建筑历史发展与建筑技术发展的关系-桥梁技术的发展历程

1、PAGE PAGE ii土木工程概论课程论文建筑历史发展与建筑技术发展的关系 桥梁技术的发展历程班级： 姓名： 学号： 得分： 2013年12月目录 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc375861657 一中国桥梁工程的发展 PAGEREF _Toc375861657 h 1 HYPERLINK l _Toc375861658 （一）铁路出现之前 PAGEREF _Toc375861658 h 1 HYPERLINK l _Toc375861659 1木桥 PAGEREF _Toc375861659 h 1 HYPERLINK l _Toc375861660 2石桥

2、PAGEREF _Toc375861660 h 1 HYPERLINK l _Toc375861661 3索桥 PAGEREF _Toc375861661 h 2 HYPERLINK l _Toc375861662 （二）铁路出现到中国成立之间 PAGEREF _Toc375861662 h 2 HYPERLINK l _Toc375861663 （三）中华民国时期 PAGEREF _Toc375861663 h 3 HYPERLINK l _Toc375861664 （四）中国成立以后 PAGEREF _Toc375861664 h 3 HYPERLINK l _Toc375861665 1

3、钢桥 PAGEREF _Toc375861665 h 3 HYPERLINK l _Toc375861666 2混凝土桥 PAGEREF _Toc375861666 h 3 HYPERLINK l _Toc375861667 3石拱桥 PAGEREF _Toc375861667 h 4 HYPERLINK l _Toc375861668 二国外桥梁工程的发展 PAGEREF _Toc375861668 h 4 HYPERLINK l _Toc375861669 （一）铁路出现之前 PAGEREF _Toc375861669 h 4 HYPERLINK l _Toc375861670 1木桥 P

4、AGEREF _Toc375861670 h 4 HYPERLINK l _Toc375861671 2石桥 PAGEREF _Toc375861671 h 4 HYPERLINK l _Toc375861672 3铸铁拱桥 PAGEREF _Toc375861672 h 5 HYPERLINK l _Toc375861673 4锻铁链杆悬索桥 PAGEREF _Toc375861673 h 5 HYPERLINK l _Toc375861674 （二）19世纪20年代至19世纪末 PAGEREF _Toc375861674 h 5 HYPERLINK l _Toc375861675 1锻铁桥

5、 PAGEREF _Toc375861675 h 5 HYPERLINK l _Toc375861676 2钢桥 PAGEREF _Toc375861676 h 5 HYPERLINK l _Toc375861677 （三）20世纪初至中叶 PAGEREF _Toc375861677 h 6 HYPERLINK l _Toc375861678 1钢桥 PAGEREF _Toc375861678 h 6 HYPERLINK l _Toc375861679 2钢筋混凝土桥 PAGEREF _Toc375861679 h 6 HYPERLINK l _Toc375861680 （四）20世纪中叶至今

6、 PAGEREF _Toc375861680 h 6 HYPERLINK l _Toc375861681 1钢桥 PAGEREF _Toc375861681 h 7 HYPERLINK l _Toc375861682 2预应力混凝土桥 PAGEREF _Toc375861682 h 7 HYPERLINK l _Toc375861683 三未来世界桥梁的发展 PAGEREF _Toc375861683 h 7 HYPERLINK l _Toc375861684 （一）桥梁结构形式多彩多姿 PAGEREF _Toc375861684 h 7 HYPERLINK l _Toc375861685 （

7、二）新型材料擎起大跨、轻质桥梁 PAGEREF _Toc375861685 h 8 HYPERLINK l _Toc375861686 （三）桥灵路畅与环保相得益彰 PAGEREF _Toc375861686 h 9 HYPERLINK l _Toc375861687 四结束语 PAGEREF _Toc375861687 h 10摘要：从桥梁最初的开始到发展，以及桥梁工程的逐步完善，本文从技术的成熟，材料的变化等各方面对桥梁进行了系统的介绍。同时也对21世纪桥梁工程的发展进行了预测。关键字：桥梁工程 技术 发展引言：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，就对桥梁在载重、

