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中国的造桥技术与智慧

发布时间:2022-01-04  来源:中央纪委国家监委网站  字体大小[ ]

  原标题:中国的造桥技术与智慧

  中央纪委国家监委网站 李自强

港珠澳大桥远景。(图片来源:视觉中国)

  人类在社会发展的各个历史阶段中,创造了多样的生产和生活资料,桥梁便是其中之一。桥梁的出现和发展,不能脱离各自历史阶段社会、政治、经济等方面的条件,但也有其本身的特殊规律。我们今天看到的各种桥,不管是杨柳堤岸、柳锁虹桥,还是横渡海峡、跨越大江的钢索大桥,都是几千年来劳动人民智慧和力量的结晶。

  桥梁是怎样演化而来的?它将向什么方向发展?在联通世界的过程中还会发挥什么作用?著名桥梁设计专家、中国古桥研究的泰斗唐寰澄所著“桥梁三部曲”——《世界桥梁趣谈》《桥梁的故事》《桥之魅》,让我们在了解桥的实际功用之外,欣赏桥的建筑艺术,并更好地理解世界。

  梁桥、拱桥和吊桥构成桥梁的三大形式

  当原始人类利用天然倒下来的树木、自然形成的石梁或石拱、溪涧中的石块,或树木里攀缠的藤萝越过水道和峡谷时,桥梁便诞生了。

  桥梁的发展首先是木桥还是石桥很难说清。由于木料易腐朽的特点,古代木桥实物遗留较少,因此几千年来,保留较多的是石桥。近现代随着科技的飞跃,各种材质的金属桥和钢筋混凝土桥也纷纷亮相。

  《桥梁的故事》一书介绍了桥梁具有的不同形式:梁桥、拱桥和吊桥。直到今天,桥梁仍脱离不了这三大形式或其组合,只不过内容更丰富、组合更多样、材料更坚固、技术更进步而已。

  也许石桥是从有墩无梁的石步磴开始的。当桥跨较大时,在石墩上搁置石梁。从古书记载中,可以知道梁桥是桥的名称的起始。《说文解字》有:“桥,水梁也。”至今,我国南方水网地区仍存在着大量数百年前建造的石梁石柱桥,它们用料经济,构造简单,便利交通。

  世界上现存最长的石梁桥,是我国福建泉州的万安桥。该桥建于北宋中期,由郡守蔡襄督促完成。桥有47孔,总长1100米。把海生动物牡蛎养殖在筏形的条石桥墩基础上以胶固桥基,这在世界上是绝无仅有的。

  横搁石梁受材料强度的限制,跨度不能太大。为了加大桥的孔径,拱的出现成为必然。我们对拱的定义是,在垂直力的作用下会产生水平推力,且拱石本身都承受压力。从天然整体的石拱发展到用离散的块体砌筑石拱存在着一个很长的过程。拱的出现是人类文化进步到比较高的阶段的事。

  各个具有古老文化历史的国家,都保存着千百年以前的石拱桥。古罗马时代的石拱桥大半是半圆形拱,桥墩特别厚,以承受拱的推力。而世界上最著名的割圆拱和大拱上叠小拱,首推我国的赵州桥。

  赵州桥是隋代李春建造的。桥的大拱上叠了4个小拱,可以减轻拱的重量,相应减轻了拱对基础的推力,同时也能在洪水期间减少挡水的面积。唐朝张嘉贞的《石桥铭并序》说此桥“制造奇特,人不知其所以为”。外国桥梁和建筑专家也认为赵州桥的构造使古罗马时代石拱桥看起来十分臃肿。

  我国自古以来造桥技术就很高超。随着科技的发展和综合国力的提高,越来越多的各种材质的拱桥在我国落地生根。前一段时间,中国成功打造广西的平南三桥。这座钢结构拱桥主桥跨径575米,为世界之最。曾经有西方工程专家声称中国虽然可以建成规模巨大的悬索桥,却无法建设规模较大的拱桥。平南三桥再一次让他们心服口服。

  如今,采用传统平板桥面和柱式桥墩技术的港珠澳大桥,采用悬索桥技术的北盘江大桥,加上采用拱桥技术的平南三桥,分别作为梁桥、吊桥、拱桥三种形式的代表,向世界展示着桥的魅力,展示着中国人的智慧和力量。

  好的桥梁建筑艺术,是内容和形式的统一

  你站在桥上看风景,看风景人在楼上看你……不管是在城市还是在山野,桥梁往往都是留念拍照的地方。人们领略着风景,更欣赏着人类力量的创造物——桥。关于桥梁建筑,存在着不同的艺术观点。这些艺术观点形成不同的风格,使各地的桥梁百花齐放。

  桥梁的构建要符合建筑美学标准,这是《桥之魅》一书非常关注的问题。2000多年前古罗马建筑理论家维特鲁威写道:“所有的建筑需要坚固、实用和美丽。”建造桥梁首先是为了让人们渡过河流、越过峡谷。现实中,不可能在水泥广场上平地建一座桥。因此,实用性是桥梁的首要特点。其次是效益的最大化,在达到同样效果的情况下,尽可能节约成本,包括资金、材料、人工等。在满足了实用、经济的基础上,再考虑追求美感。

