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  • 1 # 貓眼觀史

    中國有著非常悠久的橋樑建造歷史,很早人們就已經開始重視橋樑的建造,原始的橋樑肯定是不會有什麼特別的,不過隨著社會發展,橋樑的建造也越來越先進,尤其是拱橋的出現,可以說是橋樑建造的重要突破。所謂的拱橋,自然是與普通的平面橋有些區別,橋樑採用拱形設計,表面來看就是一個凸起的拱面橋,橋面半圓凸起,有著一定的坡度,橋樑架構也採用這種設計,其實不只是古代的這些橋樑,現在我們的很多橋樑設計,也是採用拱形架構。

    歷史中最為出名的拱形橋像虹橋、趙州橋、盧溝橋這些設計非常巧妙,是橋樑史上傑出的作品,其中趙州橋這些古老的橋樑,一直儲存到現在,仍然能發揮著自己之前的作用。如今的現代橋,建造技術肯定是更加先進,不過設計建造理念仍然是沿用了之前的設計理念,像一些跨海,跨江大橋都是這類的拱橋,為何對於人們來說,建造橋樑大部分都是使用拱形設計呢?無論古今人們的生活環境,理念有多麼大的變化,造橋的標準沒有那麼大的改變。

    為何建造橋樑大部分都是使用拱形設計?

    拱形橋最早是在東漢年間誕生的,拱橋主要是有兩類的材質,除了石橋外,就是用木頭打造的橋樑。拱橋最大的特點就是擁有著非常好的緩衝能力,可以避免橋樑承受太大的壓力。曲面有著非常好的緩衝能力,像我們常見工地上那種安全帽,也是這種曲面設計,在有東西落下的時候,砸在曲面上就不會只有一處地方受力,能分散力道,從而保護自己的頭部。橋樑也是一樣的,橋除了自身維持要有力外,還有就是人們日常行走,有的橋樑甚至都會行走車輛,長期下來橋樑可能會無法承受壓力坍塌。

    要是曲面橋樑的話,倒是沒有辦法徹底避免這種情況,卻也比正常的平面橋要更好用,利用拱圈或拱肋作為主要的承重部件,根據地域的不同,採用不一樣的材料打造,這些拱橋就擁有著很長的壽命,像趙州橋從隋唐一直儲存到現在。

    如今的橋樑大部分都是採用混凝土建造,整體的壽命要比之前的拱橋更長,因此不只是中國,西方從早期羅馬帝國開始大量製造拱橋後,就一直非常熱衷拱橋設計,如今很多西方的城市也一樣保留著大量的拱橋。

    除了受力這些因素外,拱橋還有一個特點就是設計的多樣化,拱橋可以根據不同的地域環境,來改變自己的橋樑架構。比如拱橋有板拱、肋拱、雙曲拱、箱形拱、桁架拱,這些不同樣式。拱形的結構也會有所改變,孔洞也會根據實際情況作出一些調整,有不少的拱橋是多孔型別,也有像虹橋那樣一個巨大孔洞就橫跨汴河,這種多樣化的設計,讓拱橋有著非常強的適應能力,很多險惡的環境裡面,一般的橋樑是無法建造,不過拱橋就可以適應這些地方。當然,橋樑下方往往要考慮到大水或者是行船這些問題,拱橋就能很好來解決這些問題,通常很多河流會漲水,或者是遭受到洪水直接衝擊。

    平面橋的話,由於自身的架構問題,沒有辦法去應對這些洪水的衝擊,就非常容易被沖毀。拱橋不僅在設計上可以分散水的衝力,而且底下的孔洞能更好分散水流,使得水流無法合力。此外,拱橋的孔洞可以抬高橋樑的高度,這就讓底下的船隻能更好透過橋樑下方,要是平面橋的話,就不好去隨意改變高度,行船也會受到限制的。某種樣式的橋樑能一直沿用下來,說明在實用性上是要比其他的橋樑更好一些的,拱形橋無論是行人,或者是行船都要更好一些,適應力和壽命也要更好。

