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崔金泰
逢水遇谷架桥,天堑变通途.桥是载着人类跨越天堑的“翅膀”,也是人类智慧和力量的结晶.桥将中华民族漫长的文明发展连接并伸展开来：从原始氏族西安半坡村围沟上的独木桥, 到名扬中外的赵州石拱桥；从绍兴古桥中的八字桥,到北京现代化的立交桥；从红军长征途中飞渡的铁索桥,到被称为“中国铁路第一跨”的乌江黄草桥；从姑苏婀娜多姿的园林古桥,到中国第一座跨海的上海东海大桥……为我们展现出一幅融桥梁文化与科技内涵于一体的历史画卷.
新型桥梁拔“水”而起
1988年建成的广东番禺洛溪大桥,是我国建造大型新型桥梁的典型代表.这座大桥采用新型的大跨度预应力混凝土制成.预应力混凝土是在钢筋混凝土中加入高强度钢丝而成,其突出的优点是克服了单一钢筋混凝土易产生裂纹的缺点,提高了桥梁的使用寿命.洛溪大桥在建造中采用了先进的悬臂安装法和顶推法施工,因而成为当时最大跨度的梁桥,也成为我国大跨度预应力混凝土梁桥建造的里程碑.
进入20世纪90年代,在新型斜拉桥建造方面也有了长足的进步.相比传统的梁桥,斜拉桥的跨度更大.它由索塔、主梁、斜拉索组成.桥中部的索塔上伸出许多拉索,像千手观音一样,拉着桥身,因而使桥的建造用料更省,桥身更轻.上海南浦大桥和杨浦大桥是我国首次自主设计和建造的大跨度斜拉桥.它们的建成, 不仅积累了宝贵的实践经验, 而且使我国从建造跨度200多米的斜拉桥向建造主跨
400多米和600多米斜拉桥跃进.2008年,我国建成拥有世界第一跨径（1088米）的苏通斜拉桥,而且它还保持着世界斜拉桥最长拉索、最高桥塔和最大群桩基础的纪录.
继成功建造斜拉桥后, 我国又开始建造现代悬索桥.这种桥的桥面支承在悬索上,因而得名.悬索桥的特点是造型优美、跨越能力大.1994年建成的主跨452米的广东汕头海湾大桥,是我国建造大型悬索桥的首次尝试.它采用预应力混凝土加劲梁,每根主缆有110股.接着,又自主设计和建成主跨888米的广东虎门珠江悬索桥.2005年,建成了居世界大跨径悬索桥前列的主跨1490米的润扬大桥,实现了建造大跨径悬索桥的“跳”.
新型钢管混凝土（即在钢管内填充混凝土）拱桥由拱桥演变而来.这里所说的拱桥,是一种最古老的桥,其洞呈弧形.弧形桥洞具有传递压力的特殊能力,这就好像把一个没有裂缝的鸡蛋握在手掌中,使出全部握力也不能把鸡蛋攥破一样.这是因为圆弧形可以把表面上受的力沿弧形传递到各个部位,使承受的力分散了,因而能承受很大的压力.我国隋代建成的赵州桥,距今已1400多年了,是世界上最古老、保存完好的石拱桥.20世纪90年代,我国相继建成数十座钢管混凝土拱桥,其代表作是广州丫髻沙大桥和重庆万州长江大桥,标志着我国钢管混凝土拱桥已跻身世界先进行列.而于2016年6月建成通车的沪昆高铁北盘江特大桥,拱桥跨度达445米,为世界跨度最大的铁路拱桥,也是最大跨径钢管混凝土拱桥.
公路桥的“千米跨越”
南京长江大桥是我国自行设计和施工的第一座长江大桥,已成为我国自主建造大桥的里程碑.1972年建造的山东北镇黄河公路大桥,其钻孔桩的入土深度达107米,在我国公路钢桥发展史上占有重要地位.此后,在长江三角洲和中西部山区高原相继掀起了公路桥梁建设的热潮.