8、跨度等方面提出新的要求，这便推动了桥梁工程技术的发展。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，所以创造了多种多样形式的桥。中国桥梁工程的发展铁路出现之前 桥梁最早文献记载见于公元前13世纪，但记载均不详细。木桥 在拱式木桥中，宋代虹桥构造奇特。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。其中一套多铰木拱拱骨包括长木3根,作梯形布置；另套木拱拱骨包括长木2根，短木2根，作尖拱状布置。各木以端头彼此抵紧，形成铰接；一套拱骨的铰，恰好是在另一套拱骨长木中点之上；用蔑索将两套木拱夹着横木

9、扎紧，于是，两套木拱就形成了稳定的超静定结构。北宋之后，这一桥式传至浙江和福建等地。其中浙江云和梅漴木拱桥，跨度为33.4米，至今仍保持原貌；其两套木拱的布置和宋代虹桥稍有不同，宋代虹桥的横木是搁在两套木拱之间，而梅漴桥横木是置在每套木拱的铰接点处的。石桥 石桥之中的代表作当属在隋开皇十五年开始建造的赵州桥,净跨37.02米、历经1300多年而完好无损。而位于今北京西南的卢沟桥，共11孔，跨度11.413.5米，桥栏上配有栩栩如生的大小石狮485个。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。前者的拱洞随桥面缓和的上下坡从桥中向两端逐渐收小；后者则以两端有反弯曲线的玉石穹背高出

10、绿丛。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。拱圈内的板石和锁石在榫槽相接处能发生小量相对转动以适应基础沉降和温度变化；此外，拱上夯实的灰土能在拱圈变形时发生被动压力，提高拱的承载能力。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。福建泉州万安桥也称洛阳桥，是石梁桥,现长834米，47孔，开始建桥时先顺着桥的纵轴抛投大量块石，在水面下形成一条长堤,在石块上放养牡蛎，待蛎壳和块石相胶结,它就耐得住风浪。在这水下长堤上,用大条石纵横叠置(不用灰浆），形成桥墩，再架设石梁。

11、福建漳州跨越柳营江的虎渡桥，所用的巨型条石尺寸达1.71.923.7米,重量将近200吨。虽有几孔遭到破坏，并在其上方增建钢筋混凝土梁桥，但桥下尚存有原条石。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。大渡河铁索桥,净跨100米。现已作为革命文物保存。 铁路出现到中国成立之间清朝末期修建的较大的铁路钢桥有京广铁路和津浦铁路两座黄河桥。前者位于郑州以北，1905年建成，原桥总长3000米有零，共102孔,包括跨度31.5米的下承桁架梁50孔和跨度21.5米的上承桁架梁52孔。后者位于济南洛口，1912年

12、建成,包括简支桁架梁和悬臂桁架梁，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1937年9月,杭州 HYPERLINK /wiki/%E9%92%B1%E5%A1%98%E6%B1%9F%E6%A1%A5 o 钱塘江桥 钱塘江桥的主体建成，在从柳州向西修建过程中，水泥和钢材短缺,便使用旧钢轨修建排架和塔架,还将跨度原为1013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。 中国成立以后中国成立以后新建

13、了跨越长江的 HYPERLINK /wiki/%E6%AD%A6%E6%B1%89%E9%95%BF%E6%B1%9F%E6%A1%A5 o 武汉长江桥 武汉长江桥，它使中国的南北铁路网连接起来。而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 HYPERLINK /wiki/%E5%8D%97%E4%BA%AC%E9%95%BF%E6%B1%9F%E6%A1%A5 o 南京长江桥 南京长江桥和枝城长江桥两座公铁两用桥和四川重庆和泸州预应力混凝土桥两座公路桥。在黄河上，铁路桥增至14座，公路桥增至16座，还有甘肃靖远的一座公铁两用桥。

