全長55公裡，集橋、島、隧於一體，世界最長的跨海大橋——港珠澳大橋正式通車。這座被英國衛報譽為「新世界七大奇蹟」的大橋的落成通車，標誌著中國現代橋梁建造技術再次站到了新高度。我們在驚嘆這座跨海巨龍的雄偉氣魄和國人強大的創造力的同時，也一起來看看從古至今人們都是怎麼造橋的吧！
作者：韓松
資料圖 新華社供圖
其實，從發展歷史來看，橋梁可以分為古代、近代和現代橋梁三類。隨著人們對工程技術的不斷鑽研，橋梁從材料選取到結構設計、從建設施工到通行能力，都有了質的飛躍。
古人搭橋
用過養牡蠣的妙招
從歷史上看，木材和石材在數千年間都是人類建造橋梁的主要材料。但兩種材料卻都有先天的不足，可以說，材料的發展嚴重製約了古代橋梁技術的進步。另一方面，力學基礎理論的缺乏也制約著橋梁的設計和建設。
當時，幾乎所有橋梁的設計都來自生活經驗，比如拱橋和梁橋，也都採用最簡單的搭接和架設方式，無法形成大的跨徑，也難以設計合理的拱形。
儘管如此，古代橋梁結構的工程探索依然出現了技術進步的萌芽。比如，羅馬時代出現了橋梁基礎的圍堰施工方法，即打木板樁成圍堰，抽水後在其中修築橋梁基礎和橋墩；中國在11世紀初修建的洛陽橋，建設過程初期首先在橋址江中遍拋石塊，其上養殖牡蠣兩三年後膠固形成筏形基礎，這體現了中國古代勞動人民的智慧。
總的來說，在18世紀以前的橋梁，材料基本以木材和石材為主，嚴重製約著橋梁技術的進步。工程技術和設計理論尚處於萌芽階段。
近代修橋
抗風設計開始引入
隨著18世紀前後鋼鐵和水泥的出現，材料的發展和工程技術的進步為橋梁技術注入了新的活力，這一時期的橋梁我們稱為近代橋梁。世界上第一座鑄鐵橋是英國科爾布魯克代爾廠於1779年所造的塞文河橋，該橋為半圓拱，由五片拱肋組成，跨徑30.7米。
那時修橋，橋梁設計中的力學原理除了以承載力為代表的靜力作用之外，動力作用相關的力學原理也逐漸成為人員關注的重要內容，尤其是橋梁抗風設計的研發頗受重視，如尼亞加拉瀑布公路鐵路兩用橋採用了鍛鐵索和加勁梁；紐約布魯克林吊橋採用了加勁桁架來減弱震動；舊金山金門橋和奧克蘭海灣橋也都是採用加勁梁的吊橋。
另一方面，材料基礎理論的進步也積極推動著橋梁工程進入新時代，比如鋼筋混凝土橋梁的出現。鋼筋混凝土是將鋼筋埋入混凝土中受拉區的部分，讓兩者協同工作共同受力。受力過程中鋼筋抵抗拉力，混凝土抵抗壓力，協同工作，使得結構的承載能力大幅提高。因此，1900年之後的二三十年間，出現了大量的鋼筋混凝土拱橋和梁橋。
現代造橋
新工藝帶來大跨度
隨著預應力混凝土和高強度鋼材在20世紀30年代登上歷史舞臺，橋梁結構從近代橋梁發展到現代橋梁。
隨著工程對橋梁跨徑要求的不斷提高，斜拉橋和懸索橋逐漸成為大跨距長大橋梁的主要形式。
斜拉橋和懸索橋都是使用預應力鋼絲索作為懸索，並同加勁梁構成自錨式體系，通過鋼索將橋梁的力傳遞到主塔來承重；不同的是，斜拉橋是通過斜拉索直接將橋面的力傳遞至橋塔，而懸索橋是通過拉索垂直傳遞到主索，再由主索將力傳遞至橋塔。斜拉橋和懸索橋的設計形式為橋梁結構提供了更大的跨越長度。中國現有的著名長大的大跨距橋梁也多為斜拉橋或懸索橋，如青島海灣大橋、港珠澳大橋以及正在建設中的滬通大橋。
力學和材料學方面研究工作的新進展不斷給橋梁技術注入新鮮血液，大量新工藝、新材料、新設備被運用到橋梁工程建設中，推動橋梁工程的基礎理論、結構設計和工程建設水平不斷進步。
來源：北京晚報 知識就是力量供稿
編輯：TF0328