在绵延几千千米的长江干流上,短时期内一座座跨江大桥拔“水”而起,形成了一道道亮丽的景观.连接南通与苏州的总长达8千米的苏通长江公路大桥, 以其“千米跨越”的身姿成为世界第一公路斜拉桥,代表了当时中国桥梁建设的最高水平.这座大桥300米高的桥塔,误差不超过10厘米.更令人惊奇的是, 这座大桥的垂直度达1/42000,误差仅为9毫米.它的另一个创新亮点是对主桥墩基础进行了永久冲刷防护,这在国内大型桥梁建设中尚属首例.
1999年建成的江苏江阴长江公路大桥是中国自主设计完成的中国第一座超千米的大跨径悬索公路大桥,其巨大沉井基础的北岸锚碇以及混凝土桥塔,均由我国自主施工建造,并全面达到了高标准的要求.
21世纪初建造的东海大桥和杭州湾大桥,是两座长达30多千米的超长跨海公路大桥,它们采用新结构、新材料、新工艺、新设备等高新科技建造而成,堪称世界造桥史上的奇迹.这两座犹如掠过蓝色海面比翼双飞的大桥, 无论是设计水平、建造材料, 还是施工工艺和质量监控,都标志着我国桥梁建设已达到世界先进水平.
目前,我国已建成的梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等大跨径公路桥,其最大跨径分别达330米、550米、1088米、1490米,分别位居世界同类桥梁的前列.
铁路桥的异军突起
随着我国高速铁路和城市化的快速发展,我国铁路桥梁建设异军突起,数以千计的各种现代化铁路桥梁相继建成通车.这些自主创新设计和建造的铁路桥梁, 采用了先进的设计理念和施工技术,桥梁式样美观新颖,跨度大,稳定性好,施工和安装精度高,使用寿命长,其中有的还创造了国内外先进纪录.与此同时,我国科技人员还开创性地用铁路桥梁即高架桥代替路基,成为世界的创举.这不仅节约了大量宝贵的土地,而且减少了铁路线对城市的切割.例如,京沪高铁丹阳至昆山段的丹昆特大桥,全长164.85千米的路段完全用高架桥替代,节省的土地资源相当可观.这表明,现代铁路桥梁的功能已大为扩展,既用于铁路跨江过海,也用旱桥式的高架桥托举铁路.
现代高速铁路列车运行速度很快,要求路基必须铺设不用石子而用混凝土浇铸的无砟轨道.而桥梁基础的沉降控制,则是铺设无砟轨道及保持轨道平顺性的关键.这要求桥梁基础在承重后沉降不超过15毫米,桥梁相邻墩台沉降相差不超过5毫米,条件非常之严格.
被称为“中国铁路桥梁第一跨”的乌江黄草铁路大桥全长410.65米,高63米,梁体一跨过乌江,跨度达168米.黄草铁路大桥地质结构复杂, 施工难度大.施工人员不仅制服了乌江汹涌的地下渗水, 而且采取了先进的挂篮技术进行悬灌施工, 圆满地完成了架桥任务.
九江铁路大桥是我国继武汉、南京长江大桥之后, 在长江上建造的第3座大桥.这座大桥是全长2000千米的京九铁路线上的一颗明珠.它全长7675米,正桥主跨216米,10个水中桥墩托起了1806米长的正桥钢梁.而三跨一连的钢梁挺立在桥墩上, 宛若翩跹起舞的蛟龙腾跃在长江江面之上.九江铁路大桥在中国桥梁建造史乃至世界建桥史上创造了一系列第一：第一个桥面铁路线上无道砟和无轨枕；在箱梁上铺无缝钢轨（每米重60千克）,最大轨节长2700米,创国内桥上无缝线路最长的纪录；大桥长度和正桥主跨度均为国内同类型之最；钢梁H型杆件全部焊接而成,最大厚度52毫米,突破了世界钢板焊接最大厚度纪录；近2000米长的主桥桁梁在悬空跨中合拢,对接误差仅为0.2毫米,创造了奇迹.
