石拱橋是中國(guó)漢族傳統(tǒng)的橋梁四大基本形式之一

1、石拱橋是中國(guó)漢族傳統(tǒng)的橋梁四大基本形式之一，石拱橋這一體系多種多樣，在中國(guó)橋梁發(fā)展史上一經(jīng)出現(xiàn),發(fā)展很快，在 1880年近代鐵路公路橋梁工程技術(shù)傳入中國(guó)以后，它仍然 保持其旺盛的生命力，顯示了古代漢族勞動(dòng)人民的聰明才智和古代橋梁建造的輝煌成就。拱橋拱橋(archbridge )指的是在豎直平面內(nèi)以拱作為結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。arch在容器內(nèi)的粉料層中如果形成能承受上方粉料的壓力而不將此壓力傳遞給下方的面，此面即稱(chēng)為拱橋。拱橋是向上凸起的曲面，其最大主應(yīng)力沿拱橋曲面作用，沿拱橋垂直方向的最小主 應(yīng)力為零。在重力作用下進(jìn)行的粉料流出過(guò)程中可能反復(fù)出現(xiàn)拱橋的形成和崩解過(guò)程，此種拱橋稱(chēng)為動(dòng)拱橋簡(jiǎn)介拱

2、橋由來(lái)中國(guó)的拱橋始建于東漢中后期，已有一千八百余年的歷史。它是由伸臂木石用捶、撐架橋等逐步發(fā)展而成的。在形成和發(fā)展過(guò)程的外形都是曲的， 所以古時(shí)常稱(chēng)為曲橋。在古文 獻(xiàn)中，還用 困、穿“、竇“、甕”等字來(lái)表示拱。拱橋。造型優(yōu)美，曲線圓潤(rùn)，富有動(dòng)態(tài)感。單拱的如北京頤和園 玉帶橋，拱券呈拋物 線形，橋身用漢白玉，橋形如垂虹臥波。多孔拱橋適于跨度較大的寬廣水面，常見(jiàn)的多為三、五、七孔，著名的頤和園 十七孔橋，長(zhǎng)約150米，寬約6.6米，連接南湖島，豐富了 昆明 遜的層次，成為萬(wàn)壽山的對(duì)景。河北趙州橋的敞肩拱”是中國(guó)首創(chuàng)，在園林中仿此形式的很 多，如蘇州東園石拱橋： (sh 1 g o ng qia o

3、 ) stone arCbridge用天然石料作為主要建筑材料的拱橋，這種拱橋有悠久的歷史，現(xiàn)在在石史料豐富的地區(qū)， 仍在繼續(xù)修建，但以向輕型方向發(fā)展。我國(guó)的趙州橋是世界上最古老的一座石拱橋按結(jié)構(gòu)材料分類(lèi)，橋梁主要有石橋和木橋兩種，依跨數(shù)有單跨與多跨之別，依結(jié)構(gòu)型式則有拱橋與梁橋。拱橋大都是石橋，也有個(gè)別為木結(jié)構(gòu)，稱(chēng)疊梁拱橋；梁橋又有平梁與懸臂梁之別。在所有橋的橋面上都可以建造橋廊或亭閣一類(lèi)建筑，構(gòu)成特別美麗的形象，稱(chēng)為廊橋?？傊瑸闈M足不同場(chǎng)合下的不同需要，橋梁有多種類(lèi)型。拱橋特點(diǎn)我國(guó)建造拱橋的歷史要比以造拱橋著稱(chēng)的古羅馬晚好幾百年，但我國(guó)的拱橋卻獨(dú)具一格。形式之多，造型之美，世界少有。有駝

