中国桥梁发展史

中国桥梁发展史①古桥的萌芽阶段（以西周、春秋为主，包括此前的历史时代）早在原始社会，我国就有了独木桥和数根圆木排拼而成的木梁桥。据史料记载，我国周朝时期已建有梁桥和浮桥。1972年，在春秋时期齐国的京城山东临淄的考古挖掘中，首次发现了梁桥的遗址和桥台遗迹，两处桥梁的跨径均在8m左右。②古代桥梁的初步发展阶段（以秦、汉为主，包括战国和三国）战国时期，单跨和多跨的木、石梁桥已普遍在黄河流域及其他地区建造。坐落在咸阳故城附近的渭水三桥，在古代是很有名的。三桥包括中渭桥、东渭桥和西渭桥，都是多跨木梁木柱桥。秦汉是我国建筑史上一个璀灿夺目的发展阶段，这时不仅发明了人造建筑材料的砖，而且还创造了以砖石结构体系为主题的拱券结构，从而为后来拱桥的出现创造了先决条件。从一些文献和考古资料来看，约在东汉时期，梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四大基本桥型已全部形成。③古代桥梁发展的辉煌阶段（以唐宋为主，包括两晋、南北朝和隋、五代时期）隋代石匠李春首创的敞肩式石拱桥——赵州桥，该桥在隋大业初年为李春所创建，是一座卒腹式的圆弧形石拱桥，净跨37m，宽9m，拱矢高度7．23m，在拱圈两肩各设有2个跨度不等的腹拱，这样既能减轻桥身自重、节省材料，又便于排洪、增加美观，赵州桥的设计构思和工艺的精巧，在我国古桥是首屈一指。唐朝时期出现了不少名闻天下的石梁桥。据《唐六典》记载，天下著名的石梁桥有4座：河南洛阳的天津桥、永济桥和中桥，西安的灞桥。④桥梁发展的饱和阶段（元、明、清三朝）明代江西南城的万年桥、贵州的盘江桥等艰巨工程。值得一提的是明代万历年间建的放生桥，全长70．8ITI，宽5．8m，五孔联拱，构造精巧，形状美观，是朱家角十景之一。放生桥顾名思义，就是放生积德从善。僧人性潮曾规定在桥下只准放生鱼鳖，而不得撒网捕鱼。今天，在这里常有人兜售活鱼供游人购买放生。⑤停滞发展期（近代中国）从鸦片战争爆发到新中国的建立，这一时期中国的桥梁主要是有外国人建造。长江是天堑，黄河上的三座桥梁：津浦铁路济南铁路桥，京汉铁路郑州铁路桥和兰州市黄河桥以及上海、天津、广州等大城市中的一些桥梁也无一不是由洋商承建的。旧中国的承包商还没有建造大桥的能力，而政府交通部门也没有大桥施工队伍，只能做一些公路小桥涵的工程。只有茅以升先生主持兴建的杭州钱塘江大桥。该桥由他带领一批留学生自行设计和监造，但实际施工仍由丹麦康益洋行承包下部结构和沉箱基础工程，上部结构钢梁则由英商道门朗公司承包制造和安装。当时水平最高的中国桥梁工程队伍当推由赵祖康先生领导的上海市工务局，他们在解放前已设计建造了几座跨苏州河的钢筋混凝土悬臂梁桥，至今仍发挥作用。这支队伍也是解放初期我国桥梁建设的重要技术力量，后来组建成上海市政工程设计院。⑥现代桥梁的学习阶段（建国初期）新中国诞生后，面对美国的经济封锁和制裁，向苏联学习是我们唯一的选择。在桥工程领域我们也派出了许多留学生赴苏联学习他们的预应力混凝土和钢桥技术。在苏联专家的帮助下，铁道部筹建了山海关、丰台、宝鸡和株州桥梁厂。交通部组建了北京的公路规划设计院、西安的第一设计院和武汉的第二设计院以及从事施工的公路一局和二局。各省的交通厅也都建立起公路桥梁的设计和施工队伍。1952年政府决定建设第一座长江大桥——武汉长江大桥，使天堑变通途。为此专门设立了铁道部大桥工程局和铁道部科学研究院，全面学习研究苏联在钢桥疲惫、焊接、振动，以及桥梁上下结构设计、制造和施工等方面的科学技术。中国第一片预应力混凝土也在丰台桥梁厂基地研究试制，并于1956年首先在东陇海线新沂河铁路桥上建成了跨度为23.9米的预应力混凝土简支梁，迈出了重要的一步。第一座20米跨度的京周公路桥也同时建成。1957年武汉长江大桥建成通车，它是五十年代中国桥梁的一座里程碑，也是中苏友好的结晶，为中国现代桥梁工程技术和第二座南京长江大桥的兴建以及桥梁深水基础工程的发展奠定了基础。1964年建成的南宁邕江大桥是我国第一座按苏联闭口薄壁构件理论设计的主跨55米的钢筋混凝土悬臂箱梁桥，具有非凡的意义。六十年代建造主跨50米的第一座预应力混凝土T型钢构桥——河南五陵卫河桥，主跨124米的广西柳州桥以及主跨144米的福州乌龙江桥。⑦圬工拱桥（“文革”时代）历时二十年，国民经济遭到了严重的破坏，建筑材料的贫乏和资金的不足使中国的交通建设陷入了困境。少用水泥和钢材的圬工拱桥成为修建大跨度公路桥梁的首选桥型，宝贵的钢材主要用于三线的铁路建设之中。1959年建成的湖南黄虎港桥，主跨50米，是当时跨度最大的石拱桥，也是首次用苏联夹木板拱架技术施工的拱桥。双曲拱桥于六十年代诞生于江南水乡无锡县，农村小跨轻载桥梁的合理桥型，为农村地方交通事业的发展作出了重要贡献。