长大桥梁科学

从远古的独木桥开始，经历漫长的岁月之后，我们现在已经能够建造跨度3公里的超长大桥。对现代社会来说，桥是不可缺少的生活基础设施，它既提高了陆路交通的便利性，也是现代文明通往未来的桥梁。本书从技术层面对人类历史中桥梁的发展，进行了*全面地归纳。无论是人行天桥还是长大桥梁，桥都充满了魅力。 

本书主要介绍了世界桥梁的发展过程以及各种桥梁的结构，从技术层面对人类历史中桥梁的发展进行了全面的归纳。本书配有大量彩图，内容浅显易懂，趣味性强。在书里您能学到有关桥梁的专业知识，还能了解到许多跟桥梁相关的趣闻轶事和历史故事。 本书作者既是有实战经验的桥梁专家，也是桥梁的忠实爱好者。相信阅读了本书，您一定会带上更专业、更有兴趣的眼光来欣赏我们身边随处可见的桥梁。在岛国日本，大大小小的桥梁数不胜数，日本的桥梁技术在世界上也位居前茅，因此通过阅读本书，您一定能学到更专业的桥梁知识和技术。

　　　　杜玲莉，女，1976年7月生，乐山师范学院副教授，西南交通大学日语语言学硕士毕业，从事日语教学16年。

　　　　盐井幸武：1941年生于日本岩手县。1963年东北大学工学部土木工程系毕业。同年进入建设部后，先后在东北地方建设局、道路局、土木研究所、本州四国联络桥公团、关东地方建设局、东京湾横断道路株式会社等任职，后任八户工业大学结构工程研究所教授，目前为该校名誉教授。著作有《重新认识抗震设计》、《桥梁结构基础知识》等。

第1章　桥的起源 …………………………………………………………9
1　桥随着人类文明而“进化”…………………………………………… 10
2　桥的结构与特征 ……………………………………………………… 14
3　桥应具有的功能 ……………………………………………………… 16
4　桥的材料与结构形式 ………………………………………………… 18
5　桥的承载力和安全性 ………………………………………………… 20
专栏　关于桥的故事……………………………………………………… 22

第2章　拱桥 …………………………………………………………… 23
1　拱桥的原理在于拱作用 ……………………………………………… 24
2　拱形由半圆形往各种弧形发展 ……………………………………… 26
3　支撑拱的基本结构的多样化 ………………………………………… 28
4　石拱桥的诞生及其推广 ……………………………………………… 32
5　石拱桥向钢拱桥的发展 ……………………………………………… 36
6　取代石拱桥的钢筋混凝土拱桥的发展 ……………………………… 40
7　日本的钢筋混凝土拱桥（20世纪40年代以前）……………………… 42
8　日本的钢筋混凝土拱桥（20世纪50年代以后）……………………… 44
9　拱桥的各种架设施工法 ……………………………………………… 46
信息盒　欧洲石拱桥的历史……………………………………………… 48
信息盒　日本的石拱桥是用中国和西方的技术建造的………………… 52
专栏　拱桥与太鼓桥……………………………………………………… 56

第3章　梁桥 ………………………………………………………………… 57
1　何谓梁桥（简支梁桥）？ …………………………………………… 58
2　长梁桥技术 …………………………………………………………… 62
3　连续梁桥与悬臂梁桥的结构 ………………………………………… 66
4　东京湾AQUA-LINE的连续梁桥 …………………………………… 70
5　矮塔斜拉桥 …………………………………………………………… 74
6　梁桥的施工方法 ……………………………………………………… 76
7　板桥 …………………………………………………………………… 80
信息盒　支撑人们生活的美丽的人行天桥……………………………… 82
信息盒　海上道路………………………………………………………… 86
信息盒　浮桥……………………………………………………………… 90
专栏　吊桥………………………………………………………………… 94

第4章　桁架桥与刚架桥 ………………………………………………… 95
1　桁架的结构 …………………………………………………………… 96
信息盒　被称为铁恐龙的桁架桥………………………………………… 98
2　桁架的种类 ………………………………………………………… 100
3　桁架桥的进化史 …………………………………………………… 102
4　跨越更长跨度的桁架桥 …………………………………………… 104
5　桁架桥的施工方法 ………………………………………………… 106
6　什么叫刚架桥？ …………………………………………………… 110
7　各种各样的刚架桥 ………………………………………………… 112
8　身边的钢筋混凝土结构的刚架桥 ………………………………… 116
信息盒　跨越河谷的桥梁……………………………………………… 118
信息盒　隅田川上的桥梁……………………………………………… 122
信息盒　大阪的八百零八桥…………………………………………… 126
专栏　日本早的桁架桥……………………………………………… 130

第5章　悬索桥 …………………………………………………………… 131
1　长的桥梁悬索桥的特征 ………………………………………… 132
2　悬索桥的发展 ……………………………………………………… 134
3　美国长悬索桥的历史 ……………………………………………… 136
4　本州四国联络桥的技术开发①
　 从悬索桥的摇篮期到一条线路三座大桥的时代 ………………… 140
5　本州四国联络桥的技术开发②
　 岛波海道 ：尾道—今治线 ………………………………………… 142
6　本州四国联络桥的技术开发③
濑户大桥的悬索桥 ：儿岛—坂出线 ……………………………… 144
7　本州四国联络桥的技术开发④
　 大鸣门桥和明石海峡大桥 ：明石—鸣门线 ……………………… 146
8　其他的日本悬索桥的技术发展趋势 ……………………………… 150
9　长悬索桥的技术开发①
欧洲篇 ……………………………………………………………… 154
10　长悬索桥的技术开发②
中国、韩国篇……………………………………………………… 158
11　主塔的架设 ……………………………………………………… 160
12　缆索的架设 ……………………………………………………… 162
专栏　主缆索的变迁…………………………………………………… 166

