中国石拱桥教案范例6篇

中国石拱桥教案

中国石拱桥教案范文1

【关键词】条件所限 方案比选 结构计算

中图分类号:U416.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)35-217-01

0前 言

拱桥作为我国历史上具有代表意义的结构物出现已有数千年的历史,据有记录的文献记载,我国拱桥最早始建于东汉中后期,随着时代的变迁和建筑材料的发展,拱桥的建筑材料也从最早的石、木发展为现在的混凝土、钢筋混凝土、钢、钢管混凝土等材料。中国人对于拱桥的研究和运用在世界历史舞台上都具有举足轻重的地位。

随着技术的发展,越来越多桥梁结构的出现,中小跨径的拱桥似乎已经被人们遗忘,事实证明在中小跨径的桥梁方案比选上,无论从施工、设计、造价、质量控制,拱桥并没有太大的优势,但是对于特定工程条件和环境里,拱桥也有着它得天独厚的优势。

1 地理位置概况

鹤壁市位于河南省北部,太行山东麓,鹤山区作为鹤壁市三个辖区中的一个,其大部分区域均为山区微丘地形,姬家山乡作为鹤山区重要的乡级行政区域,为进一步优化鹤山区功能布局,该区域被鹤山区规划为姬家山产业园区,沙五线就位于此园区内。

本项目位于沙五线上的K2+737.00处,跨越巫山山谷,此处地形为重丘,山坡较陡,丘陵纵横,常年缺水,水文条件简单,山石主要以奥陶系石灰岩为主,层位稳定,承载力高,适宜修建桥梁。

2 桥位现状

根据外业踏勘及实地调查得到的资料,桥位处山谷两侧群山环绕,山势陡峭,附近雨水均汇流于此巫山山谷内,因此平时该处无水,只有汛期时山谷内才有少量雨水。由于该区域地形复杂,交通设施较少,平时来往来车辆只能绕行别处通过该山谷,最近的桥梁也有六七公里,故车辆要绕行十几公里才能通过。

本区位于过渡丘陵、沟谷地带,为山前沟谷地形地貌,地面高程海拔248~282米。项目位于姬家山地区山谷较多,丘陵纵横,地形地貌复杂,高差较大,本桥所跨越的巫山沟顶宽约200米,高差约为30米左右,山谷两侧坡度极陡,地形给道路选、定线带来了极大的限制和难度。本桥所处区域抗震设防烈度为8度,场地类型为第一组;设计基本地震加速度值为0.20g;设计特征周期按0.35s采用。桥墩地基为稳定基岩,位于抗震有利地段。

3 工程规模和建设方案的选取

根据该山谷的水文,现场实际地形及线形位置情况,经方案论证确定桥梁总长需85米,全宽10.0米。该区域复杂的地形地貌,造成桥位选线难度较大,可选择的范围也比较有限,经反复对比论证,将桥位处于平面为缓和曲线及圆曲线中,以满足平面线形及道路纵坡的需要。

参照鹤壁市鹤山区姬家山产业园相关规划,桥梁所在道路按照二级公路标准修建,设计时速为50公里/小时,因该桥梁处于工业园区内,重车较多,设计荷载等级确定为公路-Ⅰ级。

1、方案的比选

根据桥梁所跨越的巫山山谷宽约200米的实际情况,并结合该地区多为不完全发育的石灰岩地质所限,需从别处借土用于填筑路基,考虑到该处山坡陡峭,土方无法大量运输到该场地,填筑路基需要大量资金投入,因此对高差较大的谷宽范围内设计一座桥梁,用于跨越巫山山谷。经过充分论证该桥,提出两个可行方案:

方案一:空腹式钢筋混凝土板拱桥,桥梁全长为85.0米。跨径8m+14m+21m+14m+8m等截面悬链线拱。为减轻桥梁自重,主拱圈上设有腹拱。主拱圈拱轴系数m=2.24,腹拱圈拱轴线系数 m= 1.988,净矢跨比均为1/3。墩台采用C25片石混凝土,重力式墩台,桥墩抗推刚度与主拱圈抗推刚度比值小于38,考虑连拱作用,桥位处天然地基承载力高,采用扩大基础。由于该桥处于缓和曲线及圆曲线中,将主拱圈设计为与平面曲线完全吻合的弯拱,超高通过变化拱上填料厚度实现。该方案的优点是:结构受力合理,用钢量小,节省了相应的费用,拱桥施工工艺对场地要求不高,符合现场地形复杂、山高沟深、山坡陡峭的实际情况。由于采用钢筋混凝土无铰拱,整体抗震性能及抗风稳定性强,修建技术成熟,技术难度低,质量比较容易保证,同时建筑艺术造型简洁美观,能与周围环境协调较好,缺点是:自重较大,对地基条件要求高。

方案二:预应力钢筋混凝土简支梁板桥,桥梁全长86.0米。跨径采用5X16米预应力钢筋混凝土简支板。上部采用5X16米预应力钢筋混凝土空心板,下部采用肋式桥台,柱式桥墩,地质情况如方案一所述采用扩大基础。通过调整预制空心板的尺寸拼接拟合平面曲线,超高通过变化桥墩台高度及调整混凝土铺装厚度实现。该方案优点是:结构受力简单,不受温度等因素影响,外形简洁,制作方便,便于工厂生产,阻水面小,需要的人员较少,方便机械化施工,质量比较容易保证,缺点是:跨径不宜过大,弯道内存在超高渐变等问题,通过调整预制板尺寸拟合,且该方案无法完全与路面超高相吻合;且该桥所处地形限制,地面高差较大,导致桥墩柱高度较高,对整桥抗震极为不利;交通的不便也使预制板及大型机械无法进场,只能采取现场预制的方法,且待该桥修建完成后该张拉台等其他配套设施均无再次利用的价值,增加了大量不必要的费用。

