中國橋梁發(fā)展史

中國橋梁發(fā)展史①古橋的萌芽階段（以西周、春秋為主，包括此前的歷史時代）早在原始社會，我國就有了獨木橋和數(shù)根圓木排拼而成的木梁橋。據(jù)史料記載，我國周朝時期已建有梁橋和浮橋。1972年，在春秋時期齊國的京城山東臨淄的考古挖掘中，首次發(fā)現(xiàn)了梁橋的遺址和橋臺遺跡，兩處橋梁的跨徑均在8m左右。古代橋梁的初步發(fā)展階段（以秦、漢為主，包括戰(zhàn)國和三國）戰(zhàn)國時期，單跨和多跨的木、石梁橋已普遍在黃河流域及其他地區(qū)建造。坐落在咸陽故城附近的渭水三橋，在古代是很有名的。三橋包括中渭橋、東渭橋和西渭橋，都是多跨木梁木柱橋。秦漢是我國建筑史上一個璀燦奪目的發(fā)展階段，這時不僅發(fā)明了人造建筑材料的磚，而且還創(chuàng)造了以磚石結(jié)構(gòu)體系為主題的拱券結(jié)構(gòu)，從而為后來拱橋的出現(xiàn)創(chuàng)造了先決條件。從一些文獻和考古資料來看，約在東漢時期，梁橋、浮橋、索橋和拱橋這四大基本橋型已全部形成。古代橋梁發(fā)展的輝煌階段（以唐宋為主，包括兩晉、南北朝和隋、五代時期）隋代石匠李春首創(chuàng)的敞肩式石拱橋一一趙州橋，該橋在隋大業(yè)初年為李春所創(chuàng)建，是一座卒腹式的圓弧形石拱橋，凈跨37m,寬9m,拱矢高度7.23m,在拱圈兩肩各設(shè)有2個跨度不等的腹拱，這樣既能減輕橋身自重、節(jié)省材料，又便于排洪、增加美觀，趙州橋的設(shè)計構(gòu)思和工藝的精巧，在我國古橋是首屈一指。唐朝時期出現(xiàn)了不少名聞天下的石梁橋。據(jù)《唐六典》記載，天下著名的石梁橋有4座：河南洛陽的天津橋、永濟橋和中橋，西安的潮橋。橋梁發(fā)展的飽和階段（元、明、清三朝）明代江西南城的萬年橋、貴州的盤江橋等艱巨工程。值得一提的是明代萬歷年間建的放生橋，全長70.8ITI,寬5.8m,五孔聯(lián)拱，構(gòu)造精巧，形狀美觀，是朱家角十景之一。放生橋顧名思義，就是放生積德從善。僧人性潮曾規(guī)定在橋下只準(zhǔn)放生魚鱉，而不得撒網(wǎng)捕魚。今天，在這里常有人兜售活魚供游人購買放生。停滯發(fā)展期（近代中國）從鴉片戰(zhàn)爭爆發(fā)到新中國的建立，這一時期中國的橋梁主要是有外國人建造。長江是天塹，黃河上的三座橋梁：津浦鐵路濟南鐵路橋，京漢鐵路鄭州鐵路橋和蘭州市黃河橋以及上海、天津、廣州等大城市中的一些橋梁也無一不是由洋商承建的。舊中國的承包商還沒有建造大橋的能力，而政府交通部門也沒有大橋施工隊伍，只能做一些公路小橋涵的工程。只有茅以升先生主持興建的杭州錢塘江大橋。該橋由他帶領(lǐng)一批留學(xué)生自行設(shè)計和監(jiān)造，但實際施工仍由丹麥康益洋行承包下部結(jié)構(gòu)和沉箱基礎(chǔ)工程，上部結(jié)構(gòu)鋼梁則由英商道門朗公司承包制造和安裝。當(dāng)時水平最高的中國橋梁工程隊伍當(dāng)推由趙祖康先生領(lǐng)導(dǎo)的上海市工務(wù)局，他們在解放前已設(shè)計建造了幾座跨蘇州河的鋼筋混凝土懸臂梁橋，至今仍發(fā)揮作用。這支隊伍也是解放初期我國橋梁建設(shè)的重要技術(shù)力量，后來組建成上海市政工程設(shè)計院。⑥現(xiàn)代橋梁的學(xué)習(xí)階段（建國初期）新中國誕生后，面對美國的經(jīng)濟封鎖和制裁，向蘇聯(lián)學(xué)習(xí)是我們唯一的選擇。在橋工程領(lǐng)域我們也派出了許多留學(xué)生赴蘇聯(lián)學(xué)習(xí)他們的預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼橋技術(shù)。在蘇聯(lián)專家的幫助下，鐵道部籌建了山海關(guān)、豐臺、寶雞和株州橋梁廠。