第6章　斜拉桥 …………………………………………………………… 167
1　需要高超技术的斜拉桥 …………………………………………… 168
2　欧洲斜拉桥的历史 ………………………………………………… 172
3　日本斜拉桥的历史 ………………………………………………… 176
4　斜拉桥的普及 ……………………………………………………… 180
5　斜拉桥的施工法 …………………………………………………… 182
专栏　新型长桥梁结构形式复合斜拉悬索桥………………………… 184

第7章　下部结构 ……………………………………………………… 185
1　桥是由下部结构支撑的基本结构 ………………………………… 186
2　排除各种难题的桥梁设计 ………………………………………… 188
3　作用于下部结构上的各种各样的荷载 …………………………… 190
4　桥台和桥墩种类多样 ……………………………………………… 192
5　坚硬地基上面使用“直接基础”…………………………………… 194
6　沉井（打井的方法）
　 沉箱基础① ………………………………………………………… 197
7　气压沉箱
　 沉箱基础② ………………………………………………………… 199
8　桩基础与木桩
桩基础① …………………………………………………………… 201
9　混凝土桩
　 桩基础② …………………………………………………………… 203
10　钢管桩、H形钢桩………………………………………………… 205
　　 桩基础③ ………………………………………………………… 205
11　现浇混凝土桩 …………………………………………………… 207
12　新形式基础、特殊基础…………………………………………… 210
13　防桥断裂技术
桥梁的地震对策 ………………………………………………… 212
信息盒　打桩锤的发展………………………………………………… 216

桥梁在我们的社会生活和经济活动中起着很重要的作用，但却因为 它过于平凡，很多人对它都没有兴趣。笔者是长时间从事桥梁建设并叹 服于桥梁传奇的人之一。虽然知道自己能力有限，但我还是想让更多的 人感受到桥梁的魅力，因此决定写这本书。
动笔之后我发现，现在的桥梁技术大部分都是在欧洲产生的，只有 日本的木桥和石拱桥技术是从中国传入的。
日本桥梁的历史始于《日本书纪》中记载的御木小桥（福冈县三池 郡，2世纪）和猪甘津桥（大阪，326年），之后留学僧人道昭、行基、 空海等修建的木桥在全国发展起来。石拱桥也是靠中国传来的技术，在 冲绳的天女桥（1502年）和长崎的眼镜桥（1634年）建成之后，在西日 本发展起来的。
明治时代，通过西方技术建成黑金桥（长崎，1868年）、吉田桥（横 滨，1869年）之后，大量的钢结构桥梁技术被引入日本。钢筋混凝土桥 梁首次修建是在1903年琵琶湖的疏水渠上，预应力混凝土桥梁于1951年 在石川县七尾市首次修建，其后得到了极大发展。20世纪60年代开始， 随着高速公路和新干线的发展，地方道路不断完善，建起了许多桥梁。
由此，桥梁技术在日本得到了极大的发展，受到了全世界好评。于是我决定对桥梁的结构和发展过程，包括日本和国外的技术关系在内， 进行全面的归纳。
本书将对上部结构（我们所见到的桥梁部分）和下部结构（桥墩、 桥台及其基础）一并介绍。上部结构在拱桥、梁桥、桁架桥、刚架桥、 悬索桥、斜拉桥中分章进行介绍，下部结构将桥台、桥墩、直接基础、 沉箱基础、桩基础全部归纳在后一章中。、在日本，设计钢结构桥梁、混凝土桥梁和下部结构的工程师是分开 的，施工公司也不同。在国外，钢结构桥梁、混凝土桥梁和下部结构都 可以由一个工程师设计完成。虽然在日本上部结构和下部结构的整体设 计也越来越多，但普通的桥梁工程师也希望能跨越各个壁垒，一个人设 计出桥梁整体。
在西方，从罗马时代开始，桥梁的建设就很受社会尊重。中世纪 以修道僧人为中心的“架桥兄弟团”修建了许多石拱桥，现在罗马教 皇 的 正 式 名 称 也 是 意 味 着“ 桥 梁 建 设 集 团 高 指 导 者 ” 的“Pontifex Maximus”。而与此相反，在日本，也许是因为桥梁被认为是普通的建设 工程的缘故吧，即便在世界长的明石海峡大桥（1998年）的竣工庆典 上，贺词也没有对发展起来的技术进行称赞。在国外，贺词首先就要对 工程相关人员及其技术进行赞扬。这也是我想让更多的人了解桥梁技术 而撰写本书的动机之一。
桥梁为促进人们的交通便利，在建设过程中要克服各种各样的艰苦
条件，需要大量的工程费用、劳动力和漫长的工期。这样备受期待的桥
梁，作为社会永久的必需品而受到重视。有些2000年前的石拱桥现在还 在使用，而有些工业革命以后的钢筋混凝土桥梁只有200余年的历史。 在日本要求桥梁具备150年的寿命，但有些桥梁50年左右就要重建，耐 久性方面将引起充分关注。本州四国联络桥的目标寿命是200年。
本书并不能覆盖桥梁相关的所有知识，主要介绍世界桥梁的发展过 程、日本桥梁的现状和一些与桥梁相关的专题。本书尽量做到浅显易 懂、趣味性强。如果读者通过阅读本书开始亲近桥梁，我的努力也就算 得到了回报。
后，向为本书出版竭尽全力的中右文德先生和石井显一先生深表 感谢。

盐井幸武
2014年6月