最终建设方案采用了方案一,主要是考虑项目所在地形限制了路线线形及纵坡,导致本桥所处平面位置在缓和曲线及圆曲线内,使桥面横坡扭曲,超高为变化值,通过预制板方案调整很难实现;并且该地区山坡较陡,交通不便,预制板无法运输到施工位置,必须采取现场预制梁板,增加了投资,综合以上原因并结合当地建材条件等多种因素。

4 弯拱结构的计算及分析

由于桥跨较多且为弯拱桥,平、纵曲面多,为了能更准确的分析拱桥的结构及受力状况,结构计算时采用了空间有限元结构分析软件Midas Civil对全桥进行三维空间建模计算,考虑到桥台自身刚度大并嵌入岩层,将边跨拱脚简化为固结,由于桥墩墩身较高,截面相对较小,抗推刚度有限,建立模型时将桥墩参与结构受力,桥墩基础底嵌入岩层,将桥墩底进行固结简化,全桥进行等截面建模计算,考虑到连拱的作用,拱圈内力与单拱内力计算结果有较大区别。由于拱顶填料自重过大对结构不利,采用了轻质填料水泥稳定炉渣,桥面系建模简化时,根据实验结构得出填料的弹性模型,使桥面系及拱圈进行弹性连接,更好的进行连拱作用的分析及内力重分配,根据计算结构按照现有规范要求进行配筋、变形及稳定性计算,使该桥计算结构更加合理、真实、安全。

5 结论

本文从结合项目特点,从区域位置出发结合新建桥梁桥位现状,对工程项目的客观条件及造价等多方面进行了阐述,使得本项目无论从方案的选定还是后期的结构计算都客观、真实、合理。本次设计方案推荐的钢筋混凝土板拱桥方案,既能满足桥梁结构技术和经济要求,又能在一定程度上满足景观要求,与周围自然环境相融合。

参考文献:

[1] 石绍甫.《拱桥》.人民交通出版社,2000.

[2] 王国鼎.《拱桥连拱计算》. 人民交通出版社,2000.

中国石拱桥教案范文2

语文课堂问题教学法基本模式分为以下几个教学环节:

一、教学情境的创设

创设教学情境是语文教学的一个重要环节,在呈现教学内容时,在建立新概念或新规律之前,教师要千方百计设计一些争待解决的问题,根据语文学科和语文知识的特点,利用各种教学手段,创设、渲染,来激发学生学习兴趣,点燃学生的思维火花,使其主动思考,积极参与,在感人的环境和氛围中,让学生如同身临其境地感知知识,进而达到理解和认识的升华。

二、巧思妙设引入问题

认知冲突是激发学生认知活动的最主要的动力。教师可巧妙地利用知识的内在联系,关节点或易错的地方设疑,从不同方向,不同角度提出一些新颖,富有启发性且难度相当的问题,吸引学生走进以其现有知识不能顺利解决的问题中。当然,问题的情景创设要孕育着新问题,问题要生动有趣,要与新知识密切相关,要设疑布阵,造成悬念,要扣人心弦,使学生身临其境,触景生情,此时教师因势利导,巧妙导入新课,就会把学生的学习热情推向高潮,使学生不知不党觉进入新知识的积极探索状态,同时也显得新课导入新颖自然。如,我在讲“中国石拱桥”这一课时,开头是这样的,同学们:为了学好这一课,掌握中国石拱桥的特点,请打开书本读一遍课文,然后合上书本闭上眼睛想一想横卧在自己家乡清水河上的“清水桥”的模样如书中列举的那座桥样式相同呢?同学们想了一会儿后,有的同学说与赵州桥相同,有的说家乡的清水桥与书本中列举的两座桥的结构都不尽相同。大家此时争论不休,那么家乡的这座桥到底与书中写到的两座桥有什么异同呢?等同学们学完了“中国石拱桥”一课后,这个问题就不攻自破了,就这样,学生的思维被激活了,他们带着疑问和悬念积极进入新知识的探索状态。

三、启发诱导,解决问题

启发诱导,解决问题是教学的重要环节。教师要把精力重点放在启发诱导上,不能滔滔不绝的讲,特别是提倡素质教育的今天,更不能包办代替学生解决问题,死记死背问题的答案,只能通过启发诱导,让学生感知新知,尝试提出问题,分析问题,解决问题,让其体验成功的喜悦,为后继学习积蓄更多更大的经验和力量。那么如何去启发诱导呢?