但双曲拱桥的构造和施工特点使它仍然难以适应大跨度和重载以及软土地基条件，在使用若干年后出现了不少病害，影响了桥梁的寿命。⑧中国桥梁技术的崛起（八十年代）中国进入了改革开放的新时期，经济开始复苏。六十年代已传入中国的一种新型的现代斜拉桥的信息终于在七十年代初于四川、上海和山东同时开始修建实验桥，其中四川云阳汤溪河桥于1975年2月首先建成，是中国第一座主跨为75.84米的斜拉桥。由于当时国内尚无平行钢丝拉索的产品，该桥采用钢芯缆索制成斜拉索，而另一座主跨54米的上海新五桥则用粗钢筋为拉索。1980年建成的四川三台涪江桥，主跨已达128米，斜拉索采用24Φ5高强度钢丝组成，外涂沥青后缠包玻璃丝布，待全桥完成后再用三层环氧树脂缠绕三层玻璃丝布防腐，工艺十分繁复，是早期斜拉桥采用的拉索防腐系统。1982年，上海泖港桥，和山东济南黄河桥相继建成。前者也用多层玻璃丝布的拉索防腐工艺，至今仍继续使用，而后者改用铅皮套管压注水泥浆的新防腐工艺，却在15年后被证实防腐已失效而被迫于1997年进行换索。1987至1988年间建成了多座斜拉桥，如海南西樵桥，天津永和桥，南海九江桥，重庆石门桥和广州海印桥。拉索的防腐系统改用PE管压浆工艺，其中广州海印桥的拉索于1997年发生断索事故，调查表明管道压浆工艺未能保证拉索顶部的饱满，造成拉索锈断，被迫在使用仅12年后全面换索。1988年，广东省同时建成了采用节段预制悬臂拼装施工的七孔110米江门外海桥，和主跨达180米的预应力混凝土连续钢构桥——番禺洛溪桥。可以说，这两座桥代表了八十年代我国梁式桥的最高水平。八十年代，在拱桥方面出现了两种新型的结构——钢管混凝土拱以及无风撑的下承式系杆拱桥。前者以四川旺苍东河桥，和广东高明桥为代表；后者则以芜湖元泽桥和广东惠州水门大桥为代表。无风撑拱圈的侧向稳定性由吊杆的非保向力效应保证，反映出国际的新潮流。⑨中国桥梁的进一步发展（90年代）1991年开工的上海杨浦大桥是第一次攀登。主跨602米的结合梁斜拉桥在1994年建成时居世界斜拉桥跨度之首，现名列第三。它是中国大跨度桥梁的又一里程碑，标志着中国正在走向世界桥梁强国之列。第二次攀登开始于汕头海湾大桥，这是中国第一座现代意义上的悬索桥的建设。主跨虽仅452米，但采用混凝土桥面的悬索桥不仅居同类桥型的跨度之冠，而且由于桥面较重，其主缆和锚碇都相当于900米左右的钢桥面悬索桥，为随后建设的广东虎门大桥、西陵长江大桥和江阴长江大桥起了示范的作用，意义是十分重大的。在拱桥方面，我国实现了第三次攀登，继主跨312米的广西邕江桥和主跨330米的贵州江界河桥之后，主跨达420米的四川万县长江大桥的建成，使我国的拱桥记录跃居世界首位。这座采用钢管混凝土拱作劲性骨架的箱形拱桥，运用现代非线性分析和施工控制技术，充分考虑了多种材料混合使用，分层分段逐步施工中的各种非线性时变因素以及所引起的内力和应力的重分布。对该桥在施工和运营节段的强度、变形和稳定性进行了全过程分析。它的建成标志着中国作为一个建造拱桥最多的大国终于达到了世界领先水平。在钢桥方面，九江长江大桥的建成是继武汉长江大桥和南京长江大桥之后的我国钢桥的第三个里程碑。该桥采用国产优质高强度、高韧性钢，完成了由铆焊结构向栓焊结构的过渡。此外，在九江长江大桥中成功地采用了多种形式的深水基础形式，为我国大江大河的桥梁建设积累了丰富的经验。⑩21世纪中国桥梁工程的发展跨江、跨河等大跨度桥梁的建设将会是21世纪桥梁工程的发展主流。比如2004年的上海长江隧桥工程，该工程是交通部确定的国家重点公路建设规划中上海至西安线的重要组成部分。工程起自浦东五号沟，与郊区环线相接，经长兴岛，止于祟明陈家镇，全长约25.5公里。其中，以隧道方式穿越长江南港水域，长约8.9公里；以桥梁方式跨越长江北港水域，长约10.3公里；长兴岛和崇明岛接线道路共长约6.3公里。又比如2008年正式通车的苏通长江公路大桥，苏通大桥是江苏省公路主骨架网“纵一”——赣榆至吴江高速公路的重要组成部分，是我国建桥史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程。该桥由113座桥墩构成，长达8146米，有92座桥墩立在江水之中。其中第68与69两座为主塔桥墩，每墩耗资约6亿元，工程最为壮观，墩长114米、宽48米，相当于一个足球场大小，厚约9米，灌注混凝土达5万立方米，墩下由131根，长达120米，每根直径2.5至2.8米的钻孔灌注桩组成，这是世界上规模最大、入土最深的桥梁桩基础，因此创下第1项世界纪录。中国桥梁在古代是基本上保持在领先水平，近代虽然筑桥技术远远落后于发达国家，但在新中国成立后，我们奋起直追，五十年的时间赶上世界先进水平。虽然我国桥梁建造在设计上还不够新颖，在管理上还不够科学，但相信通过不断的努力，桥梁技术会更加先进，应用会更加广泛。