4、峰突起的陡拱，有宛如皎月的坦拱，有玉帶浮水的平坦的纖道多孔拱橋， 也有長(zhǎng)虹臥波、形成自然縱坡的長(zhǎng)拱橋。拱肩上有敞開(kāi)的（如大拱上加小拱，現(xiàn)稱(chēng)空腹拱）和不敞開(kāi)的（現(xiàn)稱(chēng)實(shí)腹拱）。拱形有半圓、多邊形、圓弧、橢圓、拋物線、蛋形、馬蹄形和尖拱形，可說(shuō)應(yīng)有盡有?？讛?shù)上有單孔與多孔，多孔以奇數(shù)為多，偶數(shù)較少，多孔拱橋，如果當(dāng)某孔主拱受荷時(shí)，能通過(guò)橋墩的變形或 拱上結(jié)構(gòu)的作用將荷載由近及遠(yuǎn)的傳遞到其它孔主拱上去，這樣的拱橋稱(chēng)為連續(xù)拱橋，簡(jiǎn)稱(chēng) 連拱；江浙水鄉(xiāng)的三、五、七、九孔 石拱橋，一般是中孔最大，兩 邊孔徑依次按比例遞減，橋墩狹薄輕巧，具有劃一格局，令人欽佩。由于橋孔搭配適宜，全 橋協(xié)調(diào)勻稱(chēng)，自然落坡既便于行

5、人上下，又利于各類(lèi)船只的航運(yùn)。杭州市城北的拱辰橋是三孔的一例，建于明 崇禎四年（1631年）。有的橋孔多達(dá)數(shù)十孔， 甚至超過(guò)百孔，如1979年發(fā)現(xiàn)的 徐州景國(guó)橋，就有104 孔，估計(jì)它是明清橋梁。多跨拱橋又有連續(xù)拱和固端拱，固端拱采用厚大橋墩，在華北、西 南、華中、華東等地都可見(jiàn)到，連續(xù)拱只見(jiàn)于 江南水鄉(xiāng)。按建拱的材料分有石拱、木拱、磚 拱、竹拱和磚石混合拱。以承受軸向壓力為主的拱置或拱肌作為主要承重構(gòu)件的橋梁，拱結(jié)構(gòu)由拱圈（拱肋）及其 支座組成。拱橋可用磚、石、 混凝十等抗壓性能良好的材料建造 ；大跨度拱橋則用鋼筋混凝 土或鋼材建造，以承受發(fā)生的力矩。按拱圈的靜力體系分為無(wú)較拱、雙較拱、三較

6、拱。前二者為超靜定結(jié)構(gòu)，后者為靜定結(jié)構(gòu)。無(wú)錢(qián)拱的拱圈兩端固結(jié)于橋臺(tái)，結(jié)構(gòu)最為剛勁，變形小，比有錢(qián)拱經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，是普遍采用的形式，但修建 無(wú)錢(qián)拱橋要求有堅(jiān)實(shí)的地基基 礎(chǔ)。雙較拱是在拱圈兩端設(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)的錢(qián)支承，結(jié)構(gòu)雖不如無(wú)錢(qián)拱剛勁，但可減弱橋臺(tái)位移等因素的不利影響，在地基條件較差和不宜修建無(wú)較拱的地方，可采用雙較拱橋。三錢(qián)拱則是在雙錢(qián)拱的拱頂再增設(shè)一錢(qián)，結(jié)構(gòu)的剛度更差些,拱頂錢(qián)的構(gòu)造和維護(hù)也較復(fù)雜 ，一般不宜作主拱圈。拱橋按結(jié)構(gòu)形式可分為板拱、肋拱、雙 曲拱、箱形拱、桁架拱。拱橋?yàn)闃蛄夯倔w系之一，一直是大跨徑橋梁的主要形式。拱橋建筑歷史悠久，20世紀(jì)得到迅速發(fā)展，50年代以前達(dá)到全

7、盛時(shí)期。古今中外名橋（如趙州橋、盧溝橋、悉尼港橋、克爾克橋 等）遍布各地，在橋梁建筑中占有重要地位 ，適用于大、中、小跨徑 的公路橋和鐵路橋，更因其造型優(yōu)美，常用于城市及風(fēng)景區(qū)的橋梁建筑。拱橋式樣拱橋是我國(guó)最常用的一種橋梁型式，其式樣之多，數(shù)量之大，為各種橋型之冠，特別 是公路橋梁，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的公路橋中7%為拱橋。由于我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，石料資源豐富，因此拱橋以石料為主。建于公元1990年，跨徑120m的湖南烏巢河大橋，是當(dāng)今世界跨徑第一的石拱橋。我國(guó)建造的鋼筋混凝土拱橋的形式更是繁花似錦，式樣之多當(dāng)屬世界之最，其中建造得比較多的是箱形拱、雙曲拱、肋拱、桁架拱、剛架拱等，它們大多 數(shù)

