王勇周 張九俊
摘 要:橋梁是交通運輸線路的重要組成部分。中國古代橋梁的輝煌成就舉世矚目,曾在東西方橋梁發展史中占有崇高的地位,為世人所公認。隨著社會的不斷發展,人口基數不斷增加,交通壓力逐漸加大,橋梁正處于高速發展的黃金階段,相信在當下和未來的世界交通上橋梁仍會起到主導作用。
關鍵詞:古代橋梁;現代橋梁;橋梁結構;橋梁類型
中圖分類號:U44 文獻標識碼:A 文章編號:2095-6835(2014)03-0109-02
橋梁一直以來都是交通線路的重要組成部分,它發揮著骨干的作用,對跨越特殊地形,促進土地開發、利用,帶動地域發展有明顯的優勢。我國幅員遼闊,山多河多,千百年來,橋梁作為可跨越山河的交通線路的一部分,早已成為人們社會生活中不可缺少的組成部分。
1 橋梁的形式
橋梁作為交通線路的重要組成部分,從古到今,其技術發展從未停滯。中國作為四大文明古國,在橋梁建設方面也取得了舉世矚目的輝煌成就,一度成為橋梁發展的開拓者和先鋒軍。在漫長的歲月里,在我國人民不斷的探索中,我國創造了各式的橋梁。近代以來,隨著科學技術的高速發展,橋梁逐漸成為一門專業學科,技術不斷發展,形式復雜多樣,其內涵和引伸義也更加得豐富?,F代化橋梁的高速發展追究其根源,都是總結前人積累下的豐富技術成果而來的,橋梁形式依然是板橋、梁橋、浮橋、拱橋和索橋這幾類。
1.1 橋梁的結構
橋梁的基本組成部分是上部結構、下部結構、支座和附屬結構。
1.1.1 上部結構(橋跨結構)
線上主要是指橋梁中的梁。作為跨越障礙物的主要承載結構,可以進行多種分類:
從功能上分:結構梁,比如基礎地梁、框架梁等,它與柱、承重墻等豎向構件共同構成空間結構體系;有構造梁,比如圈梁、過梁、連續梁等,它起到抗裂、抗震、穩定等構造性作用。
按照結構工程屬性可分為:框架梁、剪力墻支承的框架梁、內框架梁、砌體墻梁、砌體過梁、剪力墻連梁、剪力墻暗梁和剪力墻邊框梁。
從施工工藝方面分:現澆梁、預制梁等。從材料上分,工程中常用的有型鋼梁、鋼筋混凝土梁、木梁和鋼包砼梁等。
1.1.2 下部結構
線下主要包括基礎、承臺和橋墩。橋梁的基礎作用是承受上部結構和下部結構傳來的全部荷載,并把它們的荷載傳遞給地基。由于地質條件不同,基礎也有很多種,我們常見的基礎類型有明挖基礎、樁基礎、沉井基礎、沉箱基礎和管柱基礎。橋墩和承臺是橋梁結構的主要支撐物,它們承受上部結構傳來的全部荷載,并將恒載和車輛等活載傳至基礎的建筑物。橋墩分為實體墩、柱式墩和排架墩等。承臺分為高樁承臺和低樁承臺。
1.1.3 支座
支座是指在橋墩上用于支承上部結構的重量,并使其固定于一定位置的支承部件。它還要承受操作時的振動與地震載荷。常見的支座類型有球形鋼支座、板式橡膠支座等。
1.1.4 附屬結構
橋梁的基本附屬結構主要包括橋面系、錐形護坡。此外,根據需要還要修筑護岸、導流結構物等附屬工程。在路堤與橋臺銜接處,在橋臺兩側設置石砌的錐形護坡,以保證迎水部分路堤邊坡的穩定。
1.2 橋梁的類型
橋梁種類眾多,具體分類如下:
按用途分:鐵路橋、公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、運水橋(渡槽)和其他專用橋梁(比如通過管道、電纜等)。
按跨越障礙分:跨河橋、跨谷橋、跨線橋(又稱立交橋)、高架橋和棧橋等。
按采用材料分:木橋、鋼橋、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋、圬土橋(包括磚橋、石橋、混凝土橋)等。
按橋面在橋跨結構的不同位置分:上承式橋、下承式橋和中承式橋。上承式橋的橋面布置在橋跨結構的頂面,橋垮結構的寬度可以較小,構造簡單,橋上視線不受阻擋;下承式橋的橋面布置在橋跨結構的下都,其建筑高度(自軌底至梁底的尺寸)較小,增加了橋下凈空,但橋跨結構較寬,構造比較復雜;中承式橋的橋面置于橋跨結構的中部,主要用于拱式橋跨結構。
