中国桥梁的世界之最.docx
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中国桥梁的世界之最
中国桥梁的世界之最
一、赵州桥
又名安济桥、大石桥,是位于中国河北省赵县城南五里洨河上的一座石拱桥,设计者是隋代杰出的工匠李春[1],建造于大业六年(610年)。
赵州桥是目前世界上最古老,完好的大跨度单孔敞肩坦弧石拱桥。
1/4弧桥券的圆心角、仰角、5扁平率和弧跨比
赵州桥是单孔敞肩坦弧石拱桥,桥长50.82米,宽9米,南北向横跨洨河之上,桥面分三道,中道行车,左右二道行人。
大桥券上方左右各有两个小空撞券[2]。
大桥圆弧拱跨度37.47米,圆弧拱的半径为27.7米[3],圆弧拱的高度为7.23米,扁平率(拱高/跨度之半)为0.38(高宽比为7.23/37.47=0.19),远低于半圆拱。
实际上赵州桥圆弧段的圆心角只有84°,略小于1/4圆周,基本上是一座1/4圆拱桥(坦弧圆拱桥),桥拱的仰角为42°(近45°)[1]。
1/4圆拱桥的弧长与跨度比为π/(2√2)=1.1,半圆弧拱桥的弧长与跨度比为π/2=1.57,在同等跨度的情况下,1/4弧拱桥的弧长,比半圆弧拱桥的弧长,短少43%。
因此赵州桥桥身所用石料,要比同跨度的半圆拱桥节省40%以上,既减轻桥身的自重和应力,又使桥面坡度比较平坦,便利桥上的交通。
由于赵州桥圆弧拱的跨度大,圆弧拱仍然够高,水上船只来往通过非常方便。
李春能在1300多年前的隋代意识到大跨度拱桥并不是非半圆拱不可,从而建成这种跨度大、扁平率低的单孔1/4圆拱桥梁结构,是建筑史上一个可贵的创造。
赵州桥的桥券,是由4层28道弧形石砌券并排而成,和一些汉代石桥采用的纵连砌券法不同。
每道弧形石砌券,宽约35厘米。
砌弧形石券的长方形石块,长度在70厘米至109厘米不等。
两石块之间由两组腰铁栓牢。
为避免28道并排的弧形石砌券相互分离,李春特意设计每道弧形石砌券在桥的两头略大,逐渐向桥拱中心略微收小。
结果使桥面在两头略宽约9米,桥心略窄约8.5米,相差0.5米。
此种向中心受窄的设计,使得靠外边的弧形石券在重力之下,有向内倾斜的分力,使弧形石券相互靠拢[4]。
四个小桥券分布在桥两端,每端个二。
这种建筑式样,称为敞肩空撞券,也是李春独特的创举,既能节约石料二百多立方米,又能减轻了桥身五分之一的重量,发大水时还可以起到分洪作用,减轻了洪流对桥身的冲击力量。
由于赵州桥在工程设计上的许多优点,所以经历了十次洪水,八场战争和多次地震,依然能保留到现在。
赵州桥是目前世界最古老的现存完好的大跨度单孔敞肩坦弧圆弧拱桥。
欧洲到19世纪中叶才出现类似的敞肩空撞券桥[5]。
赵州桥上个部件的装饰也十分精美,顶部,塑造出想像中的吸水兽,寄托大桥不受水害、长存无疆的良好愿望;栏板和望柱上雕刻着精美的石雕群像,各式蛟龙、兽面、花饰、竹节等,尤以蛟龙最为精美。
蛟龙或盘踞游戏,或登陆入水,变幻多端,神态极为动人。
雕作刀法遒劲有力,艺术风格新颖豪放。
与赵州桥同时期河北井陉县615年建成的楼殿桥,扁平率更低,只有0.32,但跨度小许多,只18米[6]。
河北省还有其他两座1/4弧形拱桥,1130年建成的宋代赵县永通桥,跨度25.9米,扁平率0.23,为扁平率之冠,还有1175年建成的金朝滦县凌空桥,跨度20米,扁平率0.3。
西方直到13世纪,跨度在24米以上的大跨度弧拱桥,扁平率都在0.70-0.83之间,基本上属于半圆拱桥。
例如古罗马前62年的Fabriccius桥,跨度24.8米,扁平率为0.83,与圆心夹角为159°,基本上是一座半圆拱桥。
1187年法国圣贝内泽桥,跨度33.7米,扁平率0.70。
欧洲现存最早的圆弧拱桥建于2世纪的Alconétar多孔桥遗迹[7],扁平率0.5-0.6(高宽比为0.25-0.3),但跨度很小,第一、二拱跨度仅仅为6.72米,7.28米。