1、要善于运用科学的适应素质教育的启发诱导方法和形式。概括地讲,启发诱导的方法一般是:指导学生自学、观察与实验、比较分类与系统化、归纳、演绎、分析与综合、模型化与具体化、联想与猜想等。具体形式表现为语言启发、直观启发、实验、操作启发、对比、类比启发、设问启发、比喻启发等。

2、要善于围绕教学目标将大问题分解成若干个台阶式的小问题。课堂上常常会出现学生答非所问现象。寻其根源,往往是所提出问题太笼统,指向不明确,问题难度太大等,要克服类似现象发生,教师就要善于把较为笼统,难度较大的问题分解成若干个台阶式的子问题,使问题相关,层层递进,这样学生就有能力沿着这些问题台阶而上,最后攻克总问题。除此之外,还应把握以下几点:一是对问题的设计要具有可接受性,障碍性和探索性。即鸡毛蒜皮的问题不要问,它很难激起学生的兴趣与注意。因此,问题设计的好,教师就应必须吃透教材,学情。所提出的问题应在新旧知识的交接处,提到学生知识发展的临近区,提到理论的转折处,学生的疑难处、朦胧处、关键处,有助于学生感悟问题。二是提问的形式力求新鲜、新奇、幽默。不宜采用背诵式的直问。应在课堂上交替性使用正问与反问、直问与曲问、明问与暗问、实问与虚问、激问、引问和追问等形式。

如讲“中国石拱桥”这篇课文,文中举了两个例子:一个是赵州桥,一个是卢沟桥。那么介绍中国石拱桥为什么举这两个例子呢?我这样理解,中国石拱桥有一部分像赵州桥,另一部分像卢沟桥,所以举这两个例子,大家思考;老师这样理解对不对?问题提出后,激发学生大胆猜想,然后引导学生学会引用课文中的话来证明自己的观点。学生讨论后回答,不对。课文时说“我国的石拱桥几乎到处都有,这些桥大小不一,形式各异,有许多是惊人杰作”。这篇课之所以举这两个例子,是因为这两座桥汇集着中国石拱桥的共同特点,而且又各有各的特色。以上这个问题,学生思考再思考,待他们完全想通了,就像是透过一片清泉,观察水底的五色石子一样的清晰了。

3、要善于创设宽松、民主、和谐的课堂气氛。好的课堂气氛,有助于调动学生主动参与,突出学生的主体地位,有助于培养学生的创新品质和探索精神。为此就要求教师树立新的教学观、学生观、质量观,能关爱学生,宽容学生,给学生提供自由的思考时空,允许课堂上有笑声,鼓励学生议论、争论、讨论,培养学生敢于质疑,彰扬学生的怀疑和批判精神,而质疑是好的课堂气氛最重要的标志,因为质疑是思之源,思是智之本,疑问是创新的开始,也是创新的动力。我在讲“中国石拱桥”时提出了这样一个问题:我们已经知道了课文所列举的赵州桥,卢沟桥这两个例子都具有中国石拱桥的共同特点。那么请同学结合课文中概括说明部分思考:中国石拱桥的共同特点是什么?此时有的学生闭目思考,有的学生面带难色,也有的学生喜上眉梢,老师不动声色,几分钟过后,学生把手举了起来,甲说:形式优美,结实,乙说:历史悠久,坚固。丙说:坚固、时间长,丁学生说:由于我国的石拱桥也是世界石拱桥的一部分,因此世界石拱桥的特点,也是中国石拱桥的特点。所以中国石拱桥的共同特点是:形式优美,结构坚固,历史悠久。当同学们发言后,我没有明确结论,只是说凡是赞同丁同学观点的举手,这时全班同学一起高高的举起了小手,并不失时机的表扬了思维敏捷的学生。也看到了同学们正在为自己努力所获得的丰收而庆幸,这充分说明学生在良好的学习环境中感到无拘无束,可以畅所欲言,思维就会激活,创造的火花就会不断闪现,正如古人所言:“乐思方有思泉涌”。

四、运用新知、拓展创新

学生开始接受新知识不等于形成技能和能力,需要经过识记、理解、掌握、灵活运用知识的内化过程。因此,要让学生在学中练习、练中提高,这也体现了以学生为主体,以训练为主线的教学方法,并且以练习、发现、拓展、再练习、再拓展来拓宽学生的认知领域和思路,由原来的知之不多,转化为知之较多。

五、反馈矫正、激励评价

1、反馈矫正要始终贯穿于教学的全过程,教师要积极创造条件,抓住各种反馈信息,获取各种反馈,对自己的教学作必要的修改、补充。同时根据信息,对学生给予帮助,使问题得到及时矫正。

2、围绕教学目标,集中反馈矫正,每节课教师可针对教学目标,精心设计适量有代表性题目,由学生独立完成。对有困难的学生,可用合作的方法,力争当堂达标。

3、用激励评价激发学生便大的学习热情。评价是反馈的催化剂,对在反馈过程中表现出色的学生给予适度表扬。对学生表现出的求异思维倍加呵护、鼓励。对学生出现学习上的暂时困难,给予真诚安慰,不伤其自尊和自信,要善于捕捉微小进步和闪光点。如让一个差生用“骄傲”一词说话。他说:“我们班不因有我这个差生而骄傲,而因有我而可卑”。这就说明学生的发散思维,创新能力比较强,教师应大力表扬,树立榜样感染其他学生,将会获得事半功倍的效果。

六、尝试小结,理论升华

美妙的开头扣人心弦,精彩的小结耐人寻味,教师要把握好每节课的最后时间,精心提炼,有效引导,以完成圆满的心愿。做法有三:一是要明确课堂小结的主要内容。小结的主要内容包括重要概念、阐释、主旨、重要思想方法等。二是要掌握课堂小结的基本方法,常见方法有:谈话式、图表式、议论式、板演式、对比式等。三是有效引导学生尝试小结,在授课完毕,教师要让学生对所学知识再浏览、回顾、感悟,各抒己见,尝试小结,形成共识。教师对教学抽象概括的较为科学的小结,再作进一步修正,补充、完善和必要强调,并对一些教学思想方法,从理论上给予升华。转贴于 名者曰:创新是一个民族的灵魂,是推动社会进步的不竭动力。而创新始于问题,没有问题就不会有创新,可谓“发明千千万,起点是问题”。因此,问题教学法的研究,对于学生发现问题,感悟规律,不断开拓学生创新空间,催生创新胚芽,培养学生的探索精神和创新能力有着非常重要的意义。

