中国古代的拱桥是怎么建造出来的
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发布时间：2022-04-23 07:13
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热心网友
时间：2022-05-07 19:53
因为没有具体的古代如何建造拱桥的建筑设计记载，所以我们要根据具体的古代实际科技水平和生产力水平去推测古代拱桥建造。
（一）拱桥的结构形式和受力特点。
拱桥在竖向荷载作用下，在合理的拱轴线条件下，拱作为受力杆件，应尽量避免主承轴向力、弯矩，从而充分发挥拱肋截面作为轴向受力构件的特点，高效地利用构件截面。既然我们知道拱是轴向受力构件，那么，在拱的末端，即在拱脚处，产生x和y力。因此，拱桥要解决的关键应力问题是拱肋本身和拱脚基础在水平力和垂直力作用下的强度，拱桥更体现在水平力上面，即拱桥最终应该是推力结构。
（二）中国古代拱桥的结构和建筑思想。
中国古代拱桥更多的是上承式拱桥，即桥面体系和传递结构在拱圈上方，即所谓的建筑物上拱，即所谓的上承式。桥面直接承受荷载，然后转移到拱环下面，最后转移到拱脚。
首先，拱肋是一种受压构件，古代的材料主要是木头和石头(我将主要讨论石拱桥，木拱桥算了)，石头是一种很好的砌筑材料，类似于现在的混凝土，由受压构件来选择好的砌筑材料，这就说明了古人在选材上的这一环节。
然后，关于提到的拱轴线弧度的问题，我也要解释一下，拱轴线的选择，在今天的主要靠，圆弧、二次抛物线、高阶曲线、悬链线等。有一个关键问题，这个问题提到了，为什么古代拱肋轴线弧度较大，因为弧度、拱肋效应，也就是说，压缩的特性可以反映出来。
最后，是基础的选择。众所周知，赵州桥的基础很好，这里所涉及的问题并不是拱桥所谓的独面，所谓的驳船冲刷，基础沉降，对赵州桥的控制很好，基础作为拱桥生命线是极其关键的
热心网友
时间：2022-05-07 21:11
既然我们知道了拱是轴向受力构件，那么，在拱的端部，也就是拱脚处，产生了X向，和Y向的反力，
所以，拱桥关键的受力问题要解决的是，拱肋自身的强度问题与拱脚处基础承受的水平与竖向力，这里拱桥更多的是体现在水平力上面，也就是拱桥最后其实应该是个推力结构。
好了，了解完拱桥的基本受力状况后，我们来了解一下古代拱桥的构造特点，中国古代拱桥更多是上承式拱桥，也就是桥面系与传载结构是在拱圈之上的，也就是所说的拱上建筑，所谓上承式。桥面直接承受荷载，然后传递到下面拱圈之上，最后传递到拱脚处。
因为没有查到具体的古人怎么建造拱桥的施工设计方法，所以，我想做这样的推算，就是我只有我上面这些可以通过显而已经经验所总结出来的理论，完全抛弃现代强度理论的知识，来推测一下古人的建造思路。
首先，拱肋是受压构件，古代的材料主要是木头与石块（我这里就主要讨论石拱桥了，木拱桥作罢），石头是很好的圬工材料，类似于现在的混凝土，由受压构件从而选择良好的圬工材料，这解释了古人在材料方面选择方面的这一环节。
然后，关于提到的拱轴线弧度的问题，我还要先解释一下，拱轴线的选择，在现今主要由，圆弧线，二次抛物线，高次曲线，悬链线等等，这里有个关键问题，问题中提到的，为什么古代拱肋的轴线弧度都比较大，因为弧度大，拱肋的拱的效应，也就是受压的特点才能体现过来，如果拱肋做得过于平坦，那么梁的效应就大大体现出来，弯矩的效应就大大增加，弯矩我们知道，会让拱肋断面上压下拉，圬工材料的软肋就体现出来了，受拉是绝对不利的，在现在，钢材是良好的受拉受压构件，二就算是现代的混凝土，受拉也是很吃力的，所以这就解释了为什么古人选择弧度比较大的拱轴线，也就是出于安全的考虑，当然弧度越大，曲线美也能更多得体现出来。
最后我想讨论一下就是关于基础的选择，据我所知，赵州桥的基础是极为良好的，这里涉及到的问题就不是拱桥所单独面对的了，所谓驳岸的冲刷，基础的沉降，赵州桥都控制的极为良好，基础作为拱桥生命线是极为关键的
这里补充一个看似不重要的因素，由于力学知识和材料特性的*，古代拱桥是不可能建造得像现如今一样长的，但是桥作为一个跨越构造，特别上桥作为跨越水面的构造时，通航要求很多时候会成为左右桥梁外形的关键因素，如果细心一下一点就会发现，古代石拱桥，中国南方的话由于水路运输比较发达，通航的要求就显得很明显，拱的线形就会显得非常夸张，完全是为了桥下的船只通过，中国古代北方的话主要是陆路运输，马车等等，所以出现的拱桥的线形就会比较平坦一点。
