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砌体结构工程系：刘玮潇第一章绪论1.1砌体结构发展简史1.2砌体结构的优缺点1.3砌体结构的应用范围1.4砌体结构的发展趋势1.1砌体结构发展简史•砌体结构由各种块材和砂浆砌筑而成的结构，称为砌体结构。随承重结构所用块材种类的不同又分别称为砖结构、石结构和砌块结构。砖、石砌体结构又称为砖石结构。因此，砌体结构的范畴是砖石结构和砌块结构。一、砖石结构在我国有悠久的历史1、我国在新石器时代末期（约6000~4500年前），已有木骨泥墙建筑。祖先经过长期的探索，先是想出了在可燃材料的墙上涂抹草泥的办法以防火。渐渐发展到应用木骨泥墙防火。木骨泥墙，即用树的枝干扎成排栅，中间用草茎充填，然后再覆盖草茎泥而构成。2、公元前221年已有烧制大尺寸空心砖。3、公元229~588年，实心砖已普遍使用。4、鸦片战争后（1840年后）开始采用砖墙承重。二、砌体结构在我国的发展过程1、在1644~1911年、19世纪中叶以前，我国的砖石建筑为城墙、佛塔和少数砖砌重型穹拱佛殿以及石桥和石拱桥。其中公元581～617年李春所造的河北赵县安济桥（赵州桥）1991年10月被美国土木工程师学会（ASCE）选为第12个国际土木工程里程碑。在此之前被选定的有：英国伦敦铁桥、法国巴黎埃菲尔铁塔、巴拿马运河、澳大利亚的悉尼湾大桥、苏伊士运河、意大利比萨斜塔、埃及金字塔、荷兰的须得海围坝、英法隧道、美国胡佛坝等。2、19世纪中叶以后至1949年大致100年左右，我国广泛采用承重墙，材料仍为粘土砖。3.1949年以后，砌体结构有了较快发展。（1）在原有基础上的发展。我国的石拱桥建设居于世界领先地位。（2）新的发展（新结构、新材料、新技术）。（3）逐步建立了具有我国特色的砌体结构设计计算理论。1955年参照苏联修订了《砖石与钢筋砖石临时设计规范》、《砖石结构设计规范》(GBJ3-73)、《砌体结构设计规范》(GBJ3-88)、《砌体结构设计规范》（GB50003-2001)，2011年我国有颁布了《砌体结构设计规范》（GB50003-2011)是当前国际上最先进的设计规范之一。中国四大古桥中国是桥的故乡，自古就有“桥的国度”之称，发展于隋，兴盛于宋。遍布在神州大地的桥、编织成四通八达的交通网络，连接着祖国的四面八方。中国古代桥梁的建筑艺术，有不少是世界桥梁史上的创举，充分显示了中国古代汉族劳动人民的非凡智慧与才能。中国的四大古桥指的是河北的赵州桥、北京的卢沟桥、福建的洛阳桥和广东的广济桥(湘子桥)。赵州桥赵州桥又称安济桥，坐落在河北省赵县洨河上。它建于隋代大业年间(公元605年-618年)，是由著名的匠师李春设计和建造的，距今已有约1400年的历史。宋朝哲宗皇帝赐名安济桥，取意“安渡济民”。传说传说赵州桥是鲁班一夜之间造好的，这个奇迹惊动了“八仙”之一的张果老。在驴背的褡裢里一边装上了“太阳”，一边又装上了“月亮”，要在桥上走过。这还不算，张果老存心要和鲁班开个玩笑，他又约了柴荣，推着载有“五岳名山”的独轮车，一道来到桥头，开口便问这桥能不能让他们两人同时行走。这时，鲁班刚把大桥修好，正在十分得意，便很不以为然地说：“这么坚固的石桥，还经不起你们两人走么？”不料他们上桥以后，把桥压得摇摇欲坠。鲁班一看情况不妙，赶忙跳下桥去，用手使劲托住桥身东侧，才使这两位仙人带着日月和五岳名山顺利通过。从此，桥上留下了几处人们津津乐道的“仙迹”；张果老的驴蹄印和斗笠颠落压成的圆坑；柴荣因推车力过猛，一膝着地压成的膝盖印和车道沟；还有鲁班托桥的手印。后来，除了因为东侧一度塌毁，手印已经不见，其余的“仙迹”都留存下来。赵州桥是由28道拱圈并列而成，主拱圈等厚1.03m，主拱圈上有护拱石。净跨37.02m，矢高7.23m，上狭下宽总宽9m。在主拱圈上两侧，各开两个净跨分别为3.8m和2.85m的小拱，以渲泄拱水，减轻自重。