语文课堂问题教学法基本模式分为以下几个教学环节:

一、教学情境的创设

创设教学情境是语文教学的一个重要环节,在呈现教学内容时,在建立新概念或新规律之前,教师要千方百计设计一些争待解决的问题,根据语文学科和语文知识的特点,利用各种教学手段,创设、渲染,来激发学生学习兴趣,点燃学生的思维火花,使其主动思考,积极参与,在感人的环境和氛围中,让学生如同身临其境地感知知识,进而达到理解和认识的升华。

二、巧思妙设引入问题

认知冲突是激发学生认知活动的最主要的动力。教师可巧妙地利用知识的内在联系,关节点或易错的地方设疑,从不同方向,不同角度提出一些新颖,富有启发性且难度相当的问题,吸引学生走进以其现有知识不能顺利解决的问题中。当然,问题的情景创设要孕育着新问题,问题要生动有趣,要与新知识密切相关,要设疑布阵,造成悬念,要扣人心弦,使学生身临其境,触景生情,此时教师因势利导,巧妙导入新课,就会把学生的学习热情推向高潮,使学生不知不党觉进入新知识的积极探索状态,同时也显得新课导入新颖自然。如,我在讲“中国石拱桥”这一课时,开头是这样的,同学们:为了学好这一课,掌握中国石拱桥的特点,请打开书本读一遍课文,然后合上书本闭上眼睛想一想横卧在自己家乡清水河上的“清水桥”的模样如书中列举的那座桥样式相同呢?同学们想了一会儿后,有的同学说与赵州桥相同,有的说家乡的清水桥与书本中列举的两座桥的结构都不尽相同。大家此时争论不休,那么家乡的这座桥到底与书中写到的两座桥有什么异同呢?等同学们学完了“中国石拱桥”一课后,这个问题就不攻自破了,就这样,学生的思维被激活了,他们带着疑问和悬念积极进入新知识的探索状态。

三、启发诱导,解决问题

启发诱导,解决问题是教学的重要环节。教师要把精力重点放在启发诱导上,不能滔滔不绝的讲,特别是提倡素质教育的今天,更不能包办代替学生解决问题,死记死背问题的答案,只能通过启发诱导,让学生感知新知,尝试提出问题,分析问题,解决问题,让其体验成功的喜悦,为后继学习积蓄更多更大的经验和力量。那么如何去启发诱导呢?

1、要善于运用科学的适应素质教育的启发诱导方法和形式。概括地讲,启发诱导的方法一般是:指导学生自学、观察与实验、比较分类与系统化、归纳、演绎、分析与综合、模型化与具体化、联想与猜想等。具体形式表现为语言启发、直观启发、实验、操作启发、对比、类比启发、设问启发、比喻启发等。

2、要善于围绕教学目标将大问题分解成若干个台阶式的小问题。课堂上常常会出现学生答非所问现象。寻其根源,往往是所提出问题太笼统,指向不明确,问题难度太大等,要克服类似现象发生,教师就要善于把较为笼统,难度较大的问题分解成若干个台阶式的子问题,使问题相关,层层递进,这样学生就有能力沿着这些问题台阶而上,最后攻克总问题。除此之外,还应把握以下几点:一是对问题的设计要具有可接受性,障碍性和探索性。即鸡毛蒜皮的问题不要问,它很难激起学生的兴趣与注意。因此,问题设计的好,教师就应必须吃透教材,学情。所提出的问题应在新旧知识的交接处,提到学生知识发展的临近区,提到理论的转折处,学生的疑难处、朦胧处、关键处,有助于学生感悟问题。二是提问的形式力求新鲜、新奇、幽默。不宜采用背诵式的直问。应在课堂上交替性使用正问与反问、直问与曲问、明问与暗问、实问与虚问、激问、引问和追问等形式。

如讲“中国石拱桥”这篇课文,文中举了两个例子:一个是赵州桥,一个是卢沟桥。那么介绍中国石拱桥为什么举这两个例子呢?我这样理解,中国石拱桥有一部分像赵州桥,另一部分像卢沟桥,所以举这两个例子,大家思考;老师这样理解对不对?问题提出后,激发学生大胆猜想,然后引导学生学会引用课文中的话来证明自己的观点。学生讨论后回答,不对。课文时说“我国的石拱桥几乎到处都有,这些桥大小不一,形式各异,有许多是惊人杰作”。这篇课之所以举这两个例子,是因为这两座桥汇集着中国石拱桥的共同特点,而且又各有各的特色。以上这个问题,学生思考再思考,待他们完全想通了,就像是透过一片清泉,观察水底的五色石子一样的清晰了。

