮桥古代之梁桥 我过历史上最早记载的梁桥为钜桥，桥建于商代（公元前16~ 前11世纪）。
周武王伐纣，克商都朝歌（今河北省曲周县东北），发钜桥头积粟，以赈济 贫民。自周代以迄秦汗，中国多造石柱、木梁桥。 宋代建造为数众多的石 墩、石梁桥。200多年间，仅泉州一地，见于古籍的桥梁就有110座，其中名 桥10座。
南京长江第二大桥北汊桥
连续刚构、斜腿刚构等新桥型
1981年中国跨径最大的预应力混凝土斜腿刚构桥——浊漳河桥建成，此桥是 邯（郸）长（治）铁路上的一座大型桥梁，位于山西省黎城和潞城交界处，跨越 两岸陡峭的浊漳河，主跨达到82米。 1982年底，另一座更大的钢箱型斜腿刚构桥落成。 这就是位于陕西省安康 水电站铁路专用线上的安康汉江桥，主跨达176米，是当时世界跨径最大的钢斜 腿刚构铁路桥。 1988年在广东省广州市郊建成了中国第一座大跨径连续刚构桥——洛溪大桥。 大桥位于广州市番禺区洛溪渡口，跨珠江后航道，全长1916.04米，为4孔一联 三向预应力混凝土连续刚构桥，最大跨径180米，桥面净宽15米，该桥建设既吸 取了中国修建数十座T形刚构的经验，又研究了国外同类桥梁的成熟技术，最大 跨径180米，在当时已居亚州同类桥型首位。 洛溪大桥为九十年代连续刚构桥的建设奠定了基础，并成就了虎门大桥辅航 道桥跨径纪录。1997年4月建成通车的虎门大桥位于广东省珠江三角洲中部虎门 古炮台，连接广深、广珠两条高速公路，是珠江三角洲高速公路网的重要组成部 分。辅航道桥是主桥的组成部分，桥型为三跨预应力混凝土连续刚构箱型梁，其 主航道桥以888米的跨度在当时居全国悬索桥之首，辅航道桥则更以270米的跨 径一举夺得连续刚构桥当时的世界纪录。 “拱桥王国”的复兴
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如图（1）有362孔，桥长5里（2223m），故又名五里 桥 （现2100m）， 保持了700余年的桥长记录。桥始建于宋，绍兴八年（公元1138年），
2 成于绍兴二十一年（公元1151年），历时13年。又如泉州万安桥，俗 称洛阳桥（图2），共有47孔，建于洛阳江入海口，桥总长约890m，宽 3.7m。桥始建于宋，皇佑五年（公元1053年），完成于宋，嘉裕四年