拱桥的基本组成1-主拱圈2-拱顶3-拱脚4-拱轴线5-拱腹6-拱背7-起拱线8-桥台9-基础11-拱上建筑L0-净跨径L-计算跨径f0-净矢高f-计算矢高f/L-矢跨比赵州桥是一座空腹式的圆弧形石拱桥。拱桥按拱上建筑分类：1.实腹式拱上建筑2.空腹式拱上建筑分类施工特点：赵州桥全桥由28道独立的拱圈并列组成。每券各自独立、单独操作，相当灵活。每券砌完合拢后就成一道独立拱圈，砌完一道拱圈，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，同时又利于桥的维修，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，而不必对整个桥进行调整。这样可以使每道石拱圈各自独立负荷载重，又便利于修缮。为了加强各拱圈的连接，李春采用9道铁梁贯于拱背之上，接着用腰铁嵌入拱石之间，使桥能奇巧固护，用于天下。赵州桥拱长达37.02米，在当时可算是世界上最长的石拱。桥洞不是普通半圆形，而像一张弓，桥面平坦宽阔，成为“坦拱”，这样大跨度的坦拱，对桥台水平推力很大，建造难度高。而桥台却是既浅又小的普通矩形，厚度仅1.549米，由五层排石垒成。其地基是承载力较小的亚黏土。在这样的地基上，用这样小的桥台建这样大跨度的石拱桥，在世界上是罕见的。自建桥到现在，桥基仅下沉了5厘米。装饰赵州桥的装饰也十分讲究，雕刻着各式蛟龙、兽面、花饰、竹节等，尤以蛟龙最为精美。元人刘百熙在《安济桥》中写道：“水在碧玉环中过，人在苍龙背上行。”赵州桥精妙的设计和工艺，不仅在我国古桥是首屈一指，而且类似的敞肩拱桥设计在欧洲到十九世纪中期才出现，比赵州桥晚了1200多年。赵州桥经历过有记录可查的10次洪水，8场战争和多次地震，依然能屹立1400年，这种匠心独运的设计起到相当关键的作用。卢沟桥卢沟桥位于北京城西南13公里、丰台区宛平城西门外，跨永定河之上，它是北京最古老的石造多孔联拱桥。始建于金大定二十九年(1189年)，成于明昌三年(1192年)。至今已有八百多的历史。全长266.5m,共11孔，净跨不等，自11.4m至13.45，桥宽9.3m。墩宽自6.5m至7.9m。拱圈接近半圆形。桥身全用坚固的花岗石建成，10座桥墩建在9米多厚的鹅卵石与黄沙的堆积层上，坚实无比。桥墩平面呈船形，迎水的一面砌成分水尖。每个尖端安装着一根边长约26厘米的锐角朝外的三角铁柱，这是为了保护桥墩，抵御洪水和冰块对桥身的撞击，人们把三角铁柱称为“斩龙剑”。在桥墩、拱圈等关键部位，以及石与石之间，都用银锭铁榫连接，以互相拉联固牢。这些建筑结构是科学的杰出创造，堪称绝技。桥身两侧石雕护栏各有望柱140根，柱头上均雕有卧伏的大小石狮共501个，神态各异，栩栩如生。作为华北最长的古代石桥，卢沟桥桥型优美。从金章宗年间“卢沟晓月”就被列为燕京八景之一。意大利旅行家马可·波罗曾在游记中记述此桥并赞叹不已，说它是世界上独一无二的。卢沟桥的沧桑历史（1）卢沟桥是在金世宗统治的大定二十八年(1188年)五月，决定修建的。不过当时尚未动工，金世宗就在第二年年初病逝了。卢沟桥始建于1189年六月，明昌三年(1192年)三月完工。在金代，卢沟河是出入京都南北的交通要道，同时亦是军事要地。（2）明代自永乐十年(1412年)到嘉靖三十四年(1555年)共修桥6次。6次均无大工程。（3）清代自康熙元年(1662年)至光第绪年间，共修桥7次，其中5次工程不大，只有两次工程稍大一些。公元1908年，清光绪帝死后，殡葬于河北省易县西陵，须通过此桥。由于桥面窄，只好将桥两旁石栏临时拆除，在两侧添搭木桥，以便顺利通过棺木。事后，又将石栏照原样恢复。（4）从1908年至1949年，卢沟桥没有大的修缮工程，仅个别地方添配了栏杆和石狮。1967年，加宽了400余米的步道，建立了59道混凝土挑梁。1986年，发起保护古桥，恢复古桥原貌的活动，拆除了1967年加宽的步道和混凝土挑梁，并清除沥青，中间空出印心，完全恢复了古桥原貌。（5）1988年9月3日是一个大晴天，一个霹雷将卢沟桥北侧东起第68根栏杆望柱击坏，望柱上的石狮也同时坏损。