3、要善于创设宽松、民主、和谐的课堂气氛。好的课堂气氛,有助于调动学生主动参与,突出学生的主体地位,有助于培养学生的创新品质和探索精神。为此就要求教师树立新的教学观、学生观、质量观,能关爱学生,宽容学生,给学生提供自由的思考时空,允许课堂上有笑声,鼓励学生议论、争论、讨论,培养学生敢于质疑,彰扬学生的怀疑和批判精神,而质疑是好的课堂气氛最重要的标志,因为质疑是思之源,思是智之本,疑问是创新的开始,也是创新的动力。我在讲“中国石拱桥”时提出了这样一个问题:我们已经知道了课文所列举的赵州桥,卢沟桥这两个例子都具有中国石拱桥的共同特点。那么请同学结合课文中概括说明部分思考:中国石拱桥的共同特点是什么?此时有的学生闭目思考,有的学生面带难色,也有的学生喜上眉梢,老师不动声色,几分钟过后,学生把手举了起来,甲说:形式优美,结实,乙说:历史悠久,坚固。丙说:坚固、时间长,丁学生说:由于我国的石拱桥也是世界石拱桥的一部分,因此世界石拱桥的特点,也是中国石拱桥的特点。所以中国石拱桥的共同特点是:形式优美,结构坚固,历史悠久。当同学们发言后,我没有明确结论,只是说凡是赞同丁同学观点的举手,这时全班同学一起高高的举起了小手,并不失时机的表扬了思维敏捷的学生。也看到了同学们正在为自己努力所获得的丰收而庆幸,这充分说明学生在良好的学习环境中感到无拘无束,可以畅所欲言,思维就会激活,创造的火花就会不断闪现,正如古人所言:“乐思方有思泉涌”。

四、运用新知、拓展创新

学生开始接受新知识不等于形成技能和能力,需要经过识记、理解、掌握、灵活运用知识的内化过程。因此,要让学生在学中练习、练中提高,这也体现了以学生为主体,以训练为主线的教学方法,并且以练习、发现、拓展、再练习、再拓展来拓宽学生的认知领域和思路,由原来的知之不多,转化为知之较多。

五、反馈矫正、激励评价

1、反馈矫正要始终贯穿于教学的全过程,教师要积极创造条件,抓住各种反馈信息,获取各种反馈,对自己的教学作必要的修改、补充。同时根据信息,对学生给予帮助,使问题得到及时矫正。

2、围绕教学目标,集中反馈矫正,每节课教师可针对教学目标,精心设计适量有代表性题目,由学生独立完成。对有困难的学生,可用合作的方法,力争当堂达标。

3、用激励评价激发学生便大的学习热情。评价是反馈的催化剂,对在反馈过程中表现出色的学生给予适度表扬。对学生表现出的求异思维倍加呵护、鼓励。对学生出现学习上的暂时困难,给予真诚安慰,不伤其自尊和自信,要善于捕捉微小进步和闪光点。如让一个差生用“骄傲”一词说话。他说:“我们班不因有我这个差生而骄傲,而因有我而可卑”。这就说明学生的发散思维,创新能力比较强,教师应大力表扬,树立榜样感染其他学生,将会获得事半功倍的效果。

中国石拱桥教案范文3

(-)教堂的空间分布

笔者通过对陕北地方史志的梳理总结,初步核查了陕北地区清末民国时期教堂的数量和位置,统计出清末至民国时期陕北23县中有19县有教堂,其中天主教堂68座,基督新教教堂18座。,在陕北地区分布较广泛的主要是天主教,其次是基督'新教,地方史志内均无东正教的传教记载。天主教进人陕北地区后,首先集中在陕北的北部靠近蒙古一带的靖边、定边,建成的教堂共计35座,全部分布在乡村,形成一级区域;在陕北的靠近晋中的怀远、榆林、绥德、葭县,教堂共17座,其中11个位于乡村,4个位于集镇,2个位于县城,以乡村为主,镇及县为辅,形成二级区域;另外分布在陕北地区的榆林、中部县、延长县、安定县、鄺州、洛川,教堂共12座,其中5个位于乡村,5个位于县城,2个位于集镇,以乡村及县城为主、集镇为辅,形成了三级区域;其余分布在陕北的肤施县、延川、安塞、宜君县。教堂共4座,2个位于县城,2个位于集镇,以县城及集镇为主,乡村没有分布,形成四级区域。陕北天主教堂景观分布呈现北部边缘区向传统宗教集聚的中南部区域扩展趋势,由此归纳出天主教在陕北的传播空间特征为“边缘——中心型"’在总体分布上以村和集镇为主,早期由乡村起源?,随着教会势力及教徒规模的发展,逐渐向城镇扩散,这与天主教相对于基督新教的宗教历史渊源久远是相关的。基督新教在近代进人陕北地区后,首先集中在陕北的榆林及宜川县,9座均分布在县城;其次分布在陕北的绥德县、怀远县、中部县、府谷县、米脂县、清涧县共9座,6个位于县城,3个位于集镇,以县城为主集镇为辅分布。陕北基督新教教堂集中在传统宗教的核心区域,由此归纳出基督新教在陕北的传播空间特征为“中心型”,在总体分布上,以镇和县为主,在发展分布上形成了直接在县和集镇之间“跳跃式”的演进方式。

(二)基督宗教文化的扩散

陕西是我国东西部过渡地区的省域,陕北长久形成了粗矿敦厚中又见细腻生动的陕北文化。陕北民’间传统的,经过了其区域过渡融合特征的长期沉淀,近代时期主要集中在陕北的中南部地区,民间呈现出了多元化的天地神灵崇拜状况。③代表西方文化的基督宗教在清末民初进人陕北地区后,与当地的传统文化相碰撞,为了避免信仰冲突,基督宗教首先选择陕北的北部与内蒙古、山西相邻省的交界地区。清末民初,陕北的北部地区相对陕北中南部地区生产力低下,传统意识较薄弱,基督宗教教会通过购买土地等生产资料的方式发展教民’在生存与信仰之间,百姓选择加人基督宗教,使得北部地区教民迅速增加。随着基督宗教在陕北的发展及扩散,逐步传播到中南部地区,由于该地区是传统的核心区域,因此教民发展缓慢,教堂数量较少,这与表1和表2的统计数据相符。陕北地区的基督宗教文化与传统宗教文化之间显现出“多交错,少重叠”的扩散分布特征。

