中国古代有哪些经典桥梁？

中国古代经典桥梁

从古至今，中国人修建了数以万计或奇巧或壮丽的桥梁。中国古代桥梁的建筑艺术世界闻名，多座桥梁已成世界桥梁史上的创举。目前对古桥的分类方法较多，本文根据桥梁结构的承载状况和杆件的受力性质，将中国古代桥梁分成5大类——索桥、梁桥、浮桥（浮动桥墩类）、拱桥和木拱廊桥（廊桥类）。

索桥
我国古代索桥中最具代表性的是泸定桥。泸定桥在四川省泸定县县城西，横跨大渡河，通称为大渡河铁索桥。此桥为铁索悬桥，净跨长度100米，宽2.8米，桥面距枯水位14.5米，全桥铁索共13根，9根铁索平行系于大渡河两岸，上平铺木板作为桥面，其余4根分别悬于左右作为桥栏扶手。泸定桥始建于1705年（清康熙四十四年）。1935年5月29日，中国工农红军长征途中曾在此取得飞夺泸定桥的重大胜利，这一胜利让泸定桥驰名中外。




泸定桥的上部结构是铁索（铁链条），铁索承受上部结构的全部荷载。其中底面的铁索上铺设桥面板，侧面铁索上安装栏杆，共同构成上部结构——桥面系统。铁索桥依靠拉力，使桥身不在重力作用下下落，其拉力在竖直方向上的分力与重力抵消，从而达到平衡状态。桥板与铁索间的受力情况如图2所示，G、T1、T2组成一个汇交力系，保持平衡。从图3所示的力三角形看，T1、T2远远大于G，所以建造铁索桥时要确保铁索有足够的强度和刚度。
除了铁索桥外，索桥还有竹索桥、藤索桥等，如四川安澜桥的“索”，就是用竹子劈成细丝拧成的，故称竹索桥。




梁桥
梁桥的代表是我国现存最长的石桥安平桥（图5），它位于福建晋江安海镇，享“天下无桥长此桥”之誉。因安海镇古称安平道，此桥由此得名;又因桥长约2.5千米（5华里），俗称五里桥。




安平橋始建于1138年（南宋绍兴八年），明清两代曾多次重修。桥面宽3～3.8米，桥墩共361个，用花岗岩条石横直交错叠砌而成，共有3种形式：长方形、单边船形、双边船形。其中单边船形一端成尖状，另一端为方形，设于较缓的港道地方;双边船形墩的两端成尖状，便于排水，设在水流较急而较宽的主要港道。
安平桥是梁桥，主体受力构件是梁柱，主要变形是梁的弯曲变形。梁式桥有木梁桥和石梁桥两种，其纵梁均系简支梁。不言而喻，安平桥的结构比较简单，其上部结构多以石板为梁，石板梁既是梁又是桥面。下部结构以石板砌筑墩台，此种石桥通称为“石板梁桥”。
如图6所示，简支梁上力越靠近梁中，弯矩M1和M2越大，梁上下两边承受的正应力越大，当正应力达到极限值时，梁随时都会断掉，这就是强度极限。所以保护石梁桥的最好方法就是尽量减小梁中的最大正应力。



简支梁桥的主要特点是：受力明确、构造简单，易于标准化设计、制作和工地预制，易于架设施工，易于养护、维修和更换构件。从受力分析上看，破坏梁的头号杀手是梁中的最大弯矩，而最大弯矩与梁长成正比关系，所以简支梁桥不适用于较大跨度的桥梁工程。




浮桥
广济桥位于广东省潮安县潮州镇东，横跨韩江，始建于1171年（南宋乾道7年）。全桥长515米，分东西两段18墩，中间一段宽约百米，因水流湍急，未能架桥，只用小船摆渡，当时称济州桥。桥墩用花岗石块砌成，中段用18艘梭船联成浮桥，能开能合，当大船、木排通过时，可以将浮桥中的浮船解开，让船只、木排通过。它是世界上最早的一座开关活动式大石桥。
浮桥的结构形式有两种：一是传统的形式，在船或浮箱上架梁、再铺桥面。二是舟梁合一的形式，或船只首尾相连，成纵列式，或将舟体紧密排列成带式。为保持浮桥轴线位置不致偏移，在上、下游需设缆索锚碇。为与两岸接通，还需在两岸设置过渡梁或跳板。广济桥属后者，是古代浮桥建筑的代表。