交通部組建了北京的公路規(guī)劃設(shè)計院、西安的第一設(shè)計院和武漢的第二設(shè)計院以及從事施工的公路一局和二局。各省的交通廳也都建立起公路橋梁的設(shè)計和施工隊伍。1952年政府決定建設(shè)第一座長江大橋一一武漢長江大橋，使天塹變通途。為此專門設(shè)立了鐵道部大橋工程局和鐵道部科學(xué)研究院，全面學(xué)習(xí)研究蘇聯(lián)在鋼橋疲憊、焊接、振動，以及橋梁上下結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造和施工等方面的科學(xué)技術(shù)。中國第一片預(yù)應(yīng)力混凝土也在豐臺橋梁廠基地研究試制，并于1956年首先在東隴海線新沂河鐵路橋上建成了跨度為23.9米的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，邁出了重要的一步。第一座20米跨度的京周公路橋也同時建成。1957年武漢長江大橋建成通車，它是五十年代中國橋梁的一座里程碑，也是中蘇友好的結(jié)晶，為中國現(xiàn)代橋梁工程技術(shù)和第二座南京長江大橋的興建以及橋梁深水基礎(chǔ)工程的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1964年建成的南寧邕江大橋是我國第一座按蘇聯(lián)閉口薄壁構(gòu)件理論設(shè)計的主跨55米的鋼筋混凝土懸臂箱梁橋，具有非凡的意義。六十年代建造主跨50米的第一座預(yù)應(yīng)力混凝土T型鋼構(gòu)橋一一河南五陵衛(wèi)河橋，主跨124米的廣西柳州橋以及主跨144米的福州烏龍江橋。⑦壇工拱橋（“文革”時代）歷時二十年，國民經(jīng)濟遭到了嚴(yán)重的破壞，建筑材料的貧乏和資金的不足使中國的交通建設(shè)陷入了困境。少用水泥和鋼材的壇工拱橋成為修建大跨度公路橋梁的首選橋型，寶貴的鋼材主要用于三線的鐵路建設(shè)之中。1959年建成的湖南黃虎港橋，主跨50米，是當(dāng)時跨度最大的石拱橋，也是首次用蘇聯(lián)夾木板拱架技術(shù)施工的拱橋。雙曲拱橋于六十年代誕生于江南水鄉(xiāng)無錫縣，農(nóng)村小跨輕載橋梁的合理橋型，為農(nóng)村地方交通事業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻。但雙曲拱橋的構(gòu)造和施工特點使它仍然難以適應(yīng)大跨度和重載以及軟土地基條件，在使用若干年后出現(xiàn)了不少病害，影響了橋梁的壽命。⑧中國橋梁技術(shù)的崛起（八十年代）中國進入了改革開放的新時期，經(jīng)濟開始復(fù)蘇。六十年代已傳入中國的一種新型的現(xiàn)代斜拉橋的信息終于在七十年代初于四JI、上海和山東同時開始修建實驗橋，其中四川云陽湯溪河橋于1975年2月首先建成，是中國第一座主跨為75.84米的斜拉橋。由于當(dāng)時國內(nèi)尚無平行鋼絲拉索的產(chǎn)品，該橋采用鋼芯纜索制成斜拉索，而另一座主跨54米的上海新五橋則用粗鋼筋為拉索。1980年建成的四川三臺涪江橋，主跨已達128米，斜拉索采用24①5高強度鋼絲組成，外涂瀝青后纏包玻璃絲布，待全橋完成后再用三層環(huán)氧樹脂纏繞三層玻璃絲布防腐，工藝十分繁復(fù)，是早期斜拉橋采用的拉索防腐系統(tǒng)。1982年，上海海港橋，和山東濟南黃河橋相繼建成。前者也用多層玻璃絲布的拉索防腐工藝，至今仍繼續(xù)使用，而后者改用鉛皮套管壓注水泥漿的新防腐工藝，卻在15年后被證實防腐已失效而被迫于1997年進行換索。1987至1988年間建成了多座斜拉橋，如海南西樵橋，天津永和橋，南海九江橋，重慶石門橋和廣州海印橋。