建筑材料发展历史、在建筑工程中作用分类_建筑材
土木工程材料的发展历史
土木工程材料的发展历史土木工程材料的发展经历了多个时代，每个时代都有其代表性的材料和特点。
以下是各个时代的主要内容和特点概述。
1.天然材料时代在古代，土木工程中主要使用的是天然材料，如木材、石头、土壤等。
这些材料在当时不仅来源广泛，而且加工和利用方式也相对简单。
例如，木材被用于建造房屋、桥梁等，石头则被用于制作工具、武器等。
虽然这些材料的使用在一定程度上取得了成功，但也存在一些问题，如易腐烂、强度不高、不耐久等。
2.水泥与混凝土时代19世纪初，水泥和混凝土的发明为土木工程带来了革命性的变革。
水泥是一种无机胶凝材料，具有良好的力学性能和耐久性，而混凝土则是由水泥、砂、石等材料混合而成的复合材料，具有较高的强度和耐久性。
这些材料的出现为土木工程提供了更为可靠、耐用的建筑材料，推动了土木工程的发展。
3.钢材与混凝土时代20世纪初，钢材和混凝土的发明和应用进一步推动了土木工程的发展。
钢材具有高强度、良好的塑性和韧性，而且耐腐蚀、耐高温。
而混凝土则被用作承重结构和防护材料，具有高强度、耐久性和防火性能好的特点。
在土木工程中，钢材和混凝土的组合应用使得建筑物和结构物的强度和跨度都有了质的飞跃。
4.高分子材料时代20世纪中叶，高分子材料的出现为土木工程提供了新的选择。
高分子材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、易加工等特点，被广泛应用于建筑结构、防水材料、装饰材料等领域。
例如，塑料、合成橡胶等高分子材料可用于制作防水卷材、保温材料等，同时也为土木工程师提供了更多的设计选择。
5.复合材料时代复合材料的出现进一步丰富了土木工程材料的种类和性能。
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组成的，这些材料通过特殊的工艺手段结合在一起，以获得更好的性能。
例如，钢筋混凝土就是一种典型的复合材料，它结合了钢筋和混凝土两者的优点，具有更高的强度和耐久性。
此外，碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等也相继问世，进一步推动了土木工程的发展。
6.绿色建筑材料时代随着人们对环境保护意识的不断提高，绿色建筑材料逐渐成为了土木工程领域的热点。
建筑模结构及膜材料发展
建筑模结构及膜材料发展摘要一九七零年，日本大阪博览会的美国馆和富士馆全部运用了膜结构建筑，引发了建筑界的瞩目。
在之后的几十年中，建筑膜结构得到了飞速的进展。
大多数的膜结构由钢材与和索组成，其他与膜的膜结构也慢慢朝着功能和智能化。
膜材具备轻巧美观的特点；透光节能，环保，阻燃性能优势；防污自洁性能；安全，生命周期长等特征。
根据相应的优势，建筑崭露头角。
膜结构被叫做是“二十一世纪的建筑”。
他们用于大规模体育场馆，入口廊道，商场，赌场，停车场，展览厅和植物园等。
本文介绍了近年来国内外膜结构材料的发展及其在建筑领域的应用，并对几类主要产品以及不同生产商生产的同类产品进行了性能对比，通过各类产品的优劣性对比，并且从构造和受力特点上分析了膜结构的3种形式，详细介绍了PTFE建筑膜材、PVC类建筑膜材和其他几种特殊的建筑膜材的性能特点。
阐述了新型建筑膜材的发展现状和新产品以及它们在世界范围内的应用实例，并对我国建筑膜材的发展进行展望。
希望我国的膜结构建筑技术能更上一层楼，在膜材料生产技术上能逐渐走上国产化，生产出中国造的“膜材料”关键词建筑；膜；材料；发展1 前言膜结构的历史能够回忆到古代树木制成的帐篷，然后固定在支撑树皮或野兽皮肤上。
现代膜结构被广泛应用于从一九七零年大阪世界博览会建筑上开始，由于膜结构的标志性建筑---美国馆以及富士博物馆引起了全球的注重，从那以后，膜结构获得了飞速进展。