武汉天兴洲铁路公路两用长江大桥,主跨504米,为目前世界上主跨最大的铁路公路两用
斜拉桥,并实现了我国铁路公路两用大桥主跨从300米级到500米级的飞跃.这座大桥可同时承载2万吨载荷,是世界上载荷最大的铁路公路两用大桥.在建造世界最长的郑州黄河铁路公路两用大桥时, 对其主桥钢桁梁首次创造性地采用了中主桁竖直、两边主桁外倾的“三斜主桁结构”.这种结构的特点是,承重能力强,结构新颖,但技术难度大.2005年建成的宜昌-万州长江大桥,正桥采用连续钢桁架桥式,其300米长钢桁拱立跨在世界同类型铁路桥梁中名列前茅.
跨海大桥敢为人先
我国海域辽阔,海岸线北起鸭绿江口,南至北仑河口,长约1.8万千米,加上星罗棋布的岛域和海湾,海岸线总长达3万千米,而且沿岸多为优良海湾和港口城市.我国跨海大桥的建造,虽然起步较晚,但发展势头很快,而且造桥技术处于世界领先水平,创造了多项世界先进纪录.
杭州湾跨海大桥全长35.67千米,北起嘉兴市海盐,南止宁波市慈溪.作为我国自行设计和建造的大型跨海大桥,其工程规模之大、技术难度之艰巨国内外未有先例,建成时成为当时世界最长的跨海大桥.为了防止桥墩不被海水侵蚀,保证大桥的安全和使用寿命,建桥科技人员研制成耐海水腐蚀的新型混凝土,填补了世界建桥史上的空白.在技术创新方面有以下几大亮点：一是研制成世界上第一架“千脚蜈蚣”运梁机,并把“梁上架梁”的世界纪录从900吨一举提高到1430吨；二是为解决大型混凝土桥梁早期开裂的世界性难题,创造性地对预制箱梁实施了二次张拉；三是为了钻孔灌注桩施工安全,首次采用有控制放气工艺,避开了浅层沼气对施工安全构成的威胁,开创世界同类地质环境成功建桥的先河；四是为了克服风浪对施工的影响,创造性地研制出可在潮多、流速急的海面上施工的打桩船；五是为保护杭州湾大桥和过往船只,在世界上首次采用一种全新的桥墩柔性防撞装置.另外,特别应提及的是建桥施工中打下了5513根整桩螺旋钢管桩,这些被称为“定海神针”的钢管桩,最大直径1.6米,最大长度89米,其个头巨大,形象说横着放管内可走人,竖起来有30层楼高.这样大的钢管桩,此前在国内外特大桥梁建造中从未被成功地使用过.
此后,我国又相继建造了多座具有世界先进水平的跨海大桥.例如：青岛海湾跨海大桥,全长35.40千米；上海东海大桥,全长32.50千米,是我国第一座建在外海的跨海大桥；舟山跨海大桥,全长48.16千米,它与杭州湾大桥相连接,是世界上规模最大的岛陆连接工程.
展望未来,我国已规划建造更为宏伟的跨海大桥.其一就是在被誉为“黄金水道”的琼州海峡上建造跨海大桥.琼州海峡东西长约80千米,南北平均宽度30千米,它不仅是沟通北部湾和南海中、东部的海上走廊,也是广东至海南岛和越南等地的海上交通捷径.规划中的琼州海峡跨海大桥为公路、铁路两用大桥, 以实现环北部湾陆路通道的无缝对接.大桥跨海部分长度将达26.30千米,预计2020年建成通车.跨海大桥建成后, 驾车跨越琼州海峡只需20分钟,乘铁路列车仅需10分钟,比原来的轮渡通过海峡（候船和行船时间约3小时）节省大量时间.更引人注目的是,大桥将对南海资源开发、实施国家能源战略具有重大意义.其二是建造大连湾跨海大桥.跨海大桥全长24千
米,与其相配套的工程为大连湾海底隧道和人工岛.大桥建造工程已于2015年启动.大连湾跨海大桥建成后, 将突破大连湾海域对城市交通的切割,形成大连新老市区的环形交通网,也为我国建设大规模跨海交通集群工程项目积累宝贵的经验.
