摘要:文章介绍了拱桥的发展历程,对不同时期,不同形式的拱桥的表现出来的美学进行赏析。
关键词:拱桥;发展;景观;美学
一、序言
桥梁作为跨越山川河流及道路的主要建筑物,人们对桥梁的美学要求越来越高,桥梁的景观设计往往体现一座城市或一条线路的审美要点,或者是城市中的一张名片。而众多桥型中,拱桥是最能体现景观性的桥型。相比其他桥型,拱桥以其独特的魅力在景观桥梁设计中被经常采用。
拱桥在世界桥梁史上是应用最早、最广泛的一种桥梁体系,位于伊拉克境内的Nimrod桥是目前世界上最古老的石拱桥,约建于公元前1800年,公元前约500年,古罗马大量建造石拱桥,其时人们已掌握了大量丰富的几何知识,在桥梁美学中遵循比例与序列原则,是罗马的石拱桥不仅造型优美,而且经久耐用。古罗马的造桥技术经过丝绸之路传到中国,中国建造拱桥的历史虽然比以造拱桥著称的古罗马晚好几百年,但中国的拱桥却独具一格。以独拱的赵州桥和连拱的卢沟桥为例,中国的石拱桥的突出特点就是形式优美,结构坚固。形式之多,造型之美,世界少有。有驼峰突起的陡拱,有宛如皎月的坦拱,有玉带浮水的平坦的纤道多孔拱桥,也有长虹卧波、形成自然纵坡的长拱桥。拱肩上有敞开的(如大拱上加小拱,现称空腹拱)和不敞开的(现称实腹拱)。拱形有半圆、多边形、圆弧、椭圆、抛物线、蛋形、马蹄形和尖拱形,可说应有尽有。隋唐时期公元605年,由李春创造的位于河北省赵县的赵州桥,是一座设计精巧,造型优美的空腹式圆弧拱桥,赵州桥非常雄伟,全长50.82米,两端宽9.6米,中部略窄,宽9米。桥的设计完全合乎科学原理,施工技术更是巧妙绝伦。唐朝的张嘉贞说它“制造奇特,人不知其所以为”。全桥结构匀称,和四周景色配合得十分和谐;桥上的石栏石板也雕刻得古朴美观。唐朝的张鷟说,远望这座桥就像"初月出云,长虹引涧"。
二、拱桥的分类及各自的特点分析
拱桥多采用圆曲线、抛物线、悬链线为拱圈的曲线造型。拱圈不仅是拱桥的主要承重部位,而且线条连续优美,孕育着强大的力量。在我国现有建成的拱桥中,拱桥种类繁多。按结构分类,有上承式、中承式、下承式拱桥。按材料分,有圬工拱桥、钢拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥、型钢混凝土拱桥。按拱轴线型式:圆弧拱桥、抛物线拱桥、悬链线拱桥。按拱上结构形式:实腹式拱桥、空腹式拱桥。按截面:板拱桥、箱型拱桥、肋拱桥、双曲拱桥。按结构受力图式:简单体系:无铰拱、二铰拱、三铰拱。组合体系(有无推力):刚架拱桥、桁架拱桥、桁式组合拱桥、梁拱组合桥。下面就不同的分类类型详细对其分析:
(1)上承式拱桥
上承式拱桥,桥面系设置在桥跨主要承重结构(桁架、拱肋、主梁等)上面的桥梁,称为上承式桥。其优点是:桥面系构造简单、施工方便,桥跨主要承重结构的宽度可以做得小一些(也可以密排),因而节省墩台圬工;另外,桥上视野开阔。缺点是桥面到梁底的建筑高度较大。其中实腹拱桥、空腹拱桥是上承式拱桥两种典型形式。
①实腹拱桥。小跨径的砖,石,混凝土拱常采用这种构造形式。实腹式圬工拱桥的承载潜能大、路桥连接顺畅、养护维修费用低、抗损坏性能好以及施工方便等优点,相比其它桥型优点明显。古代的砖石拱桥多半是实腹拱,拱圈上腹部两侧填实土壤或粒料后铺装路面。拱圈的厚薄取决于拱上填筑的高度。填筑越薄,拱圈亦可减薄,更为轻巧。石拱桥在我国古代乃至现代园林中应用广泛,它的结构之美体现在跨水架桥,意境之美,雕琢装饰,千姿百态,也是体现我国审美观的一种民族传统。建筑不论大小,工艺必须精益求精,如同一幅画图,不许有一处败笔。自从石窟造像盛行,古代石工,都有一套过硬本领,都具有一定的美工水平,赵州桥的栏板,卢沟桥的石狮,都以艺术珍品而闻名于世,这也是中国石拱桥在艺术方面一个可贵的传统,对于现代石拱桥装饰也还存在着深刻的影响。它是一份可珍贵的遗产,显示着中国古代劳动人民勤劳勇敢和卓越才能。我们在现代桥梁事业中,必然能够取得更大的成就。茅以升曾写《中国石拱桥》赞美。拱桥为桥梁的基本体系之一,建筑历史悠久外形优美,古今中外名桥遍布各地,在桥梁建筑中占有重要地位。它适用于大、中、小跨公路或铁路桥,尤宜跨越峡谷,又因其造型美观,也常用于城市、风景区的桥梁建筑。圆或略大于半圆。桥头驳岸接水,石阶上桥。临水河房,或有茶坊酒肆,凭栏观桥;一舟荡漾,富有诗情画意。江南石拱桥的优美,叹为观止。
空腹式拱中的葵花拱,造型更加如行云流水般优美流畅,不得不感叹力学与美学配合得如此完美。
拱肋片数也有单片到多片不等,桥面较小的,可在桥梁中心设置单片拱肋;桥面较宽的,可以设置双片或者多片拱肋,拱肋以拱为主,其中不乏优美新颖的造型。就拱形的造型也千姿百态,有提篮拱,平行拱,交叉拱,翻拱等等,体现现代桥梁人对美的追求。
(3)桁架拱桥
桁架拱桥可以是上承式也可以中承式、下承式拱桥,拱圈为拱形下弦的桁架并起拱的作用。桁架拱由于下弦拱肋(杆)较细,全桥刚度较大,有其结构和经济上的优点。在大大减少桥梁自重的同时也增加了桥梁虚的分量,使拱桥显的更为轻快。跨径也可以随之增加,其结构轻巧优雅,完全没有拱桥沉重笨拙的感觉,透风性好,风荷载小也相应减少。重庆朝天门长江大桥是目前世界上主跨最大的钢桁架拱桥,主跨552米。
三、结语
纵观桥梁设计发展的历史,美学的一些原则和理念早已在无形中融人了拱桥的设计之中,大跨度、创新、造型丰富等元素是现代桥梁的主要发展方向。拱桥设计更是要求体型匀称,比例和谐,结构合理,造型美观,充分展现结构的造型之美与力量之美的完美结合。
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论文作者:朱雪梅
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/15
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