  书中提到,“桥梁结构要自然纯朴,在一定条件下也要考虑装饰的必要性,但仍需在经济的原则下进行”。桥梁建筑艺术的着重点应放在桥梁的主体结构上,要以最合理的结构和材料,塑造桥梁的美,做到实用、经济、美观的统一,而不是流于形式地增加许多装饰。这种观点是符合人民需求的。古代劳动者凭借聪明才智创造了优秀的桥梁工艺,这些桥梁之所以被人们记住,归根结底是经久耐用,而非华而不实。

  好的桥梁,是内容和形式的统一。正如书中所说,“在一切艺术中,形式主义是美的敌人。建筑艺术中色、线、形都是形式所必需的,但若仅注意色、线、形而不从根本内容出发便也成为形式主义的建筑”。比如封建时代为了取悦统治者,一些桥雕刻了过于繁复的装饰,虽然好看,却劳民伤财。再如卞拉尔提出的巴黎塞纳河上的凯旋桥方案,也被批驳为所有地方都雕刻了花纹,只差地面没刻花了,桥的正中间还立了个巨大的雕像,碍事挡道,一无是处。

  当装饰变成了只有装饰的价值时,内容和形式、真和美的统一便被破坏。只有健康的内容、有节制的装饰,才对桥梁的美起到积极作用。

  作为桥梁建筑艺术的典范,重庆两江大桥——东水门长江大桥和千厮门嘉陵江大桥位于重庆地标朝天门附近。如何做到桥梁本身既漂亮,又不喧宾夺主地破坏地标景观?设计者采用一对简洁的单索面矮塔斜拉梁桥的桥型,只有很少数目的拉索,达到窈窕和通透的目的,让桥梁在和周边环境协调相处中产生最美的效果。

  实用功能和欣赏价值兼具,让我们对桥梁有了更深的理解。虽然桥梁建筑艺术的好坏不至于影响桥梁本身的使用,却影响着人们的精神生活。桥梁建筑艺术表现出一个民族的艺术素养。因此桥梁设计者应当在使用要求的条件下,以客观条件为出发点,在通过力学计算确定方案的同时,从艺术的角度生发出美学建筑想象。

  桥梁成为友谊和共赢的代名词

  随着时代的进步,美的标准也在不断发生变化,桥梁的艺术风格也不断变迁。

  纵览桥梁建设历史,创新与守旧的斗争一直存在。“当木、石结构推进到钢铁和富于形象、可塑性高的钢筋混凝土结构的时代,一部分人想摆脱旧形式的影响,另一部分人却想尽量维持过去认为美的造型,往往以新的材料去套用旧的形式”。桥梁的建造,既要大胆解放思想,又必须从实际出发,坚持科学态度。

  桥梁历史中,推陈出新的事例非常多。当我们面对一座别致的新桥,正惊讶如何会产生这样的设计时,回头一看,原来是对历史上一些老桥用新的材料和技术加以改进的结果。

  《桥之魅》一书提到,美国的岳门桥钢拱造型,就是借鉴了我国颐和园玉带桥的形式而设计的。而南京长江大桥公路引桥部分的双曲拱桥,和赵县的济美桥,在风格上是大体一致的。

  推陈出新从技术上说,是从以往的结构中采取其合理的部分,采用新的材料和新的技术,增加新的内容,获得不同于旧形式却有渊源可寻的新的形象。如果延展开来说,桥梁建筑艺术上的进步与发展,表现出来的,还有思想领域上的创新意识和人本精神。

  坚持创新意识是桥梁不断实现突破的最大动力。被称为“现代世界七大奇迹”之一的港珠澳大桥,是中国建设史上里程最长、施工难度最大的跨海桥梁,多项施工工艺和标准已达国际领先水平。港珠澳大桥不仅代表中国桥梁的最先进水平,更是中国创新能力的体现。在建桥技术上,中国已拥有千米级斜拉桥设计施工成套技术、跨海特大跨径钢箱梁悬索桥关键技术等多项尖端技术。

  树立共赢理念是桥梁走向世界的精神力量。位于马尔代夫首都马累的中马友谊大桥,是马尔代夫历史上首座跨海大桥。三年多时间里,中马友谊大桥增加了当地的经济活力,给当地人民生活带来极大的便利。用中文和马尔代夫迪维希文标注的“中马友谊大桥”桥头景观拱门,每天都吸引着众多游人参观。

  如今,中国建设的桥梁遍布世界各地。从美国新海湾大桥到多瑙河上的塞尔维亚泽蒙-博尔察大桥,从马来西亚槟城第二大桥到坦桑尼亚的尼雷尔跨海大桥,一座又一座形式各异的桥梁不仅让天堑变通途,也成为体现中国工匠精神、展示中国形象、联通中外友谊的国家品牌。

  桥梁,不仅仅代表了建筑,也是某种精神的凝练。它已经超越了原本的含义,成为友谊与共赢的代名词。

  什么样的桥梁才是最美的?正如作者所言,“要体现人民的精神面貌,它的艺术形象应是实用的、美丽的、健康的”。助力路路相连,为着美美与共,用智慧和汗水打造的友谊之桥,才是最美的。

中国全民新闻网摘编亓荃鹏

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