拉索的防腐系統(tǒng)改用PE管壓漿工藝，其中廣州海印橋的拉索于1997年發(fā)生斷索事故，調(diào)查表明管道壓漿工藝未能保證拉索頂部的飽滿，造成拉索銹斷，被迫在使用僅12年后全面換索。1988年，廣東省同時建成了采用節(jié)段預(yù)制懸臂拼裝施工的七孔110米江門外海橋，和主跨達180米的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋一一番禺洛溪橋?？梢哉f，這兩座橋代表了八十年代我國梁式橋的最高水平。八十年代，在拱橋方面出現(xiàn)了兩種新型的結(jié)構(gòu)一一鋼管混凝土拱以及無風(fēng)撐的下承式系桿拱橋。前者以四川旺蒼東河橋，和廣東高明橋為代表；后者則以蕪湖元澤橋和廣東惠州水門大橋為代表。無風(fēng)撐拱圈的側(cè)向穩(wěn)定性由吊桿的非保向力效應(yīng)保證，反映出國際的新潮流。⑨中國橋梁的進一步發(fā)展（90年代）1991年開工的上海楊浦大橋是第一次攀登。主跨602米的結(jié)合梁斜拉橋在1994年建成時居世界斜拉橋跨度之首，現(xiàn)名列第三。它是中國大跨度橋梁的又一里程碑，標(biāo)志著中國正在走向世界橋梁強國之列。第二次攀登開始于汕頭海灣大橋，這是中國第一座現(xiàn)代意義上的懸索橋的建設(shè)。主跨雖僅452米，但采用混凝土橋面的懸索橋不僅居同類橋型的跨度之冠，而且由于橋面較重，其主纜和錨碇都相當(dāng)于900米左右的鋼橋面懸索橋，為隨后建設(shè)的廣東虎門大橋、西陵長江大橋和江陰長江大橋起了示范的作用，意義是十分重大的。在拱橋方面，我國實現(xiàn)了第三次攀登，繼主跨312米的廣西邕江橋和主跨330米的貴州江界河橋之后，主跨達420米的四川萬縣長江大橋的建成，使我國的拱橋記錄躍居世界首位。這座采用鋼管混凝土拱作勁性骨架的箱形拱橋，運用現(xiàn)代非線性分析和施工控制技術(shù)，充分考慮了多種材料混合使用，分層分段逐步施工中的各種非線性時變因素以及所引起的內(nèi)力和應(yīng)力的重分布。對該橋在施工和運營節(jié)段的強度、變形和穩(wěn)定性進行了全過程分析。它的建成標(biāo)志著中國作為一個建造拱橋最多的大國終于達到了世界領(lǐng)先水平。在鋼橋方面，九江長江大橋的建成是繼武漢長江大橋和南京長江大橋之后的我國鋼橋的第三個里程碑。該橋采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高強度、高韌性鋼，完成了由鐘焊結(jié)構(gòu)向栓焊結(jié)構(gòu)的過渡。止匕外，在九江長江大橋中成功地采用了多種形式的深水基礎(chǔ)形式，為我國大江大河的橋梁建設(shè)積累了豐富的經(jīng)驗。⑩21世紀(jì)中國橋梁工程的發(fā)展跨江、跨河等大跨度橋梁的建設(shè)將會是21世紀(jì)橋梁工程的發(fā)展主流。比如2004年的上海長江隧橋工程，該工程是交通部確定的國家重點公路建設(shè)規(guī)劃中上海至西安線的重要組成部分。工程起自浦東五號溝，與郊區(qū)環(huán)線相接，經(jīng)長興島，止于祟明陳家鎮(zhèn)，全長約25.5公里。其中，以隧道方式穿越長江南港水域，長約8.9公里；以橋梁方式跨越長江北港水域，長約10.3公里；長興島和崇明島接線道路共長約6.3公里。又比如2008年正式通車的蘇通長江公路大橋，蘇通大橋是江蘇省公路主骨架網(wǎng)“縱一”一一贛榆至吳江高速公路的重要組成部分，是我國建橋史上工程規(guī)模最大、綜合建設(shè)條件最復(fù)雜的特大型橋梁工程。該橋由113座橋墩構(gòu)成，長達8146米，有92座橋墩立在江水之中。其中第68與69兩座為主塔橋墩，每墩耗資約6億元，工程最為壯觀，墩長114米、寬48米，相當(dāng)于一個足球場大小，厚約9米，灌注混凝土達5萬