立交桥独树一帜
由于城市各种车辆飞速增长,造成城市交通拥挤、堵塞,特别是交叉路口通过的车辆频繁,用红绿灯限行的平面交叉型道路已无法应对车辆像潮水般拥堵的局面.于是, 人们将以往跨水过谷的桥梁请来,使它走出河谷、山涧,在城市中施展本领,承担起疏导交通的重任.就这样,传统的桥在城市里演变成拔地而起、立体交叉的旱桥,这就是式样新颖、气势壮观的立交桥.
说起立交桥,有人可能认为这种现代化的交通设施是外国发明的,实际上,在我国古代就已经出现了立交桥的雏形,当时称为阁道、复道,后来发展为天桥.也就是说,立交桥的故乡在中国.早在秦始皇时期,所建的阿房宫阁道直通骊山.这种高阁式的通道,上层为空中通道,桥下地面又有交叉或平行的道路,显然已是一种带有立体意味的古代交通设施,完全可以称为早期的立交桥雏形.不仅如此,世界上最早的具有立体交叉的桥,是1256年在绍兴建造的“八字桥”.这座桥高5米,长45米,距今已有700多年的历史,可称为现代立交桥的“祖师爷”.从造型上看,这座桥的主桥和两端的通道构成的“八字形”人行梯桥,就像现在城市中的过街立交桥——天桥.
现代立交桥兴起于20世纪20年代.1928年,美国为了使日渐增多的车辆能安全、快捷地通过交叉路口,在新泽西州建造了世界上第一座现代道路立交桥.此后, 世界各国便相继建造立交桥, 并进一步创新发展.1979年兴建的北京建国门立交桥,是我国第一座机动车与非机动车完全分行的三层互通式立交桥.1984年通车的北京三元立交桥,是国内规模最大的立交桥之一.由26座大、小桥梁组成的北京天宁寺立交桥,共分4层,高出地面10.5米,最高桥墩柱直径达2米.目前, 北京共有道路立交桥100多座,总长达100多千米,数量占全国城市立交桥总数的70% 以上.
上海则建造了目前世界上最大的立交桥——沪青平立交桥,它是上海国际航空港的重要门户和上海路网格局的核心工程之一,整个立交桥分为四层、三系统,总建筑面积达到创纪录的12万平方米,堪称“世界第一立交桥”.
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桥的分类
桥的应用广泛,种类繁多.按建造的材料不同,可分为木桥、石桥、钢桥、混凝土桥、钢筋混凝土桥等；按用途不同,可分为铁路桥、公路桥、管道桥、多用途桥等；按跨越的对象不同,可分为跨越河流的跨河桥、跨海或海湾的跨海桥、跨越公路或铁路的立交桥、跨越山谷的跨谷桥、跨越城区或工农业区的高架桥；按结构形式和受力不同,可分为梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥、钢架桥等；按跨度和总长度不同,可分为特大桥、大桥、中桥、小桥,等等.
【责任编辑】庞 云
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参考文献：
1、 重述满天星斗式的中国古神话评严优《诸神纪》 口谢开来诸神纪,严优著,北京大学出版社,2016对于中国民俗学的学生来说,有两本经典文献很难绕开,一本是中国民俗学之父钟敬文先生主编的教材民俗学概论,另一本是德国学者艾伯华撰写,由北京大学王燕生、周祖.
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