在那个时候，根据专家的估计，从一九七零年到一九九六年，全球上大概有一百五十个大规模的膜结构建筑。
目前，由于建筑膜结构新颖美观，被大量应用到各种大跨度建筑，重量轻，跨度大，抗震性优，施工方便，全面通过自然光。
他们被叫做是“二十一世纪的绿色建筑”。
根据相应的优势，与建筑结构相匹配的建筑膜材也逐渐崭露头角。
其重量轻，强度高，阻燃，防污，自洁，透光性好，安全使用寿命长，是膜结构中的重要材料。
现阶段，膜正在慢慢朝着功能化和智能化进展。
建筑材料种类
2.2.3 混凝土
一、混凝土 简写砼，是当代最主要的土木工程材料之一。混凝
土是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振
捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。
二、发展历史
1824年Aspdin发明了波特兰水 泥（硅酸盐水泥），以水泥作为胶 凝材料的混凝土开始问世
1850年钢筋混凝土问世
1928年预应力混凝土问世
混凝土运输车
2.2.3 混凝土
三、2混.凝2.土3的混种类凝土
1、普通混凝土 (1)普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、细骨
料（砂）和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。 (2)砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收缩；
水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨 料间的空隙。水泥浆体在硬化前起润滑作用，使混凝 土拌合物具有良好工作性能，硬化后将骨料胶结在一 起，形成坚强的整体。
1、型材 主要有角钢、工字钢、槽钢、方钢、吊车轨道、金
属门窗、钢板桩型钢等。
槽钢 工字钢
钢 管
角钢 H型钢
2.2.1 钢材
2、板材 主要指钢结构用钢，建筑结构中主要采用中厚板与
薄板。 3、管材
主要用于桁架、塔等钢结构中。 4、金属制品
土木工程中主要使用的产品有钢丝、钢丝绳以及预 应力钢丝及钢绞线。
人工砂是由岩石轧碎而成，
由于成本高、片状及粉状物多， 一般不用。
黄砂
砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起的 平均粗细程度。通常有粗砂、中砂、细砂之分。
2.1.5 灰
灰是指石灰和石膏。 石灰和石膏是无机胶凝材料。
2.1.6 木材
木材的主要性质：
木材的性质包括物理性质和 力学性质，如含水率、热胀干缩、 密度、强度(抗拉、抗压、抗弯 和抗剪等四种强度)，其中抗拉、 抗压、抗剪强度又有顺纹和横纹 之分。顺纹和横纹强度有很大的 差别。
建筑材料分为哪几类
引言概述：建筑材料是指用于建筑、结构和装饰的材料，它们在建筑过程中起到了至关重要的作用。
根据其不同的特性和用途，建筑材料可以分为多个不同的类别。
本文将着重介绍建筑材料的各个类别及其特点。
正文内容：一、金属材料1.钢材：钢材是建筑中最常见的金属材料，具有高强度、耐腐蚀和可塑性强的特点，常用于建筑结构和支撑系统。
2.铝材：铝材重量轻，耐腐蚀性好，常用于建筑外墙和屋顶等装饰材料，同时也有良好的导热性能，可用于建筑的散热系统。
3.铁材：铁材具有良好的强度和延展性，常用于建筑的框架结构和支撑系统。
二、矿物材料1.水泥：水泥是建筑中常用的主要灰色材料，其固化后具有较高的强度和耐久性，广泛用于混凝土、砂浆和装饰材料中。
2.砖块：砖块是一种常见的建筑材料，具有良好的抗压强度和耐火性能，常用于建筑的墙体和隔板等部位。
3.石材：石材是一种天然材料，具有天然美观和耐久性，广泛建筑的地板、墙面和装饰等部位。