二、教堂的建筑特征

民国后期由于社会动荡,陕北的基督宗教教堂建筑受到严重的破坏。据陕西省档案馆民国二十五年的档案以及当时陕北地区各府呈报的教堂调査表?数据,在民国二十五年基督宗教堂仅存15座,其中天主教堂8座,基督新教教堂7座。在作者数次对陕北区域的实地调研中,近代时期建造的陕北基督宗教教堂建筑目前仅存5座,而其余的近代时期教堂已经不复存在。现存的陕北近代时期的教堂,从建筑群选址布局看,呈现出沿山体及河道走势布局,符合当地窑洞建筑依山就势的原则,教堂朝向基本坐北朝南,据教堂在整个建筑群置不同,分为教堂位于建筑群中轴线,如佳县谭家坪教堂;教堂位于建筑群一侧,如延安桥儿沟教堂。从营造结构看,教堂建筑以砖石拱结构为主,砖木梁柱结构为辅,拱结构又分为两种:其中一种采用了西式的梁柱拱券结构,另一种采用了地域特色的窑洞拱形结构,两种结构相比,相同之处在于均采用了拱形曲线型结构,不同之处在于西式梁柱拱券结构较窑洞拱形结构,营造的内部空间更幽深多变。陕北延安桥儿沟教堂和甘谷驿教堂采用了西式梁柱砖石拱券结构,佳县谭家坪教堂则采用了地域特色的石拱窑结构,榆林基督新教老教堂为砖木梁柱结构。在建筑风格上,现存的陕北近代教堂有罗马风式、哥特式、中西结合式三种。的延安桥儿沟教堂为罗马式风格所示的甘谷驿教堂和图所示的原榆林天主教堂为哥特式风格,的榆林基督新教老教堂和的佳县谭家坪教堂为中西结合式风格。教堂建筑采用罗马风式或哥特式显示出了西式教堂的建筑风格,表明西方建筑手法在陕北基督宗教建筑景观上存在的烙印。陕北基督宗教教堂的建筑材料以当地石材和青砖为主,这些当地的材料形成了土黄色及青灰色为主的建筑色彩,这两种色调与当地窑洞建筑的基调一致,构成了陕北基督宗教建筑的基调特色。

三、教堂的艺术特征

(—)宗教仪式

宗教活动通过宗教仪式增强神圣意象,进人宗教境界。宗教仪式中采用空间、音乐等手法营造神圣气氛,祭坛和唱诗班成为最直接的营造方式。祭坛是基督宗教宗教仪式中的重要空间,7JC平标高一般高于地平面,屋顶最好为圆形,象征“天”’祭坛供奉基督教信物及神像,表达对上帝的敬意。在祭坛设置上,延安桥儿沟教堂的中厅北端为祭坛’高出室内地平1米,两侧设台阶。祭坛上方覆盖着拱形屋顶,祭坛的墙壁有壁柱及内凹的圣龛,可放置圣像。延安甘谷驿教堂的中厅北端为半圆形祭坛,覆盖着圆形穹顶’弧形祭坛墙面有6个尖券高窗’使圣坛光线明亮。处理唱诗班是表达基督宗教音乐的重要形式,唱诗班的设置强化了教堂的神秘效果。延安桥儿沟教堂的唱诗班位于南端入口的二层柱廊’柱廊高4.46米’柱廊下有四个六边形柱子支撑。置身教堂大厅时’高处传来的声音与突出的祭坛浑然融为一体,灵肉在此升华为宗教精神,使建筑空间和宗教行为完美统一。

(二)美术及雕刻艺术

中国石拱桥教案范文4

嘉兴秀洲区洪合镇九里港,是春秋战国时期的吴越战场,当时吴越两国以九里港为分界线,港北为吴国,港南系越国,后来人们便在此建造了一座三孔的石拱桥,定名为国界桥。桥长13.2米,宽1.58米,桥北刻了吴王夫差像,桥南端刻着越王勾践像。建在嘉兴秀洲区王江泾镇的京杭大运河上的第一座大桥长虹桥,那是明代万历年间(公元1573-1620)高僧陈复古化缘建造的。这位高僧关心民生疾苦,他见运河两岸农民养蚕售丝要摆渡船过运河十分辛劳,于是跑城串乡“化缘”十年,筹金万两建造了此桥。桥的跨度72.8米,高10.8米,桥面宽5米,为三孔石拱桥,桥面石柱上镌刻着“福泽长流物阜民安国泰”十字。这座桥从平地软基上建起,犹似长虹天降,蔚为壮观,故命名为长虹桥,2006年6月,被国务院公布为部级文物保护单位。曾参与美国芝加哥大桥建设的美籍华人桥梁专家朱光汉教授回浙江嘉善探亲,参观长虹桥后感叹说:“这桥在平坦软基上架设,真是世界罕见,它是中国桥梁史上一大发明,是中华民族桥梁文化的瑰宝。”

坐落于嘉兴南湖区凤桥镇石佛寺的三步两爿桥则更为奇特。相传唐肃宗至德二年(公元757年)乡人在此耕种时,挖出四尊面笑相对的石佛,于是众人筹银建造寺院,命名为“石佛寺”。寺院竣工后香客从四面八方赶来“拜佛”,但没想到寺前的两条河阻挡了香客的路,由此寺内僧人又化缘在两河交叉处建造了两爿桥,由于从第一桥下来只走三步就上第二座桥,故称之为“三步两爿桥”。此桥相传至今已有1250多年了!

