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桥梁工程发展史

姓名：董楠
学号：150298
班级：测控151班
学院：机械工程学院

摘要：
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。随着时代的发展，中国桥梁发生了翻天覆地的变化，从形状、结构、功能上 都越来越贴近人们对桥梁的需求。随着新世纪科技的不断进步和发展，新型桥梁将会更加为人类社会的交通发展做出卓越贡献的。
关键词：古代桥梁、现代桥梁、桥梁发展前景
正文：
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。 下面我们来细数一下中国桥梁工程的发展：　
（一）在有铁路（1876年）之前
①木桥。桥梁最早文献记载见于公元前13世纪，但均不详细。《水经注》记有春秋时晋国公平年间曾在汾水上建木梁木柱桥。秦代建都咸阳,西汉建都长安，那时所修建的渭河桥、灞河桥等，在《水经注》、《三辅黄图》中都有确凿记载。这些桥屡毁屡建，多采用木梁木柱或木梁石柱桥式，当桥的跨度大于木材长度时，曾使用悬臂梁式桥及拱桥。按南北朝宋代《沙州记》记载,在安西到吐鲁番之间,羌人曾修建单跨悬臂梁桥，称为“河厉”。
在拱式木桥中，宋代虹桥构造奇特。据《渑水燕谈录》等书，知其始建于宋明道中。在宋代名画《清明上河图》上绘有宋代汴京的虹桥。其承重结构实际由两套多铰木拱各若干片相间排列，配以横木，以篾索扎成。
②石桥。在河南新野安乐寨村1957年出土的东汉画像砖,刻有石拱桥图形，桥上有车马,桥下有两叶扁舟,证明当时已经修造跨河石拱桥。隋开皇十五年至大业元年,建成净跨37.02米、历1300多年而无恙的赵州桥。金明昌三年建成位于今北京西南的卢沟桥，共11孔，跨度11.4～13.5米，桥栏上配有栩栩如生的大小石狮485个;13世纪来华的意大利人马可·波罗，在游记中誉为世所罕见。北京颐和园内的十七孔桥建于清乾隆年间；玉带桥建于乾隆十五年。这两座桥都以同环境协调，使湖山增辉见称。在长江以南，从唐代以来曾修建不少以弧形板石及横向长条锁石结成拱圈的石拱桥，以及巨形石梁桥。弧板石拱桥自重较轻，对地基承压强度要求较低，能在软土地基上采用。福建长汀水东桥、江苏苏州宝带桥和浙江杭州拱宸桥都是板石拱桥。
③索桥。溜筒桥是一种比较原始的索桥，它是以木筒套在悬索上，从筒垂下两股皮绳及一横木；人骑横木，以手用力攀索，使筒沿缆索移动，人就能跟着过去。灌县竹索桥,为宋太宗淳化元年所始建，清嘉庆八年仿旧制重建名安澜桥，桥长340米,分为8孔,最大跨度61米。大渡河铁索桥建于清康熙四十五年,净跨100米。此桥现作为革命文物保存。
（二）自有铁路到中华人民共和国成立之（1876~1948年） 　
1876年英商在上海私修淞沪铁路，是在中国有铁路和铁路桥的开端。清朝末期修建的较大的铁路钢桥可以京广铁路和津浦铁路两座黄河桥为例。前者位于郑州以北，1905年建成，原桥总长3000米有零；后者位于济南洛口，1912年建成,跨度91.5米，桥宽9.4米，净空可容双线，但承载能力不足,始终只能按单线行车。公路桥可以1909年建成的兰州黄河桥为例，该桥包括5孔跨度各45.9米的简支桁架梁。