三、混凝土材料1.普通混凝土：普通混凝土是一种由水泥、砂、石料和水按一定比例混合而成的材料，广泛用于建筑的结构和基础等部分。
2.预应力混凝土：预应力混凝土在浇筑后施加预应力，通过预应力作用可以提高混凝土的强度和承载能力，常用于大跨度建筑和特殊结构。
3.高性能混凝土：高性能混凝土具有更高的强度和耐久性，常用于对材料质量和结构性能要求较高的建筑工程。
四、木材及木材制品1.实木：实木具有良好的抗压性能和美观性，常用于建筑的地板、门窗等部位。
2.人造板材：人造板材是由木材纤维或颗粒通过胶粘剂粘合而成，具有稳定的尺寸和较低的成本，广泛应用于建筑的隔墙、天花板等部位。
3.木质复合材料：木质复合材料由木材颗粒和塑料通过高温压制而成，具有优良的强度和耐候性能，常用于户外建筑和装饰。
五、新型建筑材料1.聚合物材料：聚合物材料具有轻质、绝缘和可塑性强的特点，常用于建筑的隔热和隔音材料。
3.玻璃材料：玻璃材料具有透明性、耐候性和隔热性能，常用于建筑的窗户、幕墙等部位。
建筑材料教案完整版
02 建筑材料的基本性质
物理性质
密度
材料的质量与其体积之 比，反映材料的紧实程 度。
孔隙率
材料中孔隙体积与总体 积之比，影响材料的吸 湿性、保温性等。
吸水性
材料在水中吸收水分的 能力，与材料的孔隙率 和孔隙形态有关。
热工性质
包括导热系数、热容量 等，决定材料的保温和 隔热性能。
力学性质
强度
材料抵抗外力破坏的能力，分为抗压、抗拉、 抗剪等强度。
返工处理 对于因施工原因造成的不合格建 筑材料，施工单位应负责返工处 理至合格为止，并承担相应费用。
06 建筑材料的环保与可持续发展
建筑材料对环境的影响
资源消耗
传统建筑材料如水泥、钢 铁和木材等在生产过程中 需要消耗大量自然资源， 对生态环境造成压力。
能源消耗
建筑材料的生产、运输和 施工等环节都需要消耗大 量能源，加剧了能源危机。
木材
01 02
定义
木材是能够次级生长的植物，如乔木和灌木，所形成的木质化组织。这 些植物在初生生长结束后，根茎中的维管形成层开始活动，向外发展出 韧皮部，向内发展出木材。
种类
木材按树种可分为针叶树材和阔叶树材两类。针叶树材如红松、落叶松、 云杉、冷杉等；阔叶树材如杨木、桦木、椴木、樟木等。
03
用途
建筑材料的循环利用与再生
建筑废弃物回收
通过分类回收和处理建筑废弃物， 将其转化为再生资源，减少垃圾
填埋对环境的破坏。
旧建筑材料再利用
对拆除建筑中的旧建筑材料进行 筛选和加工，使其重新用于新建
筑项目中，节约资源和成本。
建筑材料再生技术
利用先进技术对建筑材料进行再 生处理，如废旧混凝土破碎筛分
建 筑 材 料PPT课件
1.2 胶凝材料
图1-8 摊铺沥青路面
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1.3 混凝土和砂浆
1.3.1 混凝土
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1.3 混凝土和砂浆
1.混凝土的分类
4）按抗压强度分类 3）按使用功能和特性 分类 2）按胶凝材料的品种分 类 1）按表观密度分类
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1.3 混凝土和砂浆
2.普通混凝土
1）普通混凝 土的主要优点
2）普通混凝土的 主要缺点
（3）具有一定的调温调湿功能。 （4）耐水性、抗冻性差。 （5）具有较好的防火性。
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1.2.3 水玻璃
1.2 胶凝材料
硅酸钠的生产方法分干法（固相法）和湿法（液相 法）两种。干法生产是将石英砂和纯碱按一定比例混 合后在反射炉中加热到1 400 ℃左右,生成熔融状硅酸 钠；湿法生产是将烧碱水溶液和石英粉在高压釜内共 热直接生成水玻璃,经过滤浓缩得成品水玻璃。