14、钢桥 现以桁架梁桥为主。铁路桥跨度不大于80米者，一般按 HYPERLINK /wiki/%E6%A1%A5%E6%A2%81%E6%A0%87%E5%87%86%E8%AE%BE%E8%AE%A1 o 桥梁标准设计 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，成昆铁路的拱、梁组合体系桥,陕西安康的汉江斜腿刚架铁路桥,京山铁路的永定新河连续桁架梁桥等。 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。河南汤阴五陵卫河窄轨铁路桥和江

15、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，湖南常德沅江桥，山东 HYPERLINK /wiki/%E6%B5%8E%E5%8D%97%E9%BB%84%E6%B2%B3%E6%96%9C%E5%BC%A0%E6%A1%A5 o 济南黄河斜张桥 济南黄河斜张桥,广西 HYPERLINK /wiki/%E6%9D%A5%E5%AE%BE%E7%BA%A2%E6%B0%B4%E6%B2%B3%E6%A1%A5 o 来宾红水河桥 来宾红水河桥等。石拱桥 公路石拱桥跨度记录为四川丰都九溪沟桥，长达116

16、米，铁路石拱桥跨度记录为54米的成昆铁路一线天桥。 国外桥梁工程的发展铁路出现之前木桥 在瑞士卢塞恩至今保存着两座中世纪式样的木桥：一是1333年始建的教堂桥,一是1408年始建的托滕坦茨桥，这两座桥都有桥屋，顶棚有绘画。在17561766年，瑞士建成跨度为5273米的三座大木桥，两座是亦拱亦桁，另一座用木拱承重，位于韦廷根，跨度61米。 在亚洲，木拱桥出现更早，日本岩国市至今保存的5孔锦带木拱桥，跨度为27.5米，始建于1673年,其图样来自中国。18世纪末至19世纪初的三、四十年间，美国盛行建有屋盖的大木桥，1815年在宾夕法尼亚州建成的跨越萨斯奎汉纳河的麦考尔渡口桥，跨度达到了110米。

17、 石桥 古罗马时代的石拱桥，拱圈呈半圆形，拱石经过细凿,砌缝不用砂浆。由于不能修建深水基础,桥墩宽度对拱的跨度之比大多为1/3至1/2，阻水面积过大，因此所修建的跨河桥多已冲毁。西班牙境内有一座 6孔石拱桥,名阿尔坎塔拉桥，桥墩建在岩石上，至今完好。 在法国阿维尼翁，有一座跨越罗讷河的20孔石拱桥，跨度30米左右,曾驰名一时；但屡遭战火及冰排破坏,现今只留有靠岸的 4孔和上面的小教堂。英国的跨越泰晤士河的伦敦老桥,其 HYPERLINK /wiki/%E6%A1%A5%E5%A2%A9 o 桥墩 桥墩阻水面积很大,在潮汐涨落时,桥下流速很高，河床受到冲刷,桥身很早就明显下沉。法国卡奥尔建成瓦朗

18、特尔桥,为6孔跨度16.5米,上有设防严密且高耸的箭楼3座，至今屹立无损。 在18世纪，欧洲石拱桥达到最高水平。这时的桥梁专家当以法国的佩罗内为代表。他的代表作有跨越瓦兹河的圣马克桑斯桥,共3孔,跨度各21.8米，矢高1.98米,墩厚对拱跨比是 1:8，桥墩各由两对石柱构成。 铸铁拱桥 在发展到冶炼业能使用焦炭生产大型铸件时，铸铁拱桥才能建造。英国1779年在科尔布鲁克代尔首次建成了一座主跨约 30.5米的铸铁肋拱桥。 锻铁链杆悬索桥 早期的柔式悬索桥自重小，材料强度低，经不起周期性活荷载的作用；在 HYPERLINK /wiki/%E9%A3%8E%E8%8D%B7%E8%BD%BD o 风