公元420年至580年间,正是南北朝混战之时。传说一日南朝兵马自南向北厮杀,战至浙江嘉兴新塍镇“十字河”口一座木桥时,南军辨认不清方向,领头者放声大喊,向天问路,正在此时桥边突然吹来一阵东风,此时屹立于桥头的那株青松突然向西点头三下说:“不可向前唉!”话声刚落,木桥当即坍塌,于是南军回头向西杀去,并在秀水至乌程打了一场大胜仗。翌年,乡人筹银重建这座坍塌之桥,将其定名为问松桥。此桥故事如今被载入《新塍镇志》。

嘉兴众多的古桥,充分反映了平原水乡的历史风貌。据《至元嘉禾志》记载,嘉兴自奴隶社会有文字记载开始,就建了150多座大小不同、造型各异的石拱桥。嘉兴如今留存下来的古石桥,大都建于明、清时期。这些遗存下来的石桥大都为单孔或三孔石柱石拱桥,其中少数是石柱平板桥,这些桥从平地软基上铺设石板并开凿勾口引力,镶嵌石级步步升高,当然只能供行人步行,不能通车。

中国石拱桥教案范文5

关 键 词 :石雕源流 范围 运用

中国的雕刻艺术在表现形式上呈现出它的丰富多彩,如石雕、木雕、砖雕、泥塑等不同材质表现出来的雕刻艺术,在我国历史悠久、技艺精湛,具有很高的艺术性、实用性和装饰性,并在不同的领域里发挥着应有的作用。雕刻艺术按用途划分有建筑雕刻、宗教雕刻以及观赏、陈设性雕刻等;按工艺划分有线刻、浅浮雕、高浮雕、透雕和圆雕等。作为雕刻艺术表现形式之一的石雕艺术,在我国民间石雕工艺渊源久远,有着独特的民族风格与地方特色。

一、石雕的源流

石雕是以青石、沙石、花岗石、大理石等为材料的雕刻艺术品。在我国新石器时代就出现有石雕作品,如河北武安磁山文化遗址出土的石雕人头像,还有出土的商代大理石石虎、石鸟。迄今为止河北石家庄出土的一对西汉石人是我国最早的大型石雕。东汉以来,佛教传入中国,由于佛教艺术的盛行,而使宗教石雕得到较快的发展,如云冈石窟、龙门石窟及莫高窟的石雕造像代表了这个时期石雕艺术的巅峰水平。东汉武氏祠前有一对石狮子,是我国陵墓石狮最古老的作品,形态逼真,鬣毛清晰可见。著名的西汉霍去病陵墓石雕群是汉代石雕的代表作。这些石雕不追求自然形体的逼真摹写,而是重视结构形式的韵律,力图通过动物的跃动瞬间以及内在结构来表现动物旺盛的生命力,达到形神兼备、静中欲动的艺术效果。霍去病墓石雕以高度概括的雕刻手法而不同凡响,其独特、雄浑、沉厚、简洁的艺术风格,反映了汉代雕刻艺术的最高成就。

中国古代石雕艺术相对集中于历代石窟造像与陵墓石雕作品中。保存至今的六朝、唐、宋时期的石窟造像与陵墓石雕为数众多,为我们探求石雕艺术的发展提供了丰富的实物资料。宋、元以后,石雕艺术向世俗化、多元化方向发展。民间石雕、工艺石雕、建筑石雕逐渐成为石雕艺术的主流。明清时期石雕艺术除广泛用于建筑石雕以外,小型佛像、陈设小品、印纽等观赏性作品极为流行,石雕题材形式多样,技艺精湛,达到了很高的艺术造诣。

二、民间石雕的题材范围及运用

民间石雕的题材内容,以写实性人物、动物、花鸟居多。大致有三个方面。

1.吉祥图案。“吉祥”这两个字最早见于先秦战国时期的《庄子》一书。书中有“虚室生白、吉祥止止”之语,自古就是福寿喜庆的祝吉之词,也是国人孜孜以求的人生理想。依照世俗的观念,人生的最高理想是加官晋爵、子孙满堂、富贵永年。因此,吉祥的内容是多福、添子、增寿。还有如“吉庆有余”“龙凤呈祥”“天官赐福”“麒麟献瑞”“松鹤延年”“麟凤吉祥”“一路连科”“狮子绣球”“封侯挂印”“太师少师”“天马行空”“福”“寿”等,都是人们祈盼吉祥的重要内容。

2.戏曲人物、古代英雄、神话传说以及日常生活,如“渔樵耕读”“杨家将”等。

3.避邪纳福的吉祥物与祥瑞的动物。如狮子、麒麟、凤凰、大象、鹿、仙鹤、蝙蝠及十二生肖等。

近代民间石雕广泛运用于建筑的诸多部位上,如民间建筑的梁枋、廊心墙、台基、栏杆、门狮、柱础、门枕石以及桥梁、石牌坊、石碑、镇庄兽、拴马桩以及陵墓雕刻等。其中典型的民间石雕,如石牌坊、石狮子、拴马桩、门枕石、石桥、柱础等,都具有浓郁的民族民间特色。