中华民国时期，1933年，在浦口—南京间的长江上建成铁路轮渡，沟通了以长江为界的南北铁路。1937年9月,杭州钱塘江桥的主体建成，并将铁路部分接通；10月，公路部分接通。同年7月抗日战争开始；8月，日本军侵犯上海；12月攻占南京、杭州等地。中国为了持久抗日的需要，经用上述轮渡及钱塘江桥将华北、华东的大量物资抢运到华中、华南等地。在1941年,中国的抗日战争处于艰难时期,湘桂铁路通车到柳州之东，黔桂铁路亟待从柳州向西修建，在水泥和钢材短缺的情况下,曾用旧钢轨修建排架和塔架,还将跨度原为10～13米的旧钢板梁制成跨度为30米的双柱式桁架梁的上弦，桁架下弦及竖杆均以旧钢轨改制,建成了一座长达582米而构造特殊的柳江铁路桥。
（三）中华人民共和国成立以后 　
在国民经济恢复时期和第一个五年计划期间，迅速修复并加固了许多旧桥，也新建成不少重要大桥，其中包括跨越长江的武汉长江桥，它使中国的南北铁路网连接起来。1958年后，大跨公路桥也逐步提上日程,新技术得到推广。至今在长江上,除修建了四川白沙坨铁路桥外，又修建了两座公铁两用桥和两座公路桥。在黄河上，铁路桥增至14座，公路桥增至16座，另有公铁两用桥一座。
①钢桥。现以桁架梁桥为主。铁路桥跨度不大于80米者，一般按桥梁标准设计建造。跨度不大于 160米者，一般用全悬臂法架设；跨度为176米和192米者，则采用悬臂拼装并在跨中合龙的方法架设。60年代以来，栓焊结构采用颇多。例如，成昆铁路跨度112米的拱、梁组合体系桥,陕西安康跨度为176米的汉江斜腿刚架铁路桥,京山铁路跨度为3×144米的永定新河连续桁架梁桥等。
②混凝土桥。钢筋混凝土简支梁在小跨度桥中使用较早，预应力混凝土简支梁的应用是从1956年开始。1965年建成的河南汤阴五陵卫河窄轨铁路桥和江苏盐河公路桥，都是T形刚构预应力混凝土桥,且都采用悬臂拼装法施工。当前我国较大跨度的钢筋和预应力混凝土桥有：四川重庆长江公路桥，湖北沙洋汉江桥，山东济南黄河斜张桥，广西来宾红水河桥。双曲拱桥在1964年开始建于江苏无锡，其第一孔的跨度为9米，这种桥节省钢材，并不必使用大型起吊设备,因而迅速得到推广,其最大跨度曾达150米。
③石拱桥。公路石拱桥跨度记录为 116米;铁路石拱桥跨度记录为54米。
中国桥梁界专家们曾预言：21世纪世界桥梁将实现新型、大跨、轻质、灵敏和美观的国际桥梁发展新目标。
21世纪，随着高强度钢、玻璃钢、铝合金、碳纤维等太空轻质材料的大量启用，桥梁建筑的主要材料将不断更新，桥梁结构的形式将呈现出多样化发展格局。
目前，计算机技术的发展为桥梁结构的优化设计创造了条件，使桥梁设计人员可以对即将兴建的桥梁进行仿真分析，使不同材料的性能发挥到极致；结构动力学理论的发展与完善使设计者采用非常轻质的梁型时，不致出现像著名的塔可马吊桥那样有被风吹塌的危险；依靠科技进步可使设计人员打破常规，采取特殊的结构措施，用最少的钱造出轻质、美观而实用的桥梁来。
据有关桥梁专家介绍，21世纪的桥梁主材将采用高强度、高韧性钢材和抑振合金材料。
20世纪90年代以来，桥梁界设计与建造桥梁时将实用功能与艺术构思融为一体，充分考虑周边环境保护，使一座座桥梁成为城市中新的旅游风景线。如连接京九铁路、贯通湖北黄梅和江西九江的九江长江大桥，是我国目前规模最大的柔性拱刚性梁连续栓焊钢桁梁特大桥，远看像一条游龙腾跃飞九霄，与周边庐山峻岭秀峰、甘棠白水碧湖、鄱阳湖潮浔阳楼阁等名山锦绣相得益彰。
21世纪建成的新型大桥将“头脑”灵活，“感觉”敏捷，计算机系统和传感器系统将可以感知风力、气温状况，同时可随时得到并反映出大桥的承载情况、交通状况，桥面还将设有路径传感器，客车无人驾驶时不会偏离车道并能顺利通过大桥。自动收费装置将阻截“逃票”车辆，交费足额才可放行。桥体内的传感器可测出大桥各部位的危险及潜在故障，并及时发出警报。21世纪的世界，将成为造福人类，代表社会进步与高度文明的标志性建筑。