    在建造的時候,拱形橋主要是打好地基,然後就是設計好拱形的架構,能讓橋更好承重。那麼像無鉸拱這類的拱橋,主體是依託橋基來建造,不需要設計那麼複雜,在建築的時候,成本相對較低一些,建造起來也要簡單一些。因此這類的拱橋就很受人們的喜愛,不少的拱橋都是這種設計。

    也有一些是複雜一些,用石料,混凝土這些材料打造的拱橋,建造也會有些複雜,不過考慮到拱橋建成之後能維持很長時間,總得來說還是更加方便的,耗費的這點成本也不算什麼,對中國來說,由於國土遼闊,很多的地方環境不一樣,主要採用的運輸工具也是不同的,因此就需要這類多樣化的拱橋,像北方的很多拱橋就是較為平緩,南方就更能體現出拱形。

    兩邊的水域環境不同,建造的理念也就不一樣,不過正是這些拱橋設計,保障了兩地的運輸。除了這些因素外,拱橋自身就帶有一種美感,這也是它能一直盛行的原因,我們現在看古代的這些橋樑,其實平橋不見得會有什麼值得關注的地方,拱橋就不一樣了,遠遠望去這些拱橋橫跨在水面上,橋身獨特的構造與形狀,再加上底下的拱洞,這也能很好體現古代的傳統文化。隨著拱橋的發展,人們也建造出了很多具備文化寓意的橋樑。比如一些拱橋有著眾多的拱洞,橫跨在水面上就形成了獨特的風景。

    在歷史上很多的詩文都與橋樑有著一定的關係,而且很多的拱橋,都是設計在園林之中。像十七孔橋這樣的,處在古典園林裡面的橋樑都非常有名,它們自身的設計,與周圍的山水景色融為一體,自然就成為了園林裡面的一個代表。

    可拱橋也有著一些不足,比如拱橋的建造是需要有專業水準的,像早期的木拱橋傳承下來,已經很少有人懂得它的建造方法,外行想建造好這種橋,還真不是那麼容易的,底部的承重設計,還有橋樑的基礎架構,只有專業的人才能把控好,否則即便是弄了樣子,也很容易就被毀掉。

    當然,很多的水域並不適合平橋,不少的平橋都需要有底下的樑柱來支撐,這些柱子大部分都處在水裡,長期下來就非常容易受到侵蝕。橋樑也就隨時有可能坍塌,那麼拱橋就能更好避免這個問題,它主要的受力是兩岸的橋基,還有橋身的承重架構。

    因此拱橋還可以用在一些寬廣的水面上,這樣設計也一樣能減輕被水流的侵蝕。如今人們仍然是很喜歡去建造拱橋,它依舊在人們的生活中充當著非常重要的角色,不過有很多的拱橋設計上與傳統拱橋已經有很大的不同,畢竟隨著科技的發展,橋樑的建築材料,作用都有了很大的改變。

    現在的拱橋需要有更好的承重能力,而且眾多的大橋相繼出現,跨海長橋會越來越多,要是繼續按照之前的理念來建造,肯定是不行的。況且像傳統木拱橋這類的,本身就已經不太實用,況且真正懂得建造這些橋樑的匠人也越來越少。早晚有一天,傳統拱橋要被現代拱橋給徹底取代,而之前流傳下來的這些知名拱橋,也會漸漸消失,但中國的拱橋建造是不會就此消失的,只會越來越先進,我們的橋樑文化也會一直傳承下去,或許在後面,會有更多新式拱橋出現,從而進一步豐富了拱橋建造歷史,不過隨著交通工具的改變,沒準未來橋樑也會被取代。

    參考文獻:《中國橋樑史》

  • 2 # 王祖蔭1

    這涉及結構力學,可不是幾句話解釋得清楚。不過有興趣的朋友可以自己作個試驗。找兩條硬紙板,分別搭成拱橋和平橋的樣式,你看哪個承重更大。

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