19、荷载 风荷载作用下，容易摧毁。但英国的锻铁链杆柔式悬索桥,独能在桥面随坏随修的情况下获得长寿。19世纪20年代至19世纪末铁路出现初期，西欧的铁路桥主要使用石拱和铸铁肋拱。在将铸铁肋拱用于多跨桥时，为使桥墩不受拱的水平推力，经在同一拱肋两端之间设置系杆，形成系杆拱。例如英国的铸铁拱桥。 锻铁桥 1832年,英国在格拉斯哥开始用I形截面锻铁建造梁式桥。这种桥的跨度后来曾达到 9.6米。而不列颠箱管桥，由于在兴建这座桥的过程中所做的试验证实了实腹梁的可靠性，所以钢板梁桥在小跨铁路桥中被普遍采用，直到后来才逐渐为钢筋混凝土梁所代替。 钢桥 19世纪50年代以后，静定钢桁架梁的内力分析方法逐步被工程界

20、所掌握。德国的静定悬臂桁架梁桥英国的福斯湾铁路桥都是代表。而美国的圣路易斯钢拱桥，主跨158米，两边跨各为153米。其承重结构是无铰桁架拱,桁杆由钢质圆管制成。该桥的优点在能用小截面杆件拼装成刚度大的铁路桥。18691883年,美国建成 HYPERLINK /wiki/%E5%B8%83%E9%B2%81%E5%85%8B%E6%9E%97%E6%A1%A5 o 布鲁克林桥 布鲁克林桥。它是一座跨度达487米的城市悬索桥,至今仍被使用。它的抗风性能好，为悬索桥向更大跨度发展开创了先例。 20世纪初至中叶结构力学的弹性内力分析方法普遍用于超静定承重结构的桥梁设计，为创造长跨纪录的工作取得有力的科

21、学依据。 钢桥 这一时期建成的钢桥中：铁路桥有加拿大 HYPERLINK /wiki/%E9%AD%81%E5%8C%97%E5%85%8B%E6%A1%A5 o 魁北克桥 魁北克桥,美国纽约鬼门两铰桁架拱桥,俄亥俄州塞欧托维尔两跨连续桁架梁桥,伊利诺伊州梅特罗波利斯简支桁架梁桥;公路桥有澳大利亚 HYPERLINK /wiki/%E6%82%89%E5%B0%BC%E6%B8%AF%E6%A1%A5 o 悉尼港桥 悉尼港桥，美国贝永钢桁拱桥,美国纽约乔治华盛顿悬索桥，旧金山金门悬索桥。在此期间苏联在第聂伯河修建了公铁两用钢桁架拱桥；在莫斯科运河上修建了克雷姆斯基铁链杆悬索桥。 钢筋混凝土桥

22、1900年前后钢筋混凝土逐渐受到桥梁界重视,被用在拱桥和梁式桥中。钢筋混凝土拱桥的跨度记录不断被刷新。在20年代初最大跨度为100米。其后则有：法国普卢加斯泰勒桥;瑞典斯德哥尔摩特兰贝里公路桥；西班牙埃斯拉铁路桥；瑞典桑德桥。而钢筋混凝土实腹梁桥则进展缓慢,跨度记录只达到78米。苏联于1937年在列宁格勒修建沃洛达尔斯基桥时,用浮运法架设两跨各101米的无推力钢筋混凝土拱、梁组合体系桥。 20世纪中叶至今公路桥和城市桥的大量兴建，新型桥的广泛采用，传统桥式施工方法的改进，使桥梁工程取得新成就。 钢桥 第二次世界大战后，西德1948年在科隆多伊茨复建莱茵河桥，采用的实腹梁取铆焊并用的构造。195

23、0年，正交异性钢桥面板开始在科布伦茨的内卡河桥使用。这种桥面较轻,且能充当实腹梁上翼缘,1951年用于杜塞尔多夫诺伊斯莱茵河桥时,使钢实腹梁桥跨度达到206米；1974年巴西修建的瓜纳巴拉湾桥跨度达到300米。1955年,斜张桥首先在瑞典斯特伦松德建成。1959年，联邦德国修建了塞韦林独塔斜张桥,其主跨达302米；现在的钢筋混凝土斜张桥和钢斜张桥跨度已分别达到440和404米。传统的悬索桥、钢拱桥和悬臂桁架梁桥，也各有长跨记录。预应力混凝土桥 法国 HYPERLINK javascript:linkredwin(E.弗雷西内); o E.弗雷西内 t E.弗雷西内在深入研究预应力混凝土性能和张