浮桥实属梁桥，与梁桥不同的是，梁桥的梁是靠桥墩支撑的，桥墩又是靠地面支撑，是固定不动的;而浮桥的梁是靠浮动桥墩（船体或可浮箱体）支撑的，浮动桥墩又是靠水对它的浮力支撑的。
石拱桥
由于南方与北方的地理环境不同，交通运输工具有所不同，因而石拱桥的结构也因地而异，于是出现了轻型（薄墩薄拱）石拱桥和重型（厚墩厚拱）石拱桥之分。拱的具体构造又有多种做法，其中以半圆形石拱为最多，有薄型拱，也有厚型拱。其次是圆弧形石拱，圆弧拱均系厚型拱。厚型拱中的半圆形石拱，又有多种构造形式，如并列式、分段并列式、纵联分段并列式、框形并列式、纵联式、镶边纵联式、框形纵联式。
石拱桥的著名代表首推河北赵县的赵州桥。赵州桥坐落在河北省南部的洨河上，建于隋代，由著名匠师李春设计和建造，距今已有1400年的历史，是当今世界上现存第二早（第一为小商桥）、保存最完整的古代敞肩石拱桥。
李春就地取材，选用附近州县生产的质地坚硬的青灰色砂石作为建桥石料。在石拱砌置方法上，均采用了纵向（顺桥方向）砌置方法，就是整个大桥由28道各自独立的拱券沿宽度方向并列组合而成。拱厚皆为1.03米，每券各自独立、单独操作，相当灵活。每券砌完全合龙后就成一道独立拼券，砌完一道拱券，移动承担重量的“鹰架”，再砌另一道相邻拱。这种砌法有很多优点，它既可以节省制作“鹰架”所用的木材，便于移动，又可以利于桥的维修，一道拱券的石块损坏了，只要嵌入新石，进行局部修整就行了，不必对整座桥进行调整。



在图12中我们可以看出，石拱桥的力学特点是将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，使拱的弯距大大减小，拱主要承受压力。这便使石拱桥具备了跨越能力大，能充分做到就地取材，耐久性好，养护维修费用少，外形美观等优点。同时又不可避免地造成了自重较大，相应的水平推力大，支架施工多，施工工序多，不便于机械化施工，施工周期长等缺点。
木拱廊桥
自宋代以来，江浙闽等多山多雨水的地方出现了一种有屋檐的桥，可遮阳避雨，供人休憩、交流、聚会，这就是人们熟知的廊桥。中国古廊桥数量众多，结构多种多样，其中浙江泰顺木拱廊桥最具代表性。



木拱廊桥是一种“河上架桥，桥上建廊，以廊护桥，桥廊一体”的古老而独特的桥梁样式。它因形似彩虹，故又称虹桥和虹梁式木构廊屋桥，又因桥上建有桥屋，故也俗称“厝桥”。它由于凭借短的构造材料，达成了大的跨度，被认为是世界桥梁史上的独特构造。
北涧桥，位于浙江省泰顺泗溪镇下桥村，因跨北溪之上，故得此名，始建于1674年（清康熙十三年）。北涧桥结构精巧，造型古朴，不仅美在桥本身的轻灵飘逸或是拥有虹桥的独特结构，更美在周围的环境。两条溪流在桥边汇合，溪水清澈见底，水面上还有一条用石梁搭起来的矴步桥。沿着溪岸，一条小路将人引向桥头和村子，两株有上千年树龄的大樟树立于桥头，虬根牢牢抓住桥基周围的石土，使得北涧桥历经数百年的风霜而无大碍。
木拱廊桥结构中最重要、最关键的部分是木拱，如图14所示为一典型木拱廊桥结构，木拱由第一、第二两个系统通过卯榫相互穿插连接而成，每根木头都发生拉压与弯曲变形。
木拱廊桥，以梁木穿插别压形成拱桥，足支撑在两岸的岩石上，木拱由数十根粗大圆木纵横拼接对拱而成“八字结构”，不用钉铆，完全依靠本身的強度、摩擦力、直径、角度和水平的距离等巧妙搭接，结构简单，却坚固异常。
在漫漫的历史长河中，无数桥梁沟通了往来，便利了生活，同时也留下了宝贵的艺术财富，诉说着昨日的故事和今日的辉煌。限于篇幅，我们只能以古桥科学分类为依据，以泸定桥、安平桥、广济桥、赵州桥、北涧桥为代表，介绍五座古代著名桥梁的历史、构造和受力分析。希望读者能加强对古桥的了解和认识，一起为保护我们引以为傲的经典民族文化尽一份力量。