桥梁的发展及桥梁加固

秦 磊

（郑州大学 水利与环境学院，河南 郑州 450001）

桥梁的发展史可以追溯到原始时代，当时主要是利用自然倒下的树木，自然形成的石梁或石拱，溪涧突出的石块，谷岸生长的藤萝等。到了战国时代，由于铁器的出现，从而促进了建筑方面对对石料的多方面利用因此可以分为石桥和木桥，从而使桥梁在原木构梁桥的基础上，增添了石柱、石梁、石桥面等新构件。不仅如此，它的重大意义，还在于由此而使石拱桥应运而生。石拱桥的创建，在中国古代建桥史上无论是实用方面，还是经济、美观方面都起到了划时代的作用。石梁石拱桥的大发展，不仅减少了维修费用、延长了桥的使用时间，还提高了结构理论和施工技术的科学水平。在古代桥梁基本可以分为石桥和木桥，其中石桥以赵州桥最为出名。

近代桥梁是指从18世纪中叶到二次世界大战结束期间的桥梁。期间由于世界大战的原因，许许多多的桥梁都是在战争中被摧毁，其中不乏许多经典之作。但是从另一方面来看，也是促进了桥梁的发展。（1）在此期间，由于许多国家都开始进行了工业革命，在锻炼钢铁的技术上得到了实质性的发展，炼钢，锻铁和钢拱等方面逐渐的形成了设计理论和施工工艺技术，从而也为桥梁的发展起到了积极的作用。（2）在石桥方面，认识到了压力线的连续作用，出现了许多矢跨比非常小的多跨连拱。最先由Jean-Rodolphe Perronet发现，这一重大的发现使得桥梁的设计理念得到了转变也使得桥梁的技术到达了一个新的水平。（3）桁架梁桥的制作、施工理论和技术的逐步成熟。对于桁架桥梁，分静定结构和超静定结构。对于静定结构的桥梁，其优点是：结构设计简单，受力明确，桁架杆件只承受轴向力，没有多余的赘余力，不承担弯矩和剪力；施工也简单，按照普通杆件拼装桁架杆件就可以完成。缺点是：结构不能协调受力，承担的荷载潜力小于超静定结构。对于超静定结构的桁架桥，其优点是：能充分发挥杆件的潜力，节约用材，杆件不但能承担轴向力，而且还能承担弯矩和剪力；但施工稍微复杂（没有铰接节点，全部是固结节点）。桁架梁桥逐渐发展成熟，枢接方式也发生了变化，逐渐地被铆接代替。（4）混凝土桥方面，由于发明了米兰法和拱桥计算的挠度理论，从而也对混凝土桥梁的发展提供了理论基础。赫尼波柯（Hennrbique）最先注意到钢筋混凝土结构的受力特点。发明了T型梁，为后来桥梁的发展做出了巨大贡献。

现代桥梁是指二战结束以后，在相对和平时期修建的桥梁。现代桥梁越来越注重桥梁本身的结构形式：按主要承重结构体系有梁式桥、拱桥、悬索桥、刚架桥、斜张桥和组合体系桥等；按用途分有公路桥、铁路桥、公铁两用桥、城市桥；按跨越障碍分有跨河桥、跨谷桥、跨线桥和高架线路桥等；其中在大跨度桥梁上，有预应力混凝土连续桥梁、连续钢结构桥梁，悬索桥、斜拉桥等。在现代桥梁设计以及修建过程中也在建筑材料和制造、施工工艺上引起了人们的重视。用焊接工艺技术逐渐地代替了以往的铆接工艺，是的更加的节省材料，加工快，并且可以改善工人的工作环境。但是在高空作业时，焊接技术受到了很大的约束。对于建筑材料，运用高强度的混凝土，在预应力施工工艺中能够从分地发挥预应力筋的性能要求。从而也使桥梁能够实现大跨度。现代，社会经济发展迅速，车辆的吨位也是越来越大，在桥梁的基础方面也是需要着重考虑，因此出现了大型的钢或混凝土沉井基础、大直径钻孔桩基础等。

如今我国的桥梁存在着许许多多问题，例如，在1950到1980年期间由于资金的缺少，《桥规》的不完善以及设计技术水平的约束，该时期的桥梁不能满足当代交通的要求：部分桥梁因为不能满足设计荷载要求，多数桥梁是因为现今的交通量比较大，因此需要对桥梁进行加固处理，从经济效益以及社会效益比较加固桥梁和新建桥梁可以发现。对桥梁的加固和改造是更能符合可持续发展的基本发展理念的。桥梁的养护维修内容主要分为构造物的检修，排水系统、伸缩缝的清理，桥梁的防腐处理，经常检查桥梁各部分是否存在着构造病害。桥梁的加固与改造主要内容包括：桥梁上部构造的加固，桥梁下部构造的加固，桥面加宽，更换掉已坏构件等，常用的加固方法有桥面补强层加固，增大截面和配筋加固法，改变结构受力体系加固法，扩大基础加固法，墩台拓宽法等。

桥梁，不仅仅只是为了满足连接和交通的基本要求，更是悠久历史文化的文化积淀，也是设计者自己设计理念的诠释。随着社会的发展，桥梁的设计理念和施工工艺也在慢慢地完善；同时桥梁的维修、加固和扩建成为了现今必须重视的问题。只有科学合理的设计，采用新型建筑材料，以及适时检修和加固，才能保证桥梁的外形美观，经济，耐久的基本性能。

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