为了改善水泥性能,调节水泥强度等级,常在硅酸盐水泥熟 料中掺入适量的由混合材料及石膏共同磨细制成的水硬性胶凝 材料。掺混合材料的硅酸盐水泥可分为普通硅酸盐水泥、矿渣 硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合 硅酸盐水泥等。
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1.2 胶凝材料
3.其他水泥
膨胀水泥
砌筑水泥
33）
44）
中热水泥、低
（4）硬化 时体积收 缩大。
12
1.2.2 石膏
1.2 胶凝材料
石膏是一种传统的胶凝材料,用作建筑材料具有悠 久的历史。由于建筑石膏及其制品具有质轻、高强、 耐火、隔声、绝热等一系列优良的使用性能,而且生产 工艺简单、使用方便,因此,石膏是一种理想的环保节 能型建筑材料。
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1.2 胶凝材料
（1）凝结硬化快,且体积发生微膨胀。 （2）硬化制品的孔隙率大,保温、吸声性能好。
建筑材料功能分类
建筑材料功能分类建筑材料是构成建筑物的基础，它们具有各种各样的功能，以满足建筑在结构、性能、美观等方面的需求。
根据其不同的功能特点，可以将建筑材料大致分为以下几类。
一、结构材料结构材料主要承担着建筑物的荷载和支撑作用，确保建筑物的稳定性和安全性。
常见的结构材料包括钢材、混凝土、砖石等。
钢材具有高强度、良好的韧性和可焊性，被广泛应用于大型建筑的框架结构、桥梁等。
例如，高层建筑的主体框架通常由钢梁和钢柱组成，能够承受巨大的垂直和水平荷载。
混凝土是由水泥、骨料、水和外加剂等混合而成的人造石材。
它具有抗压强度高、耐久性好等优点，常用于建筑物的基础、柱子、梁、楼板等部位。
预应力混凝土技术的发展，更是大大提高了混凝土结构的性能。
砖石材料，如砖、砌块和石材，在建筑中历史悠久。
砖砌体常用于低层建筑的墙体，而石材则常用于一些具有特殊装饰和结构要求的建筑部位。
二、围护材料围护材料主要用于建筑物的外围护结构，起到保温、隔热、防水、防风等作用，以创造一个舒适的室内环境。
这类材料包括保温材料、防水材料、门窗材料等。
保温材料，如聚苯乙烯泡沫板、岩棉、玻璃棉等，能够减少建筑物内外的热量传递，降低能源消耗。
在寒冷地区，良好的保温材料可以有效提高室内的温度，减少取暖费用；在炎热地区，则可以阻挡外部热量进入室内，降低空调的使用负荷。
防水材料用于建筑物的屋面、地下室、卫生间等部位，防止水分渗透。
常见的防水材料有卷材防水、涂料防水等。
优质的防水材料能够确保建筑物在长期使用过程中不受水的侵蚀，保护建筑结构和内部装修。
门窗材料不仅影响建筑物的采光和通风，还对保温、隔热和隔音性能有着重要影响。
如今，断桥铝门窗、塑钢门窗等新型材料因其良好的性能而受到广泛应用。
三、装饰材料装饰材料主要用于美化建筑物的内部和外部空间，提升建筑的美观度和艺术价值。
常见的装饰材料有涂料、壁纸、陶瓷面砖、石材等。
涂料可以为建筑物的表面提供各种颜色和质感，具有施工方便、成本较低等优点。
木材在建筑和室内装饰行业上的应用
木材木材主要被用于建筑和室内装饰行业，两种不同的行业对木材的要求也不一样，下面就简单的介绍一下木材在两大行业中的应用。
一、木材在室内装饰行业的应用。
木材在装修行业中的被称作板材，主要包括实木板、夹板（胶合板）、装饰面板、细木工板、刨花板、防火板、三聚氰胺板、密度板等八大类。
1、实木板采用完整的木材制成的木材板。
这些板材坚固耐用、纹路自然、是装修中优中之选。
此板造价高，施工工艺要求高，通常使用在地板和门窗。
其他一般所使用的板材都是人造板。
特性特点：1、良好的吸湿性和透气性。
2、坚固耐用，纹路自然。
