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桥梁是自古以来最普遍但是又最特殊的建筑物,拱桥更是人类在建筑建构领域最早和最伟大的发明。虽然随着时代的发展,拱桥的运用越来越少,全部都用钢筋混泥土制作成了高架平桥,但是不得不说拱桥才是最能充分发挥建筑美学创作的一种桥梁,下面我们一起来鉴赏。
一、拱桥的组成和受力特点
拱桥在我国的应用有着悠久的历史,中国最早的拱桥是建于公元605年左右的赵州桥,跨径37.4米,采用的是空腹式圆弧拱,彪炳于世界桥梁技术发展史。如下图所示,拱桥主要由上部结构主拱圈、桥面系、吊杆)和下部结构(桥墩、桥台、基础)组成。主拱圈是主要承载构件,承受桥上的全部荷载,并通过它把荷载传递给墩台和基础。
拱桥在桥面竖向荷载作用q下,支撑处不仅产生竖向反力V,而且还产生水平推力H。由于这个水平推力的存在,拱的弯矩将比相同跨径的梁的弯矩小很多,而使整个拱主要承受压力。这样,拱桥可充分利用抗压性能较好而抗拉性能较差的材料(如石料、混凝土、砖等)来修建。有强大水平推力的拱桥,对地基基础要求较高,因此这种结构形式桥梁多见于我国西南山区,地基情况良好的地方。
对于拱桥,主拱圈的拱顶到拱脚的高差 f 叫做矢高。矢高与跨径的比值 f/l 叫做矢跨比,用于表征拱的坦陡程度,它不但影响主拱圈内力的大小,还影响拱桥的构造形式和施工方法的选择,同时影响拱桥与周围景观的协调。
二、 石(圬工)拱桥的发展历程
石拱桥,用天然石料作为主要建筑材料的拱桥。石拱桥较之石梁桥不需要大条石,可以使用石块建造,不仅取材方便、耐久,而且跨越能力强。最著名的古代石拱桥有法国的加尔桥、西班牙的科尔多瓦古罗马桥、中国的赵州桥等。
古代桥梁的建筑史从一个侧面反应了一个社会的发展史。我国古代拱桥在艺术表现上除了在完成交通功能前提下,十分注重环境的协调,尤其在山青水秀的地方,甚至在桥头提名赋诗,增添了许多意境。如杭州六合桥,又称苏堤六桥,就坐落在苏堤之上,自北而南为跨虹桥、东浦桥、压堤桥、望山桥、锁澜桥、映波桥。均为半圆石拱桥,元代又称之为“六桥烟柳”而列入西湖十景。
除了桥梁形态外,中国古代桥梁还着重通过栏板、柱头、亭碑和桥头建筑的雕饰去体现建桥者的寄托。如湖州广惠桥,桥前有一对石狮子,形貌之立体、细枝末节处之精雕细琢、以及狮口中那可转动的大圆石珠子,都显示着我国古代制造匠人之用心良苦。早在1900年前,波斯通过了丝绸之路把狮子等动物运到中国,当时中国中原地带不产狮子,狮子体型威武,被誉为百兽之王,而中国一般不受狮患所害,因此民间对狮子有了亲切感,把它当成威勇与吉祥的象征,中国人历来把石狮子视为吉祥之物,因此在中国古代桥梁的雕饰中各种造型的石狮子随处可见。
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