8、是上承式橋梁，橋面寬敞，造價(jià)低廉。箱形拱主要用于大跨徑。重慶涪陵烏江大橋，跨徑200米，是我國(guó)已建成拱橋的最大跨徑的箱形拱，跨徑 420米的萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋 正在設(shè)計(jì)中，它將是世界最大跨徑 的鋼筋混凝土拱橋。雙曲拱是我國(guó)首創(chuàng)并不斷改進(jìn)的一種新型鋼筋混凝土拱橋，它發(fā)源于江蘇無(wú)錫，遍步各地，最大跨徑當(dāng)推河南前河大橋，跨徑 150米；桁架拱是在軟土地基上為 了減輕自重、改善拱上建筑與主拱圈共同作用，藉桁架原理逐步發(fā)展起來(lái)的一種輕型鋼筋混凝土拱橋，適用于中小跨徑橋梁。當(dāng)采用了預(yù)應(yīng)力措施和懸臂拼裝的方法，就形成一種懸臂組合桁架拱橋，正在建造的貴州江界河大橋，主跨 330米，是國(guó)內(nèi)最大跨徑的在建拱橋。 四川宜

9、賓小南門(mén)大橋?yàn)榭鐝?240米的中承式肋拱，是我國(guó)該種橋型的最大跨徑。剛架拱橋是從簡(jiǎn)化拱上建筑著眼， 利用斜撐將橋面 最不利荷載位置 的荷載傳至拱腳，以改善主拱的受 力，在江蘇無(wú)錫建成了跨越 大運(yùn)河的三座跨徑100米的鋼筋混凝土剛架拱。在我國(guó)也建有 一定數(shù)量的下承式鋼筋混凝土肋拱，其中有的是系桿拱或剛拱剛梁組合拱，后者是跨徑 100m米的中承式無(wú)錢(qián)拱；我國(guó)還修建了一些鋼拱橋及斜腿剛架橋。我國(guó)在建造鋼筋混凝土拱橋的實(shí)踐中進(jìn)行了拱軸線優(yōu)化，混凝土徐變對(duì)混凝土拱內(nèi)力重分布影響、連拱計(jì)算、拱橋荷載橫向分布、各種形式拱橋的設(shè)計(jì)計(jì)算理論的創(chuàng)立與完善、組合裝配式混凝土拱橋的施工控制等研究。為了適應(yīng)在軟土地基上

10、建造混凝土拱橋，提出了組合橋臺(tái)形式與其計(jì)算理論。在拱橋施工方法上也有所創(chuàng)新：如中小跨徑拱橋以預(yù)制拱肋為 拱架，少支架施工為主，或采用懸砌方法；大跨徑拱橋則采取縱向分條，橫向分段，預(yù)制拱 肋，無(wú)支架吊裝，組合拼裝與現(xiàn)澆相組合的施工方法；此外，在采用無(wú)支架轉(zhuǎn)體施工方法建造拱橋方面也有不少成功的經(jīng)驗(yàn)。不同標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)按拱圈（肋）結(jié)構(gòu)的材料分：有石拱橋（見(jiàn) 石橋）、鋼拱橋、混凝土拱橋、鋼筋混凝土 拱橋。按拱圈（肋）的靜力圖式分：有無(wú)較拱、雙較拱、三較拱（見(jiàn)拱）。前二者屬超靜定結(jié)構(gòu)，后者為靜定結(jié)構(gòu)。無(wú)錢(qián)拱的拱圈兩端固結(jié)于橋臺(tái)（墩），結(jié)構(gòu)最為剛勁，變形小，比有錢(qián)拱經(jīng)濟(jì)；但橋臺(tái) 位移、溫度變化或混凝土收縮等因素