（1）实木地板的优点a美观自然木材是天然的，其年轮、纹理往往能够构成一幅美丽画面，给人一种回归自然、返朴归真的感觉，无论质感都有独树一帜，广受人们喜爱。
b无污物质木材是最最典型的双绿色产品，本身没有污染源，有的木材有芳香酊，发出有益健康、安神的香气；它的后生是极易被土壤消纳蚀吸收的有机肥料。
c 质轻而强一般木材通常都浮于水面上，除少数例外。
这样，用木材作为建材与金属建材、石材相比便于运输、铺设，据实验结果显示，松木的抗张力为钢铁的3倍、混凝土的25倍、大理的50倍，抗压力为大理石的4倍。
尤其是作为地面材料（木地板）就更能体现出其优点。
d 容易加工木材可以任意锯、刨、削、切乃至于钉，所以在建材方面更能灵活运用，发挥其潜在作用，而金属混凝土、石材等因硬度之故，没有此功能，所以用料时也会造成浪费或出现不切合实际的情况。
e 保温性好木材不易导热，混凝土的导热率非常高。
钢铁的导热率为木材的200倍。
f 调节温度木材可以吸湿和蒸发。
人体在大气中最适的湿度在60%~70%之间，木材的特性的特性可维护湿度在人舒适的湿度在范围内。
g 不易结露由于木材保湿，调湿的性能比金属、石材或混凝土强。
所以当天气湿润，或温度下降时不会产生表面化结成水珠似的出汗现象。
这样，当木材作木地板的时候，不会因为地面滑而造成不必要的麻烦。
h 耐久性强木材的抗震性与耐腐性经科技的处理不次于其他建筑材料，有许多著名的老建筑物经千百年的风吹雨打仍然屹立如初，许多以前的木制船长期浸泡在水里到现在仍然坚固。
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新型建材促进 结构工程发展
古罗马万神殿，素混凝土半球穹顶直径43.5m，重12000吨。 波兰世纪大厅钢筋混凝土肋形拱顶直径65m，重1500吨。 墨西哥一饭店双曲抛物面钢混薄壳屋盖直径32m、厚4cm，重仅100吨。 德国园艺展览厅双曲抛物面玻璃纤维增强水泥屋盖，直径31m、厚1cm，重25吨。 现代的轻钢彩板仅厚1mm，可现场加工成大跨度屋面，重量进一步减轻；而膜建筑厚度仅为0.2mm，用其搭建的新 型膜结构每平方米重量才20Kg。
且拱圈内应力很小，是至今位移和沉陷微小且不坠的重要原因之一； 该桥拱轴线和恒载压力线甚接近，拱圈各横截面只受压力或微小拉力。该二线重合道理，到现
代才认识。
现代主要结构工程材料 钢材、混凝土 钢－混凝土复合、组合 砌体－混凝土－钢材复合
各种桥梁
建筑材料的可持续发展 Sustainable Development of Construction materials
杨裕球(林同炎公司副总裁）
工程师是做什么的？
科学讲分析，它设法去了解 自然是什么； 工程要综合，它努力去创造可能的东西。 Wm. A.Wulf（美国工程院院长）
工程： 在约束条件下设计 Engineering: Design under Constraint
工程是创造，是设计可能的东西，但它受到自然、造价、安全的考虑，可靠性、环 境的影响，可制造性、可维护性以及许多其他的“……性”的限制。
分析材料的尺度
分子尺度（对象：分子、原子）：决定物质的化学性质 10－7 ～ 10－3mm (C-S-H水化物、氢氧化钙结晶 ) 材料结构尺度（对象：相和界面）：决定材料的物理性质 5×10－3mm (木材细胞壁) ～240mm(砖块) 工程尺度 （对象：材料）：决定材料的工程性质 10－3mm (金属) ～100mm（混凝土）～1000mm（砌体结构））
0.3 建筑材料的结构—性能 —组成
组成
性能
结构
材料的结构—性能—组成关系
材料科学的主要任务
结构材料 围护材料 隔热材料
建筑材料的种类 • 按功能分类
防水材料 吸音与隔声材料 装饰材料
• 按组成分类：
对结构材料的性能要求
强度——力学性能 变形性能 耐久性能 其他性能（快速交付使用；经济性）
湖南某大桥
施工是运用建筑材料实现设计意图的中间环节，也 是建筑材料生产的最终环节。
