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泉州洛阳桥/摄影 李文博
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洛阳桥又名万安桥,位于福建泉州洛阳江入海口处。始建于宋代,是一座著名的跨海梁式石桥,有“中国古代四大名桥”之誉。
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杭州钱塘江大桥 /摄影 吕海彬
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钱塘江大桥建成于抗日烽火之中,它不仅在中华民族抗击外来侵略者的斗争中书写了可歌可泣的一页,也是我国桥梁建筑史上的一座里程碑,同时它也是我国桥梁工程师的摇篮。
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跨越阳澄湖的京沪高铁丹昆特大桥/摄影 章力凡
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京沪高铁丹昆特大桥全长约165千米,东起苏州昆山市,西到镇江丹阳市,高铁通过也需要开行40分钟,是世界上最长的桥梁。
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桥梁示意
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若要进一步提高跨度,这种桥梁就必须进化,连续梁桥由此诞生。这是一种“多墩架一梁”的桥,其梁体连续不间断,前后的弯曲互相约束,因此桥身难以被“折断”。我国最早跨越长江的桥梁——武汉长江大桥、重庆白沙沱长江大桥、南京长江大桥等,均采用连续梁结构。其中,武汉长江大桥是中国第一座跨越长江的现代化桥梁,人称“万里长江第一桥”。它的最大跨度达128米,正所谓“一桥飞架南北,天堑变通途”。而建成于11年后的南京长江大桥,则是长江上第一座完全由中国人自行设计、建造的大桥,最大跨度为160米。
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除了钢桥的突破,另一种技术也在我国被普及。它的原理十分巧妙,人们在混凝土中置入预先被拉伸的钢筋,钢筋如同被拉开的弹簧,自带强烈的“收缩欲望”。利用这种“内力”去平衡外力,梁体便能承受比原先更大的荷载,从而可以支持更大的跨度,这就是预应力混凝土技术。相比昂贵的钢铁,钢筋混凝土显然成本更低。于是在预应力混凝土技术的“加持”下,公路桥梁如雨后春笋般出现,纷纷登上历史舞台。
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时至今日,各类梁桥的应用已十分广泛,甚至已形成标准组件,可以在工厂制造、现场组装。虽然它的单跨跨度有限,但梁与梁前后相接,便可横贯江河,跨越海湾,甚至绵延100多千米,彻底取代路面。
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平潭海峡公铁大桥/摄影 赵马峰
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平潭海峡公铁大桥是连接福州长乐区和平潭县的跨海公路、铁路两用桥,上层是公路,下层是铁路。大桥全线长16.323千米,其中跨海段长11.15千米。大桥由元洪航道桥、鼓屿门水道桥、大小练岛水道桥、非通航孔桥、引桥五部分组成,其中非通航孔桥、引桥等部分均为梁桥结构。
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贰 似梁非梁
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在生活中,有一种极为“低调”的桥,从外表上看与梁桥十分相似,而实际上它具有截然不同的力学特征,需要更为复杂的设计和计算,这就是“刚构桥”。
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刚构桥的桥墩和梁体之间,不再需要支座支撑,而是成为一个整体,它们“同甘共苦”,共同抵抗梁体的弯曲。这就意味着,刚构桥能够支持更大的桥梁跨度,或可建造更加轻薄的桥面。尤其是结合预应力混凝土技术的连续刚构桥,这种1988年才第一次在国内应用的新桥型,兼顾跨度需求和行车体验,数年间便风靡大江南北。
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美中不足的是,刚构桥对温度变化较为敏感。当温度变化时,如果桥墩过于“倔强”,便会“束缚”住梁体,令梁体的伸缩变形无法得到释放,最终可能导致梁体弯曲。但这难不倒机智的工程师们,他们为刚构桥设计了更高的桥墩,让它变得“柔软灵活”,从而更好地释放梁体变形产生的压力。在高山峡谷地带,这种高桥墩再合适不过了。于是,众多高大巍峨的桥梁在山谷间拔地而起,桥墩从桥面直插谷底,通行其上仿佛腾云驾雾。
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