1997年又对部分被雷电击坏的石狮和望柱进行了补救。1937年7月7日在这里爆发的“卢沟桥事变”，点燃了抗日战争的熊熊烈火。卢沟桥属全国重点文物保护单位。洛阳桥洛阳桥又名“万安桥”，是一座梁式石桥。由于桥坐落在古时万安渡的地方，故而得名，始建于北宋皇祐五年(1053年)，嘉祐四年(1059年)竣工，工程历时七年，耗银一千四百万两，建成了这座跨江接海的大石桥。洛阳桥是我国第一座海港大石桥，是我国古代桥梁建筑史上的伟大创举。九百多年前就率先建成了一座长三百六十丈、宽一丈五尺，在全国堪称第一的海港大石桥，而且一直保至今。主要用于它采用了“筏形基础”和“种砺固基法”，在全世界史无前例地解决了建造大型石桥的基础工程。所谓的筏型基础就是沿着桥梁中轴线的水下底部抛置大量的石块，形成一条连结江底的矮石埕作桥基，然后在上面建桥墩，这种建造方式对中国乃至世界造桥科学都是一个伟大的贡献。为了巩固桥基，在桥下养殖了大量的牡蛎，巧妙地利用牡蛎外壳附着力强，繁生速度快的特点，把桥基和桥墩牢固地胶结成一个整体，这是世界造桥史上别出心裁的“种蛎固基法”，也是世界上第一个把生物学应用于桥梁工程的先例。历史：建桥八百余年以来，先后修复十七次。大修有宋绍兴八年(公元1138年)，飓风、桥坏,邵守赵思诚修复;明宣德间(公元1426-1435年)桥址下沉，潮至，桥梁俱没，知府冯桢命郡人李俊育(即李五)增正淳，增高三尺;万历三十二年(公元1424年)，地大震，桥梁倒塌，基址低陷，知府姜志礼修复;清雍正八年(公元1730年)秋，桥崩，知县工之琦修复;民国二十年(公元1932年)蔡廷锴军长改建为钢筋混凝土公路桥，桥面增高2米。抗日战争时期受到严重破坏;1993年3月—1996年10月，国家拨出600多万元专款，实施洛阳桥全面修建，使其恢复古桥旧貌。广济桥广济桥，位于潮州古城东门外，扼控闽粤，为交通要津，全长518米。因传说当年“八仙”之一的韩湘子曾在桥畔的石碑上书“洪水止此”，故此桥又俗称湘子桥。广济桥以其“十八梭船二十四洲”的独特风格与赵州桥、洛阳桥、芦沟桥并称中国四大古桥，当年的24个桥墩上建有24个式样各异的亭台楼阁，桥中间的一段用铁链串连18艘木船，方便洪水入海及巨轮通行。该桥集梁桥、拱桥、浮桥于一体，是中国桥梁史上的孤例，被誉为“世界上最早的启闭式桥梁”，广济桥始建于南宋乾道六年(1170年)，历时57年建成。广济桥在800多年建设史中，留下了数不清的奇闻轶事。由于屡修屡圮，人们便祈求吉祥。清雍正6年(1728)，在大桥又一次修好后“铸二铁牛，列东西岸以镇之”。铁牛背上铸有“镇桥御水”四个字，分别安置在西岸的第8墩和东岸的第12墩上。桥墩上建有形式各异的廿四对亭台楼阁兼作经商店铺，故有“廿四楼台廿四样”、“一里长桥一里市”之美称。道光22年(1842)大水冲毁东岸桥墩。一只铁牛跌入河中，以后在上游较远处发现。另一只在1939年遭日本帝国主义者飞机轰炸，后不知去向。1980年重铸铁牛一只，置于桥西第5个桥墩的分水尖上。为此，在潮州一带还流传着这样一首民谣：“潮州湘桥好风流，十八梭船廿四洲;廿四楼台廿四样，两只铁牛一只溜。”2003年至2007年对广济桥按照最辉煌时期的明代进行了修复，桥墩做了加固，恢复了“十八梭船”的启闭式浮桥，修复了桥上的十二座楼阁和十八座亭屋，并为之加上匾额与对联，定位为旅游观光步行桥。全桥用汉白玉琢成，主拱圈采用蛋形尖拱，配以双向反弯曲线的桥面，宛如驼峰高耸，俗称驼背桥。这座桥净跨径11.38米，为取得通航净空，拱矢特高，约7.5米，桥下曾通行小火轮船，供清慈禧游园使用，以纤巧、挺拔、轻巧为其特色。中国其他古桥欣赏玉带桥，位于北京颐和园昆明湖西堤上，是一座单孔石拱桥，建于清·乾隆年间(1736－1795年）。程阳桥又叫永济桥、盘龙桥，建于1916年，是侗寨风雨桥的代表作，是目前保存最好、规模最大的风雨桥这座横跨林溪河的木石结构大桥，有5个石砌大墩，桥面架杉木，铺木板，桥长64.4米，宽3.4米，高10.6米，桥中有5个多角