如何建造一座很长的桥?
作者 差评君
发表于 2024年11月

桥梁是使车辆行人等能顺利通行的建筑物。如果河沟变宽,桥梁自然也需要相对延长。由于自身的重力,桥梁天然就会向下弯曲。而拱桥的形状能将重力与荷载转化成垂直于拱截面的压力,在竖向荷载作用下,拱式结构的支撑处不仅产生竖向反力,而且产生水平推力,所以就能承受更大的重力。

洛阳桥的建造

但是,单拱能承受的跨度是有极限的。即便到了今天,在现代技术的加持下,世界上最大的跨径拱桥天峨龙滩特大桥跨径也只有600米,相比之下,古代拱桥的长度就更加有限了。大名鼎鼎的隋代石拱桥赵州桥,全长不过64.4米。如果想修一座更长的桥,那就只能加桥墩了,例如始建于1053年的洛阳桥,虽然全长只有834米,但却是中国最早的跨海石桥。

洛阳桥得名于泉州洛阳江。洛阳江“水阔五里,上接大溪,外即海也,每风潮交作,数日不可渡”。出于交通经贸的需求,历朝历代都想在这里建造桥梁,但古代的技术条件实在很难在湍急水流中打造坚实的桥墩。桥上的一切重量和振动影响,再加上桥梁本身的自重,以及风力、水力的影响等,都会传达到桥墩,所以桥墩是桥梁的基础。只有桥墩立得牢,桥梁才能坐得稳。可在洛阳江这样波涛汹涌的江水中,要如何施工呢?

桥匠会在风浪较小的日子里,用船载石,沿着规划好的桥梁中线抛下大量石块,使江底形成一条矮石堤,然后在堤上建桥墩。为了对抗汹涌水势,洛阳桥的桥墩全部用长条石交错垒砌,并且形成了“一头尖”的形状,来减轻浪涛对桥墩的冲击。为了巩固基石,洛阳桥还首创了“种蛎固基法”——把牡蛎当作生物胶水。利用牡蛎无孔不入,繁殖能力很强的特点,使其跟石墩长在一起,使石头胶结成牢固的中流砥柱。这也是世界上第一个把生物学与桥梁工程结合的建筑。

宋代桥梁建造大发展,江南地区大部分的江河,在宋代被征服了,除了钱塘江。钱塘江比洛阳江更宽、更急而且更凶,江面宽达千米,古时又名“罗刹江”。

钱塘江大桥的建造

以古代的工程条件,要在钱塘江修建跨江大桥,根本是天方夜谭。直到1933年,民国时期杭江铁路、浙西公路都在逐步发展,但因钱塘江一水之隔,铁路、公路无法贯通,南北两岸货物运输异常困难。接过修桥这个重担的,是著名桥梁专家茅以升。但当时的中国,工程建造能力不容乐观。

假设你手里有一个碗,将它碗口朝下扣入水面,直达水底,你会发现,这个碗里总是会残留一些空气。在地面上建造一个高气密性的混凝土箱体,让这个箱体像是倒扣的碗一样,有顶无底。

本文刊登于《世界博览》2024年22期
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