從古至今，中國人修建了數以萬(wàn)計或奇巧或壯麗的橋梁。中國古代橋梁的建筑藝術(shù)世界聞名，多座橋梁已成世界橋梁史上的創(chuàng )舉。目前對古橋的分類(lèi)方法較多，本文根據橋梁結構的承載狀況和桿件的受力性質(zhì)，將中國古代橋梁分成5大類(lèi)——索橋、梁橋、浮橋（浮動(dòng)橋墩類(lèi)）、拱橋和木拱廊橋（廊橋類(lèi)）。
索橋
我國古代索橋中最具代表性的是瀘定橋。瀘定橋在四川省瀘定縣縣城西，橫跨大渡河，通稱(chēng)為大渡河鐵索橋。此橋為鐵索懸橋，凈跨長(cháng)度100米，寬2.8米，橋面距枯水位14.5米，全橋鐵索共13根，9根鐵索平行系于大渡河兩岸，上平鋪木板作為橋面，其余4根分別懸于左右作為橋欄扶手。瀘定橋始建于1705年（清康熙四十四年）。1935年5月29日，中國工農紅軍長(cháng)征途中曾在此取得飛奪瀘定橋的重大勝利，這一勝利讓瀘定橋馳名中外。
瀘定橋的上部結構是鐵索（鐵鏈條），鐵索承受上部結構的全部荷載。其中底面的鐵索上鋪設橋面板，側面鐵索上安裝欄桿，共同構成上部結構——橋面系統。鐵索橋依靠拉力，使橋身不在重力作用下下落，其拉力在豎直方向上的分力與重力抵消，從而達到平衡狀態(tài)。橋板與鐵索間的受力情況如圖2所示，G、T1、T2組成一個(gè)匯交力系，保持平衡。從圖3所示的力三角形看，T1、T2遠遠大于G，所以建造鐵索橋時(shí)要確保鐵索有足夠的強度和剛度。
除了鐵索橋外，索橋還有竹索橋、藤索橋等，如四川安瀾橋的“索”，就是用竹子劈成細絲擰成的，故稱(chēng)竹索橋。
梁橋
梁橋的代表是我國現存最長(cháng)的石橋安平橋（圖5）,它位于福建晉江安海鎮,享“天下無(wú)橋長(cháng)此橋”之譽(yù)。因安海鎮古稱(chēng)安平道，此橋由此得名；又因橋長(cháng)約2.5千米（5華里），俗稱(chēng)五里橋。
安平橋始建于1138年(南宋紹興八年)，明清兩代曾多次重修。橋面寬3～3.8米，橋墩共361個(gè)，用花崗巖條石橫直交錯疊砌而成，共有3種形式：長(cháng)方形、單邊船形、雙邊船形。其中單邊船形一端成尖狀，另一端為方形，設于較緩的港道地方；雙邊船形墩的兩端成尖狀,便于排水,設在水流較急而較寬的主要港道。
安平橋是梁橋，主體受力構件是梁柱，主要變形是梁的彎曲變形。梁式橋有木梁橋和石梁橋兩種，其縱梁均系簡(jiǎn)支梁。不言而喻，安平橋的結構比較簡(jiǎn)單，其上部結構多以石板為梁，石板梁既是梁又是橋面。下部結構以板砌筑墩臺，此種石橋通稱(chēng)為“石板梁橋”。
如圖6所示，簡(jiǎn)支梁上力越靠近梁中，彎矩M1和M2越大，梁上下兩邊承受的正應力越大，當正應力達到極限值時(shí)，梁隨時(shí)都會(huì )斷掉，這就是強度極限。所以保護石梁橋的最好方法就是盡量減小梁中的最大正應力。
浮橋
廣濟橋位于廣東省潮安縣潮州鎮東，橫跨韓江，始建于1171年（南宋乾道7年）。全橋長(cháng)515米，分東西兩段18墩，中間一段寬約百米，因水流湍急，未能架橋，只用小船擺渡，當時(shí)稱(chēng)濟州橋。橋墩用花崗石塊砌成，中段用18艘梭船聯(lián)成浮橋，能開(kāi)能合，當大船、木排通過(guò)時(shí)，可以將浮橋中的浮船解開(kāi)，讓船只、木排通過(guò)。它是世界上最早的一座開(kāi)關(guān)活動(dòng)式大石橋。
浮橋的結構形式有兩種：一是傳統的形式，在船或浮箱上架梁、再鋪橋面。二是舟梁合一的形式，或船只首尾相連，成縱列式，或將舟體緊密排列成帶式。為保持浮橋軸線(xiàn)位置不致偏移，在上、下游需設纜索錨碇。為與兩岸接通，還需在兩岸設置過(guò)渡梁或跳板。廣濟橋屬后者，是古代浮橋建筑的代表。
浮橋實(shí)屬梁橋，與梁橋不同的是，梁橋的梁是靠橋墩支撐的，橋墩又是靠地面支撐，是固定不動(dòng)的；而浮橋的梁是靠浮動(dòng)橋墩（船體或可浮箱體）支撐的，浮動(dòng)橋墩又是靠水對它的浮力支撐的。
簡(jiǎn)支梁橋的主要特點(diǎn)是：受力明確、構造簡(jiǎn)單，易于標準化設計、制作和工地預制，易于架設施工，易于養護、維修和更換構件。從受力分析上看，破壞梁的頭號殺手是梁中的最大彎矩，而最大彎矩與梁長(cháng)成正比關(guān)系，所以簡(jiǎn)支梁橋不適用于較大跨度的橋梁工程。