因此，施工既是结构设计得到充分体现的必要ห้องสมุดไป่ตู้证； 也是建筑材料性能能够正常发挥的重要保证。
注重创新，提高综合能力
作为一位结构工程师，无论是从事设计、施工还是科研，都必须要注意创新，今后世界的竞争是很激 烈的，要努力处于领先地位。
建筑材料生产消耗大量自然资源、能源，并产生废气、废渣，对环境构成污染。如冶炼1吨钢耗煤 1.66吨、水48.6m3 ； 生产1吨水泥耗煤178kg，排放约1吨CO2。
全世界目前每年生产25亿多吨水泥（我国占其中52%）；排放的CO2，约占全世界总排放量的7 ％。
建筑材料的可持续发展 Sustainable Development of Construction materials
同时，建筑材料生产又可以消纳与利用许多工、农业废料，包括有毒或放射性的 废料。如电厂的粉煤灰；冶炼铁、铝、铜排放的矿渣以及许多农产品的秸杆、谷壳等。
可持续发展
实现可持续发展建筑有两种观点： 一是强调材料使用过程的无害性； 二是强调能耗，即节能。
前者往往指责后者在降低生产、制造过程中 能耗的同时，却提高了合体能耗。
美国工程院院长 Wm. A.Wulf
规范和标准是在总结前人大量实践的基础上制订的，需要尊重，但是并不等于照抄、照搬。 伴随着工程实践的创新和发展，规范和标准也需要不断更新、不断完善。从这个角度来说，与设 计、施工相结合的科研工作，目的就在于将规范和标准不断地推进，反过来促进工程实践与理论 的发展，这也是培养高层次的结构工程师和设计人才的需要。
材料的进步促进结构与施工的进步
高强结构材料——高耸大跨结构 高效减水剂——泵送混凝土施工
“鸟巢”的设计理念是先进的，但目前可供使用的材料不能满足要求，只能放弃部分功能。
新型结构工程材料
纤维增强材料 轻钢彩板 建筑膜 建筑玻璃与金属结构
结构设计与材料性能的关系 熟悉建筑材料的基本知识、掌握各种新材料的特性，是进行结构设计必要的基本条件，否 则会影响结构物的外观、使用功能或耐用性。反之，从事材料研究的人们可能由于对结构、对 工程环境不够了解，也会事倍功半，甚至产生相反的结果。
0.1 建筑材料—人类—环境关系 0.2 建筑材料—工程结构关系 0.3 建筑材料的组成—结构—性能关系 0.4 建筑材料课程的特点与学习内容
0.1 建筑材料—人类—环境的关系
建筑材料—人类—环境
建筑材料是人类建造活动所用一切材料的总称。人类社会的基 本活动——衣、食、住、行，无一不直接或间接地和建筑材料密切相 关。
建筑材料 Construction Materials
Construction Materials
& Building Materials
问题
1.你们知道哪些建筑材料？ 2.最古老的建筑材料都有哪些？ 3.今天用量最大、用途最广的是什么建筑材料？ 4.建筑材料与结构工程材料的异同点在哪里？
绪论
这种分歧的根源在于绿色建材是一个系统工程的概念，不能只看成是生产或使用过程中的某个环节。
评价绿色建材与环境协调能力的方法一般都用生命周期评价方法（Life Cycle Assessment）。 该方法是对建筑材料整个生命周期里的环境污染、能源和资源消耗与资源影响大小进行评价，包括规划 设计、建造、建造物日常维护使用以及破坏拆除所损耗的运输能源等。
万里长城
总长度大约有10万里以上！ 所用建筑材料：
土、石、木料、砖、石灰 关外有关、城外有城，其材料运输量之浩大、工程之艰巨世所罕见。体现出我国古代 建筑工程的高度成就，表现出我国古代劳动人民的聪明才智。
都江堰
河北赵州石桥
建于1300多年前（桥长约51m，净跨37m） 建造该桥的石材为青白色石灰岩 比意大利人建石拱桥晚400多年,但在主拱肋与桥面间设计“敞肩拱” ，比外国早了1200多年 敞肩拱不仅减轻自重、节省材料、减轻桥基负担，使桥台轻巧，且位移很小，地基下沉甚微，