24、拉、 锚固工艺的基础上， 在第二次世界大战后缺乏木材和钢筋的条件下，于1946年在吕藏西用预应力钢筋将预制的混凝土梁段串连成整体，不用支架，只用临时塔索，在马恩河上建成跨度55米的双铰刚架桥。钢筋混凝土拱桥，在采用无支架施工方面也取得了进展。未来世界桥梁的发展桥梁结构形式多彩多姿 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

25、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。如跨越地中海的直布罗陀海峡大桥采用了浮桥方案，但不是传统意义上浮在水上的浮桥，而是将桥梁基础放在一个巨大的没于水中的水密舱上，水密舱锚定于海底，其上部结构即为常规桥梁，其反吊桥结构形式首开国际桥式之先河；再如世纪之交中国推出的大跨转体钢管拱桥北盘江大桥，其桥梁结构形式在国际上也是绝无仅有的。21世纪还将出现一种水下密封隧道式桥梁。意大利墨西拿海峡大桥在设计时就有这种比选方案，这种桥下部结构为承台固基，上部结构则是一个沉埋水下管段式密封隧道，这是

26、针对墨西拿海峡大桥常年狂风大浪、恶劣气候而精心选定的桥隧方案。21世纪方兴未艾的结合梁型的桥梁、斜拉桥、悬索桥也将得到长足发展。 新型材料擎起大跨、轻质桥梁 自18世纪80年代以来的200多年间，随着大工业的兴起和交通运输的需要而发展起来的世界桥梁，桥跨由英国熟铁链杆桥曼内海峡桥主跨177米的最初桥跨的世界之最，到1931年美国建成乔治华盛顿桥，主跨首先突破1000米大关，达到1067米，百米到千米桥跨的发展历经了一个半世纪。20世纪的后70年里，美国的主跨1280米的金门大桥、主跨1289米的维拉扎纳大桥，两次刷新了当时的世界桥跨记录，到20世纪八九十年代英国的恒比尔河大桥、日本的明石海峡大

27、桥先后再次刷新世界桥跨记录，桥跨才开始接近2000米大关。 21世纪世界桥梁跨度有多长？随着意大利主跨3300米的墨西拿海峡大桥设计的完成，人类社会的建桥技术、新型材料运用使桥梁跨度已步入登峰造极阶段。据有关桥梁专家预测，筹建中的西班牙与摩洛哥之间的直布罗陀海峡大桥、美俄之间的白令海峡大桥的桥梁跨度将突破墨西拿海峡大桥主跨的长度，成为21世纪新的世界桥梁跨度之最。这些主跨接近4000米达到登峰造极水平的特大型桥梁建成之后，除大洋洲孤悬于大洋之中外，亚非欧美四大洲将联为一体。 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。日本明石海峡大桥的加劲梁采用780兆帕焊接

28、时低预热型新型高强度钢板，使其桥梁主跨设计刷新了20世纪的最大跨记录，达到1990米。21世纪钢桁连续梁将大量采用高强度低预热型焊接用钢板，大线能量焊接用钢板、高韧性钢板、抗层状撕裂型钢板、异形钢板、耐候钢及镀锌钢板、抑振厚板、玻璃钢、抑振合金材料，不仅可有效地增大钢桁梁桥的桥跨，而且能有效地降低梁体自重，实现大跨、轻质目标。高强度混凝土是桥梁建设必不可少的主材料之一，21世纪的混凝土材料将加入来亚纳米、水溶性聚合物、有机纤维以不断提高强度与耐久性。桥梁建设将广泛运用环保型混凝土，桥梁的韧性、耐久性及强度将得以有效地提高。 桥灵路畅与环保相得益彰 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。目前，欧美、日本等发达国家的桥梁设计不仅追求造型美与环境协调，实用功能更是不断