按橋長分:橋長不超過20 m的為小橋,大于20 m小于100 m的為中橋,大于100 m小于500 m的為大橋,超過500 m以上的為特大橋。
按受力特點分:梁式橋、拱式橋、懸索橋、斜拉橋、剛構橋和組合體系橋。
2 橋梁發展史
2.1 我國古代橋梁
中國是橋的故鄉,自古就有“橋之國度”之稱,據史料記載,我國的橋梁發展史已有三千余年。中國的橋梁遍布在神州大地,編織成四通八達的交通網絡,連接著四面八方。中國古代橋梁直到現在仍有保留下來的,其結構、形式幾乎包含了所有近代橋梁的結構、形式,較高的建筑質量令人嘆為觀止。
古代橋梁的存在不僅成為了我們了解歷史的重要參考,更發展成了一種豐富的旅游資源。我國享譽世界的主要古代橋梁有趙州橋、盧溝橋、廣濟橋、玉帶橋、十字橋、風雨橋、鐵索橋和五音橋等, 這些古代名橋的存在進一步印證了中國“橋之國度”這一稱謂。
2.2 現代橋梁
18世紀初期,隨著英國工業革命的發展和科學技術的不斷提升,第一臺蒸汽動力火車應運而生。于是很快鐵路便在世界各地通行起來,且成為了世界交通的領導者。橋梁作為鐵路運輸線路上的重要組成部分,借助鐵路的高速發展,橋梁也進入了高速發展的黃金時期。
第二次世界大戰后,橋梁被大量破壞,造橋鋼材短缺,人們不得不利用積累的經驗推廣新型橋——斜張橋、預應力混凝土橋等。
交通網路的不斷發展使我國線路交叉出現的頻次不斷增
加,為了不影響既有線路的正常使用,轉體斜拉橋出現在了我們的視野中。
近年來,我國在橋梁方面屢創佳績,建造了一座又一座世界矚目的橋梁,比如東海大橋工程、高鐵跨高鐵的滬昆客專轉體斜拉橋和杭州灣三座大橋。這些橋梁的修建不僅體現出了我國橋梁技術的成熟,也體現了我國勞動人民不斷探索、創新的民族精神。
2.3 展望未來
科學技術是促進社會發展的重要促進劑。隨著科學技術的不斷創新,大跨、輕質橋梁、美觀、環保等要求會成為未來橋梁工程的主要研究方向。
21世紀,高強度鋼、玻璃鋼、鋁合金、碳纖維等太空輕質材料的大量運用,使橋梁建筑的主要材料不斷更新,橋梁結構、形式也將呈現出多樣化的發展格局。隨著橋梁專業的不斷發展,各種橋梁專業人才不斷涌現,可利用的資源不斷增加,為橋梁結構的設計創造了條件,使采用輕質的梁型變為可能??萍歼M步可以使設計人員打破常規,采取特殊的結構措施,用盡量少的錢造出輕質、美觀而實用的橋梁。
未來橋梁的發展將向著跨海、跨國、輕質、多用途和環保的方向發展。中國橋梁界專家曾預言:21世紀,世界橋梁將成為新型、大跨、輕質、靈敏和美觀的國際橋梁。21世紀世界橋梁跨度有多長?隨著橋梁工程的不斷發展和人類建橋技術的提高,新型材料的應用使橋梁跨度已步入了登峰造極的階段。
交通運輸線路日益增加,錯綜復雜的交通網將成為城市中一道獨特的風景線。21世紀,人們對生態環境的重視程度越來越高,城市的旅游業將逐漸成為城市發展的新興產業,橋梁建造也將實用功能與藝術構思融為一體,充分考慮周邊環境保護,使一座座橋梁成為城市中新的旅游點。未來的橋梁,將成為代表社會進步和高度文明的標志性建筑。
3 結束語
俗語有云:“要想富,先修路?!苯煌ㄟ\輸已成為了保證社會發展持續性的重要因素之一。在交通線路中,橋梁作為連接線路跨越障礙物的重要組成部分,未來其發展趨勢定會不斷提升。加快橋梁的改進和創新也將成為國際社會重要的研討課題,因為橋梁不但可以方便我們出行,更可以促進社會高速發展。
參考文獻
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[2]陳學軍.土木工程概論[M].北京:機械工業出版社,2006.
〔編輯:白潔〕