扁平的大跨度圆弧拱桥在14世纪初在欧洲始露端倪,例如1306年法国罗拿河上的StEsprit桥,跨度34米,扁平率为0.51,无论跨度或扁平率都不及赵州桥。
要到14世纪中叶开始,大跨度1/4圆拱桥才在欧洲流行[8]。
欧洲到了1345年才出现跨度29.9米,扁平率为0.37的大跨度扁平1/4圆弧拱桥——佛罗伦萨的老桥[9]
年代地点桥跨度(米)扁平率高跨比圆弧半径圆弧角度弧长/跨度
前62年罗马PonsFabricius24.80.830.4212.61591.41
2世纪西班牙Alconétar桥6.720.50.254.21051.16
300年土耳其利米拉桥12.870.16
610年河北省赵县赵州桥37.50.380.1928841.1
615年河北井陉县楼殿桥180.330.171573.71.07
1130年河北赵县永通桥25.90.230.1229.552.21.04
1187年法国圣贝内泽桥33.70.830.4217.11591.41
1345年佛罗伦萨老桥29.90.370.1922.8821.09
古籍中关于永济桥的记述
从唐代到明代,赵州桥屡见于文献,其中最著名的数唐玄宗开元年间中书令张嘉贞所作《赵州桥铭》,对赵州桥有生动的描述:
“赵州交河桥,隋匠李春之迹也。
制造奇特,人不知其所以为。
试观乎用石之妙,楞平砧斫,缄穹隆崇,豁然无楹……又详乎刈插骈,磨砻致密……腰铁栓蹙。
两涯嵌四穴,盖以杀怒水之荡突……”。
明代隆庆丁卯年(1567年)举人张居敬有《重修大石桥记》,记述大石桥(赵州桥)因火灾受损后重修的经过。
赵州桥火灾的起因,是运输薪炭的船家,泊舟桥下,发生火灾,延烧到桥券隙缝,使腰铁剥落,石桥颓危。
从明世宗嘉靖四十二年(1563年)动工,开始维修,到明神宗万历二十五年(1597年)冬竣工,使“胜地飞粱,依然如故”。
民间传说
民间传说赵州桥是鲁班一夜之间修建而成,这座桥为洨河两岸人民提供了便利,人们就用美好的传说来赞扬造桥者。
关于赵州桥最有名的民间文艺作品是河北民歌“小放牛”。
歌中唱道:
“赵州石桥什么人修?
玉石栏杆什么人留?
什么人骑驴桥上走?
什么人推车轧(或碾)了一道沟?
”对唱答案分别是:
鲁班爷、圣人(一说古人)、张果老、柴王爷或柴世宗。
梁思成对赵州桥的调查
1933年冬,梁思成和莫宗江到河北省进行野外考察,当时一首提到应州塔和赵州桥的童谣“沧州狮子应州塔,正定菩萨赵州桥”引起他的注意,当时他们刚刚完成对应州塔的考察,歌谣为他提供了重要的线索[10]。
梁思成果然在河北省赵县重新发现了赵州桥,随即对赵州桥进行详细的考察,绘制《河北赵县赵州桥平、立、剖平面图》,并写成论文发表在营造学社的《汇刊》上。
从此赵州桥便闻名世界。
当时赵州桥的南端还有一座关帝庙木构建筑,现已不存。
评价与荣誉
1961年,赵州桥(大石桥)和赵县的另一座著名的圆弧拱桥永通桥(小石桥)、四川泸定桥同列全国重点文物保护单位,成为中国重点保护的三座古桥。
1962年中国人民邮政发行赵州桥特种纪念邮票[11]。
1991年美国土木工程师学会(AmericanSocietyofCivilEngineers)将赵州桥定为国际土木工程历史古迹[12]。
迄今为止,中国境内有赵州桥和万里长城获选。
1996年中国文物局向联合国教育科学文化组织提交赵州桥申遗报告,提名理由为“赵州桥首创敞肩圆弧拱桥,在世界桥梁建筑史上占据重要的地位”。
现已列入联合国教育科学文化组织世界文化遗产候选名录第95号;赵州桥
国内外学界对赵州桥有很高的评价。
梁思成:
“河北赵县赵州桥……可称为中国工程界一绝”[14]。
李约瑟:
“在西方圆弧拱桥都被看作是伟大的杰作,而中国的杰出工匠李春,约在610年修筑了可与之辉映,甚至技艺更加超群的拱桥”[15]。
桥梁专家福格•迈耶(H.Fugl-Meyer):
“罗马拱桥属于巨大的砖石结构建筑……独特的中国拱桥是一种薄石壳体……中国拱桥建筑,最省材料,是理想的工程作品,满足了技术和工程双方面的要求”[16]。