11、對(duì)拱的受力會(huì)產(chǎn)生不利影響,因而修建無(wú)錢(qián)拱橋要求有堅(jiān)實(shí)的地基基礎(chǔ)。雙較拱是在拱圈兩端設(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)的錢(qián)支承，較可允許拱圈在兩端有少量轉(zhuǎn)動(dòng)的可能。結(jié)構(gòu)雖不如無(wú)錢(qián)拱剛勁，但可減弱橋臺(tái)位移等因素的不利影響。三錢(qián)拱則是在雙錢(qián)拱頂再增設(shè)一錢(qián)，結(jié)構(gòu)的剛度更差些，但可避免各種因素對(duì)拱圈受力的不利影響。 我國(guó)最早的石拱橋建于河南洛陽(yáng)。 中國(guó) 著名的橋梁專(zhuān)家茅以升在橋梁史活 前 言中指出：“我國(guó)最早的石拱橋一 旅人橋建于洛陽(yáng)。”據(jù) 河南府志 記載： 洛陽(yáng)七里澗橋也稱(chēng)旅人橋，在 晉代京師建春門(mén)東七里的七里澗上。始建于晉太康三年（282年）H一月，至次年四月建成，日用工7.5萬(wàn)人，距今已有1700 多年 據(jù)記載，這座橋在

12、洛陽(yáng)附近，約建成于西晉武帝太康三年（282）,后來(lái)塌毀了。發(fā)展歷史拱橋鋼拱橋多數(shù)采用上承式或中承式雙較拱形式。無(wú)錢(qián)拱因必須有堅(jiān)固的地基，使其應(yīng)用范圍受到限制。世界上跨度超過(guò)300米以上的8座鋼拱橋中，只有一座是無(wú)錢(qián)箱形肋拱橋，維修不便，故只用于較小跨度即美國(guó)尼亞加拉瀑布上的劉易斯頓-昆斯頓橋，建于1962年，拱跨304.8米。三較拱因拱 頂有錢(qián)，變形時(shí)有轉(zhuǎn)折點(diǎn)，對(duì)高速行車(chē)不利，且頂錢(qián)構(gòu)造復(fù)雜 的鋼拱橋。鋼拱橋的拱肋一般可作成桁架形、箱形或板梁形，分別稱(chēng)桁拱、箱拱和板拱。早在1874年美國(guó)建成第一座鋼拱橋，即跨越 密西西比河的圣路易斯橋（見(jiàn)橋梁工程發(fā) 展史）。1931年美國(guó)建成跨度 503.6米

13、的貝永橋，1932年澳大利亞建成跨度 503米的悉尼 港橋,均為雙較桁架拱。第二次世界大戰(zhàn)后，栓焊結(jié)構(gòu)（用高強(qiáng)度螺栓連接焊接構(gòu)件的結(jié)構(gòu)）逐步得到拱橋廣泛應(yīng)用，箱形截面的結(jié)構(gòu)得到了發(fā)展。拱橋也不例外。如1956年在加納建成的阿多米橋，為下承式新月形雙較桁拱橋，拱跨 245米，拱的弦桿采用縱向高強(qiáng)度螺栓連接。捷克斯洛伐克 在1967年建成的茲達(dá)科夫橋，為雙餃鋼箱拱橋，拱跨為 330米，兩片箱形拱肋支 承在伸出26米的鋼筋混凝土橋臺(tái)上。另一座較著名的拱橋?yàn)?瑞典1961年建成的阿斯克勒峽灣（Asker? Fjord）橋。該橋的拱 肋和拱上立柱均采用管形截面，拱肋為工廠焊接的直徑3.8米圓管，在工地挪

14、接而成，拱上立柱為0.320.75米的無(wú)縫鋼管。因橋址處于海灣口，風(fēng)速高達(dá)150公里/時(shí)，采用管狀結(jié)構(gòu)可減少風(fēng)荷載。橋?qū)拑H9米，為保證結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定，曾進(jìn)行了風(fēng)洞模型試驗(yàn)以確定合理的風(fēng)荷載。兩端的引橋橋墩均采用鋼筋混凝土管柱結(jié)構(gòu)，以求全橋協(xié)調(diào)統(tǒng)一，頗為美觀。可惜該橋已于1980年1月18日凌晨在霧中被貨輪撞毀。世界上最大跨度的鋼拱橋是美國(guó)的新河峽谷橋，1977年建成，拱跨為518.2米，全長(zhǎng)921米，橋面離峽谷底267米，橋面 為公路4車(chē)道，是上承式雙較鋼桁拱橋?；炷凉皹蚴怯没炷链媸闲拗叭Γ錁?gòu)造形式和石拱橋類(lèi)同。拱橋鋼筋混凝土拱橋鋼筋混凝土拱橋因錢(qián)的構(gòu)造不易處理，多采用無(wú)錢(qián)拱，只在

