中国古建筑桥梁建筑论文_关于中国古建筑的论文

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中国古建筑的桥梁建筑

一、概述

中国古代建筑是中国古代文化的宝贵遗产，力学的多样性也反映在古建筑结构力学研究。桥梁建筑是中国古代建筑中一个辉煌的篇章。桥者，水梁也。河流是孕育人类的摇篮，世界古代各大文明无不以河流域为发源地。中国是拥有五千年文字记载历史的文明古国，其地势西北高东南低，河道纵横交错，有著名的黄河、长江以及珠江等流域，这里孕育了中华民族，创造了灿烂的华夏文明。在历史的长河中，中华民族建造了数以万计的桥梁，它们成为华夏文明的重要组成部分。

中国古代辉煌的桥梁成就在东西方桥梁史中占有崇高地位，为世人所公认。中国桥梁建设始于殷商到西周，发展于战国到秦汉，鼎盛在南北朝到宋朝。中国桥梁主要包括浮桥、梁桥、索桥、拱桥等四大类型，其中拱桥以材料划分又可分为石拱桥与木拱桥，中国古代辉煌的桥梁成就在东西方桥梁史中占有崇高地位，为世人所公认。从距今1400多年的河北的赵州桥到距今400多年的颐和园的玉带桥，从名扬中外的《清明上河图》中的虹桥到扬州瘦西湖的五亭桥无不渗透出中国古人智慧的结晶„„

二、举例分析

（一）河北的赵州桥（如图1），被美国土木工程师学会选定为“国际历史土木工程里程碑”。自重为2800吨的赵州桥，根基只是有五层石条砌成高1.55米的桥台，直接建在自然砂石上。古人称赞其“制造奇特，人不知其所为”。早在七十多年前，梁思成先生经过实地勘察和计算后惊讶地说：“赵州桥结构所取的方式，对于工程力学方面竟有非常的了解——表现出一种极近代化的进步的工程精神。”它是一座单孔弧形敞肩拱石桥，全长64.4米，拱顶宽9.6米，跨径37.02米，弧矢（拱顶到两拱脚的连线）高度是7.23米。直到1958年，它一直是我国跨度最大的石拱桥，且至今仍是世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱桥。拱肩加拱这一“敞肩拱”法的运用，是世界桥梁之首创及赵州桥最独特之处。真正的敞肩圆拱，在西方迟至十九世纪才出现。在欧洲，直到1883年，法国在亚哥河上修建的安顿尼特铁路石拱桥和卢森堡建造的大石桥，才揭开欧洲建造大跨度敞肩拱桥的序幕，比赵州桥晚了近1300年。知道赵州桥的西方桥梁专家也都认为，赵州桥敞肩拱建筑，堪称现代许多钢筋混凝土桥梁的祖先，开了一代桥风。

赵州桥的建筑特点：（1）伏拱敞肩：大拱两端上方各有两个小拱——称伏拱。挖去部分填肩材料，称敞肩。伏拱敞肩有几大益处：第一，减轻了桥身自重，大约节省了一百八十立方米石料，使桥的重量减轻了大约500吨，也减轻了桥身对桥台的垂直压力和水平推力。使桥身变轻巧，下部结构变简单。第二，敞肩的四个小拱在洪灾时能起到很好的泄洪作用，据桥梁专家推算，大约可增加过水面积16.5%。当河流涨水时，一部分水可以从小券流过，既可以使水流畅通，又减少了洪水对桥的冲击，保证了桥的安全。第三，通过敞

图2清明上河图之汴河虹桥

这幅市井人情味极浓的北宋风俗画固然重在表现人们的日常生活场景，但是汴河上那座别致的桥梁也吸引了众多观赏者的目光。这座桥构造特别，它没有一根支柱，全部以木条架空造成，这座木桥没有柱脚的支撑，居然单拱跨越过了宽达16.5米（据《宋会要》记载）的汴河水面，而且它同时还承受了桥面巨大的载重。像夏天雨过初晴的彩虹，横卧在汴河两岸。它真如彩虹凌空横卧汴河，给都城增添了无穷的魅力。那么，建造这座拱桥时是运用了什么力学原理，使它不至于坍塌呢？而它轻灵飞动的巧妙造型，在拱桥中更是独特少见。

图3 超静定结构

虹桥的构造原理是五长两短的七根拱木构成两组拱骨系统，搭成立体的结构，再用横木联系起来形成拱架。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扎紧，于是，两套木拱就形成了稳定的超静定结构（图3）。根据画面，估计此桥实际跨度大约18.5米,桥上大车荷载约3吨。由于拱木在桥梁中同时起到梁和拱的作用，所以唐寰澄先生将这种结构称为叠梁拱。从结构力学上看，虹桥的构建是十分科学而巧妙的。然而，不期然地，这种结构也使虹桥