二、丹昆特大桥
丹阳至昆山特大桥是目前世界上最长的桥梁。
[2]它是京沪高速铁路江苏段一座长达164.851千米的高架桥,东起苏州昆山市,西到镇江丹阳市。
丹昆特大桥位于京沪高速铁路南京南站至上海虹桥站之间。
由于江苏南部处于长江三角洲冲击平原之中,地理特征为低洼软土广布,运河、湖泊水网密集。
同时由于此地区经济发达,土地资源较为紧缺。
因此使用高架桥可以减少沉降,并节约土地,并避免与横穿铁路的行人、车辆可能发生的相撞事故。
[3]这座桥的大致走向与长江平行,在它的南方5到10千米处(苏州段距离较远)。
其中苏州市境内有一段长9千米的部分跨越阳澄湖。
[1]为避免对阳澄湖水质产生破坏,此处建桥采用采用泥浆外运的方法。
[3]
建设
此桥于2008年4月7日灌注第一根桩,2009年5月24日完成桥梁架设,2010年11月6日完成铺轨工作,并于2011年6月30日随京沪高铁投入使用。
丹昆特大桥的建设雇佣了大约10000人,持续长达四年,并耗费了大约85亿美元(约合540亿元人民币)。
[1]截止2012年7月,丹昆特大桥仍然保持着世界最长桥梁的吉尼斯世界纪录。
[2]
三、江关浮桥
又称虎牙浮桥,是东汉时在长江上架设的一座浮桥,也是历史上有记载的人类在长江上建造的第一座桥梁。
这比黄河上的第一座桥晚了576年。
据《后汉书·岑彭传》记载,东汉建武十一年(公元35年),四川割据势力公孙述为阻止汉军入蜀在荆门和虎牙(今宜昌附近)间架设浮桥,阻断江面,但后来被岑彭用火攻摧毁,公孙述兵败被杀,刘秀统一中国。
四、汲水门大桥
英语:
KapShuiMunBridge)是香港一座大桥,属于8号干线青屿干线的一部份,跨越汲水门,将马湾和大屿山青洲仔半岛连接起来。
大桥主跨长430米,连引道全长为820米,车速限制每小时80公里。
汲水门桥及马湾高架道路是直接通往赤鱲角香港国际机场之中两座重要的桥梁。
汲水门大桥于1992年12月21日动工,采用双层设计,合约总值为港币16.43亿。
桥的露天上层为三线双程分隔快速公路,有盖的下层则为两条港铁机场快线和东涌线的路轨,和两条供紧急时(例如台风吹袭时)使用的单线行车道路。
[2]汲水门大桥曾经是全球最长的行车铁路两用斜拉式桥梁,此纪录于2000年被横跨丹麦与瑞典,主跨长490米的厄勒海峡大桥打破。
大桥资料
汲水门大桥离海面高度47米,而桥塔高度则为150米。
重量方面,结构钢重量4,800公吨,混凝土重量则为73,000立方米[3]。
主跨:
430米
总长:
820米
桥塔高度:
150米
净高桥底通航:
47米
设计及建造期:
54个月锚锭
汲水门大桥位于马湾的桥塔
拉索的钢束数目由51条至102条不等
钢束直径为15.7毫米,是由7条镀锌钢丝结合而成
桥身的建造
旁跨及在桥塔附近的主跨是在实地以模板及临时支承建造。
其他主跨部份是由44个预制件所组成。
每个组件重500公吨及长8.7米,是钢及混凝土的混合结构。
钢的部份是在深圳蛇口制造。
混凝土部份是在工地建造。
完成了的组件再由趸船运到桥的位置,用起重机吊起,再连合起来。
五、清水河大桥
位于青海省曲麻莱县,是青藏铁路线上最长的桥梁,全长11.4公里,是世界上最长的高原冻土铁路桥。
清水河大桥位平均海拔4600米以上的可可西里自然保护区,是青藏线上最长的以桥代路的特大桥,修筑此桥的一个主要目的是为野生动物穿越青藏铁路提供通道,被誉为是“环保桥”。
春夏季,成群迁徙的藏羚羊便可以通过此桥。
6、苏通长江公路大桥
简称苏通大桥,吴语:
[sutʰoŋdadʒɔ],位于中国江苏省,该桥跨越长江,连接苏州(常熟)和南通两座城市。
公路总里程32.4公里(含南北端引道),实际跨江的桥梁部份约8200米,其斜张索桥间的跨距达1088米,总投资约64.5亿元。
该桥是世界跨度第二大的
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