15、小跨度中使用雙錢(qián)或三錢(qián)拱，以上承式或中承式居多。 由于混凝土材料的可塑性， 它比鋼拱橋更易造型裝飾，可建成各種造型的拱橋，如多跨的高架峽谷拱橋，不同曲線形（圓弧、橢圓、拋物線、 懸鏈線等）的拱橋，以及脫離石拱橋傳統(tǒng)形式的片拱、桁架拱等。20世紀(jì)上半葉，鋼筋混凝土拱橋的施工方法從費(fèi)用昂貴的落地支架現(xiàn)澆拱肋改成較為 經(jīng)濟(jì)的木制或鋼制的 拱形支架現(xiàn)澆拱肋，既節(jié)省了施工費(fèi)用，又為跨越寬闊的深河峽谷開(kāi)拓 了應(yīng)用范圍，使跨度紀(jì)錄達(dá)264米。5070年代由于成功地采用了懸臂拼裝和懸臂灌筑的施 工方法，大跨度鋼筋混凝土拱橋得到進(jìn)一步發(fā)展。如 1964年建成拱跨304.8米的澳大利亞悉尼港的格萊茲維爾橋，4個(gè)箱

16、形拱肋和拱上結(jié)構(gòu)（立柱、橫梁、橋道縱梁）全部用預(yù)制構(gòu)件拼裝；1966年南斯拉夫用懸臂灌筑法建成拱跨 246.3米的希貝尼克橋。世界上最大 跨度的鋼筋混凝土拱橋是1980年建成的拱跨390米的南斯拉夫克爾克橋，為上承式無(wú)錢(qián)拱公路、管道兩用橋，拱肋為單箱三室截面，橋面下敷設(shè)了 17條輸油管、輸水管和工業(yè)管道，采用預(yù)制構(gòu)件，懸臂拼裝施工.中國(guó)拱橋中國(guó)拱橋建筑歷史悠久。在古代橋梁中，以拱橋石拱橋?yàn)橹饕獦蛐?。無(wú)論在山谷、丘陵、平原和 水網(wǎng)地區(qū)，至今仍存在各種風(fēng)采的石拱橋。20世紀(jì)50年代以來(lái)，中國(guó)工業(yè)迅猛發(fā)展，采用不同材料、不同體系的拱橋也得到迅速發(fā)展。在鐵路拱橋建設(shè)中， 1956年建成包（頭）蘭（州）

17、線東崗鎮(zhèn)黃河單線上承式鋼筋 混凝土肋拱橋，拱跨為3孔53米。1959年建成詹（店）東（觀）線丹河上承式鋼筋混凝土拱橋，拱跨增至88米，兩者均為兩片工字形截面拱肋。中國(guó)目前最大跨度的鋼筋混凝土鐵路拱橋?yàn)?966年建成的豐（臺(tái)）沙（城）線永定河7號(hào)橋，為單線中承式，拱跨150米，拱肋為箱形截面，采用鋼拱架拼裝施工。在公路、城市橋梁建設(shè)中，如1959年建成湘潭市湘潭橋，為8孔60米上承式拱橋才黃向布置6片高1.6米的工 字形拱肋，橋?qū)?1米。70年代后拱橋向更大跨度發(fā)展，主要采用預(yù)制拼裝的鋼筋混凝土拱橋 如四川省的拱跨 150米的宜賓馬鳴溪橋，即采用無(wú)支架纜索吊裝施工。中國(guó)公路上最大跨 度的鋼筋混凝