石拱橋
由于南方與北方的地理環(huán)境不同，交通運輸工具有所不同，因而石拱橋的結構也因地而異，于是出現了輕型（薄墩薄拱）石拱橋和重型（厚墩厚拱）石拱橋之分。拱的具體構造又有多種做法，其中以半圓形石拱為最多，有薄型拱，也有厚型拱。其次是圓弧形石拱，圓弧拱均系厚型拱。厚型拱中的半圓形石拱，又有多種構造形式，如并列式、分段并列式、縱聯(lián)分段并列式、框形并列式、縱聯(lián)式、鑲邊縱聯(lián)式、框形縱聯(lián)式。
石拱橋的著(zhù)名代表首推河北趙縣的趙州橋。趙州橋坐落在河北省南部的洨河上，建于隋代，由著(zhù)名匠師李春設計和建造，距今已有1400年的歷史，是當今世界上現存第二早（第一為小商橋）、保存最完整的古代敞肩石拱橋。
李春就地取材，選用附近州縣生產(chǎn)的質(zhì)地堅硬的青灰色砂石作為建橋石料。在石拱砌置方法上，均采用了縱向（順橋方向）砌置方法，就是整個(gè)大橋由28道各自獨立的拱券沿寬度方向并列組合而成。拱厚皆為1.03米，每券各自獨立、單獨操作，相當靈活。每券砌完全合龍后就成一道獨立拼券，砌完一道拱券，移動(dòng)承擔重量的“鷹架”，再砌另一道相鄰拱。這種砌法有很多優(yōu)點(diǎn)，它既可以節省制作“鷹架”所用的木材，便于移動(dòng)，又可以利于橋的維修，一道拱券的石塊損壞了，只要嵌入新石，進(jìn)行局部修整就行了，不必對整座橋進(jìn)行調整。
在圖12中我們可以看出，石拱橋的力學(xué)特點(diǎn)是將橋面的豎向荷載轉化為部分水平推力，使拱的彎距大大減小，拱主要承受壓力。這便使石拱橋具備了跨越能力大，能充分做到就地取材，耐久性好，養護維修費用少，外形美觀(guān)等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)又不可避免地造成了自重較大，相應的水平推力大，支架施工多，施工工序多，不便于機械化施工，施工周期長(cháng)等缺點(diǎn)。
木拱廊橋
自宋代以來(lái)，江浙閩等多山多雨水的地方出現了一種有屋檐的橋，可遮陽(yáng)避雨，供人休憩、交流、聚會(huì )，這就是人們熟知的廊橋。中國古廊橋數量眾多，結構多種多樣，其中浙江泰順木拱廊橋最具代表性。
木拱廊橋是一種“河上架橋，橋上建廊，以廊護橋，橋廊一體”的古老而獨特的橋梁樣式。它因形似彩虹，故又稱(chēng)虹橋和虹梁式木構廊屋橋,又因橋上建有橋屋,故也俗稱(chēng)“厝橋”。它由于憑借短的構造材料，達成了大的跨度，被認為是世界橋梁史上的獨特構造。
北澗橋，位于浙江省泰順泗溪鎮下橋村，因跨北溪之上，故得此名，始建于1674年（清康熙十三年）。北澗橋結構精巧，造型古樸，不僅美在橋本身的輕靈飄逸或是擁有虹橋的獨特結構，更美在周?chē)沫h(huán)境。兩條溪流在橋邊匯合，溪水清澈見(jiàn)底，水面上還有一條用石梁搭起來(lái)的矴步橋。沿著(zhù)溪岸，一條小路將人引向橋頭和村子，兩株有上千年樹(shù)齡的大樟樹(shù)立于橋頭，虬根牢牢抓住橋基周?chē)氖?，使得北澗橋歷經(jīng)數百年的風(fēng)霜而無(wú)大礙。
木拱廊橋結構中最重要、最關(guān)鍵的部分是木拱，如圖14所示為一典型木拱廊橋結構，木拱由第一、第二兩個(gè)系統通過(guò)卯榫相互穿插連接而成，每根木頭都發(fā)生拉壓與彎曲變形。
木拱廊橋，以梁木穿插別壓形成拱橋，足支撐在兩岸的巖石上，木拱由數十根粗大圓木縱橫拼接對拱而成“八字結構”，不用釘鉚，完全依靠本身的強度、摩擦力、直徑、角度和水平的距離等巧妙搭接，結構簡(jiǎn)單，卻堅固異常。
在漫漫的歷史長(cháng)河中，無(wú)數橋梁溝通了往來(lái)，便利了生活，同時(shí)也留下了寶貴的藝術(shù)財富，訴說(shuō)著(zhù)昨日的故事和今日的輝煌。限于篇幅，我們只能以古橋科學(xué)分類(lèi)為依據，以瀘定橋、安平橋、廣濟橋、趙州橋、北澗橋為代表，介紹五座古代著(zhù)名橋梁的歷史、構造和受力分析。希望讀者能加強對古橋的了解和認識，一起為保護我們引以為傲的經(jīng)典民族文化盡一份力量。
聯(lián)系客服
