赵州桥用来减轻桥身重量的方法是什么

Question

赵州桥用来减轻桥身重量的方法是什么

Answer 1

　　这是李春对拱肩进行的重大改进,把以往桥梁建筑中采用的实肩拱改为敝肩拱,即在大拱两端各设两个小拱,靠近大拱脚的小拱净跨为3．8米,另一拱的净跨为2.8米.这种大拱加小拱的敝肩拱具有优异的技术性能,首先,可以增加泄洪能力,减轻洪水季节由于水量增加而产生的洪水对桥的冲击力.古代佼河每逢汛期,水势较大,对桥的泄洪能力是个考验,四个小拱就可以分担部分洪流.据计算四个小拱可增加过水面积16%左右,大大降低洪水对大桥的影响,提高大桥的安全性.
　　其次,敝肩拱比实肩拱可节省大量土石材料,减轻桥身的自重.据计算四个小拱可以节省石料26立方米,减轻自身重量700吨,从而减少桥身对桥台和桥基的垂直压力和水平推力,增加桥梁的稳固.第三、增加了造型的优美,四个小拱均衡对称,大拱与小拱构成一幅完整的图画,显得更加轻巧秀丽,体现建筑和艺术的完整统一.第四、符合结构力学理论,敝肩拱式结构在承载时使桥梁处于有利的状况,可减少主拱圈的变形,提高了桥梁的承载力和稳定性.
　　采用圆弧拱形式,改变了中国大石桥多为半圆形拱的传统.中国古代石桥拱形大多为半圆形,这种形式比较优美、完整,但也存在两方面的缺陷：一是交通不便,半圆形桥拱用于跨度比较小的桥梁比较合适,而大跨度的桥梁选用半圆 形拱,就会使拱顶很高,造成桥高坡陡、车马行人过桥非常不便.二是施工不利,半圆形拱石砌石用的脚手架就会很高,增加施工的危险性.为此,李春和工匠们一起创造性地采用了圆弧拱形式,使石拱高度大大降低.赵州桥的主孔净跨度为37.02米,而拱高只有7.25米,拱高和跨度之比为1：5左右,这样就实现了低桥面和大跨度的双重目的,桥面过渡平稳,车辆行人非常方便,而且还具有用料省、施工方便等优点.当然圆弧形拱对两端桥基的推力相应增大,需要对桥基的施工提出更高的要求
　　中国习惯上把弧形的桥洞、门洞之类的建筑叫做“券”.一般石桥的券,大都是半圆形.但赵州桥跨度很大,从这一头到那一头有37.04米.如果把券修成半圆形,那桥洞就要高18.52米.这样车马行人过桥,就好比越过一座小山,非常费劲.赵州桥的券是小于半圆的一段弧,这既减低了桥的高度,减少了修桥的石料与人工,又使桥体非常美观,很像天上的长虹.
　　券的两肩叫“撞”.一般石桥的撞都用石料砌实,但赵州桥的撞没有砌实,而是在券的两肩各砌一两个弧形的小券.这样桥体增加了四个小券,大约节省了一百八十立方米石料,使桥的重量减轻了大约500吨.而且,当洨河涨水时,一部分水可以从小券往下流,既可以使水流畅通,又减少了洪水对桥的冲击,保证了桥的安全.
　　它用二十八道小券并列成9.6米宽的大券.可是用并列式砌,各道窄券的石块间没有相互联系,不如纵列式坚固.为了弥补这个缺点,建造赵州桥时,在各道窄券的石块之间加了铁钉,使它们连成了整体.用并列式修造的窄券,即使坏了一个,也不会牵动全局,修补起来容易,而且在修桥时也不影响桥上交通.