18、土 箱形拱橋 為建于1982年，拱跨170米的四川 渡口寶鼎橋（圖3）,最大跨度的公 路鋼箱形拱橋?yàn)榻ㄓ?1966年的四川渡口市區(qū)金沙江橋 ，跨度180米。1969年建成的渡口密 地栓焊桁架拱橋，跨度也是 180米。在60年代，為適應(yīng)廣大農(nóng)村地區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)的要求，曾創(chuàng)建一種采用簡(jiǎn)易機(jī)具施工的雙曲拱橋。該橋型的主要特點(diǎn)是：拱圈結(jié)構(gòu)化整為零，采用分段拼裝式波形拱肋截面，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易，安裝方便，形式輕巧，在公路和城市橋梁中曾一度得到廣泛使用。如建于1972年的湖南長(zhǎng)沙湘江橋，為8孔76米的鋼筋混凝土雙曲拱橋。隨著建橋技術(shù)的進(jìn)步， 施工機(jī)具的改進(jìn)，起重能力的提高，為求得拼裝構(gòu)件更好的整體性，必

19、然會(huì)向較大的拼裝單元發(fā)展。因此70年代后期至今，中國(guó)在大跨拱橋中，鋼筋混凝土箱形拱占優(yōu)勢(shì)，而在中、 小跨拱橋中，桁架拱橋頗有發(fā)展。 桁架拱橋是將拱上結(jié)構(gòu)和拱肋組成桁式結(jié)構(gòu)，常用跨度為2050米。鋼筋混凝十桁架 拱橋已I大60米，如蘇州市郊覓渡橋。但 預(yù)應(yīng)力混凝十 桁架拱 橋最大跨度已達(dá)150米，如1985年建成的貴州 劍迎公路橋，系帶懸臂的預(yù)應(yīng)力混凝土桁架 拱橋。著名拱橋楓橋南方江浙一帶水網(wǎng)地區(qū)，以 周行為主。潮汐河流，軟土地基，因此即使是石拱橋亦盡 量減輕重量建造為薄墩薄拱。橋孔自單孔多到85孔（江蘇 吳江垂虹橋，已塌，尚存殘孔8孔）。薄拱的拱厚最小僅拱跨的1/66.7 ,而一般拱厚則為1/

20、20左右。唐.張繼楓橋夜泊名詩(shī)中的現(xiàn)存 啞L （清代建）也是薄拱。薄墩之薄，相鄰兩拱券拱石相接，特別是三拱薄墩橋，中孔大、邊孔小，兩岸以踏步 上橋。橋成駝峰形，造型美觀。如浙江杭州拱宸橋，創(chuàng)建于明.崇禎四年（公元1631年），清.光緒H一年（公元 1885年）重建。中孔凈跨15.8米，兩邊孔各為11.9米。拱券 石厚30厘米，為拱跨的1/52.7和1/39.7。中墩厚約1米，合大孔的1/15.8?，F(xiàn)存最長(zhǎng)的多孔薄 拱薄墩連拱為江蘇蘇州寶帶橋?qū)殠蚴冀ㄓ谔疲瑲v代多次重修，現(xiàn)存橋共計(jì) 53孔，全長(zhǎng)316.8米，中間有3孔隆起 以通船只，橋?qū)?4.1米。橋頭建有石獅、石亭、石塔。五亭橋五亭橋。中國(guó)古典園林 中亦常見(jiàn)石拱橋，既起交通引路作用，更與園林景色有機(jī)結(jié)合，或是主 景，或是襯景。如 揚(yáng)州瘦西湖 中的，就是佳作。此橋也是我國(guó)現(xiàn)存唯一的虹橋中國(guó)的木拱橋肇始自宋。 宋代.張擇端的清明上河圖,在畫(huà)面高峰處有都城汴京 （現(xiàn) 河南開(kāi)封）跨汴水的一座木拱橋，名為 虹搽。為了漕運(yùn)，水中無(wú)橋墩，橋采用了宋.明道年間（公元1032至1033年）有一守卒子發(fā)明的“貫?zāi)尽奔軜?，即大木穿插疊架為木拱。虹橋 橋跨約18.5米，拱矢約4.2米，橋面總寬9.6米。橋毀于金元之際，幾百年來(lái)一直認(rèn)為已 是絕唱。近十多年來(lái)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，隨著北宋南