中国古代桥梁建造原理?
2021-02-10

(一)拱桥的结构形式和受力特点。

拱桥在竖向荷载作用下,在合理的拱轴线条件下,拱作为受力杆件,应尽量避免主承轴向力、弯矩,从而充分发挥拱肋截面作为轴向受力构件的特点,高效地利用构件截面。

既然我们知道拱是轴向受力构件,那么,在拱的末端,即在拱脚处,产生x和y力。因此,拱桥要解决的关键应力问题是拱肋本身和拱脚基础在水平力和垂直力作用下的强度,拱桥更体现在水平力上面,即拱桥最终应该是推力结构。

(二)中国古代拱桥的结构和建筑思想。

中国古代拱桥更多的是上承式拱桥,即桥面体系和传递结构在拱圈上方,即所谓的建筑物上拱,即所谓的上承式。桥面直接承受荷载,然后转移到拱环下面,最后转移到拱脚。

首先,拱肋是一种受压构件,古代的材料主要是木头和石头(我将主要讨论石拱桥,木拱桥算了),石头是一种很好的砌筑材料,类似于现在的混凝土,由受压构件来选择好的砌筑材料,这就说明了古人在选材上的这一环节。

然后,关于提到的拱轴线弧度的问题,我也要解释一下,拱轴线的选择,在今天的主要靠,圆弧、二次抛物线、高阶曲线、悬链线等。

有一个关键问题,这个问题提到了,为什么古代拱肋轴线弧度较大,因为弧度、拱肋效应,也就是说,压缩的特性可以反映出来。

最后,是基础的选择。众所周知,赵州桥的基础很好,这里所涉及的问题并不是拱桥所谓的独面,所谓的驳船冲刷,基础沉降,对赵州桥的控制很好,基础作为拱桥生命线是极其关键的

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