民间工艺是民间艺术中的一枝奇葩,而民间石雕运用在建筑装饰中,尤其是用于明清时期的建筑石雕装饰,因其有逐渐消失的趋势而更显弥足珍贵。

运用于建筑中的民间石雕艺术之一的石牌坊。牌楼即牌坊,是我国一种古老的建筑形式。牌坊直接渊源于汉唐时期的里坊门、其形制与古老的衡门、乌头门和棂星门有关。明朝中期,坊门的结构渐趋繁杂,形制也越来越高大,逐步演变成牌坊。牌坊以“一间两柱”为基本形式,即竖立的两柱间横接一至两根额枋,上下两根额枋之间镶牌或透雕的花板;柱要深埋,还要箍“夹杆石”以求稳定。大型的牌坊可横向展开成“三间四柱”“五间六柱”等。牌坊的形制相当自由,甚至可以使用一般民间建筑禁忌的斗拱,屋顶由斗拱承托形成楼檐。牌坊的斗拱、额枋、夹杆石和屋顶都是重点装饰的部位。如:位于广西钟山县玉坡村的“荣恩石牌坊”古建筑,是广西有名的最具地方特色的古建筑之一。该牌坊位于该村廖氏宗祠前,是清乾隆十七年(1752年)该村进士廖世德为纪念其祖所建。牌坊占地10.30平方米,四柱、三间、五楼、庑殿顶,宽6.18米,进深1.66米,通高7.32米,通体青石建造,牌坊满布圆雕、高浮雕和低浮雕。用料宏大厚实,石柱立在石基座上,柱前后均设抱鼓石,起护杆作用,其中,中柱正面抱鼓石上镂雕石狮,明间正楼庑殿正脊两端饰有反尾上翘鱼鸱吻,正中为保护陆顶,四斗拱间为透雕花窗,横枋下正中石匾竖刻楷书“恩荣”二字。花抬枋及枋间的石板为高浮雕和透雕镂空的“双龙戏珠”“双狮戏球”“麟吐玉书”“丹凤朝阳”“八仙贺寿”“鱼跃龙门”等十多组玲珑剔透、寓意深刻的题材。在表现手法上不同的建筑部位有不同的表现形式,如:起护栏作用的抱鼓石的两侧用的是线刻的表现手法,起到了整体而不破环原有牌坊的柱式结构。而花抬枋及枋间的石板则应用了高浮雕且近似于圆雕的表现方法,突出了牌坊最主要而显著的位置的“双龙戏珠”和“双狮戏球”。而四斗拱间采用了低浮雕的表现手法,以丰富牌坊的内容,起到了很好的烘托主题的作用。整个牌坊从正面到背面的雕工精致细腻,刀法娴熟。是一件不可多得的艺术精品,2000年被广西壮族自治区列为重点文物保护单位。

运用于建筑中的民间石雕艺术之二的石狮子。传说佛祖释迦牟尼诞生时,一手指天,一手指地,作狮子吼:“天上天下,唯我独尊。”从此狮子被逐渐神话,人们认为它能避邪护法,而成为佛法威力的象征。狮子又被称为“百兽之王”,人们认为它可镇百兽。由于东汉开始,历代帝王陵墓石兽中均沿用石狮子护陵,用以避邪镇墓。狮子还常成为菩萨的坐骑和寺庙的建筑装饰。古代官制三公、三孤之首名太师、少师,官位显赫。大狮、小狮谐音太师、少师。“太狮少狮”图案比喻为高官厚禄、财富与权力的象征,多见于民间建筑门饰雕刻。狮子的形象被融入中国文化中,成为最具民族特色和民间色彩的典型艺术形象,深受百姓的喜爱。传说雄狮与雌狮在一起嬉戏,狮子的毛会缠在一起滚为球,球内会生出小狮子。“狮子滚绣球”“太狮少狮”图案寓意祛灾祈福、子孙繁盛、财源滚滚。广泛用于石牌坊、桥梁、望柱、建筑小品、门枕石、拴马桩等雕刻上。如:石龙桥位于广西钟山县石龙镇镇府门前,横跨于石龙河南北两岸,始建于清乾隆十一年(1746年),重建于光绪年间,全长40米,宽5.2米,高12米,正拱跨度14米,副拱跨度7米,整座桥全用青石拱建而成,未用丁点灰浆联结,充分显示出我国桥梁建筑的高超技术和我国劳动人民的智慧。石龙桥桥堍两端各置石狮子一对,两石狮怒目圆瞪,虎虎生威,桥面两侧石栏、望柱、华盖内侧饰满浮雕图案,望柱外侧分别阴刻着“龙蟠东水”“石锁珠江”八个雄健的横幅大字,两石栏上分别雕刻有“双龙戏珠”“双凤朝阳”“八仙贺寿”“沣矶访贤”“三顾茅庐”“巧借东风”“西湖借伞”“十八相送”等神话传说和戏文掌故。这些图案在技法上都应用了浅浮雕和线刻的表现手法,刻工细腻、形象生动,使大桥溢彩流金、熠熠生辉,不但体现出清代浮雕艺术的精湛,也体现了清代戏曲艺术的兴盛,说明清代文化艺术之繁荣。石龙桥是一座融建筑、雕刻、造型、戏曲艺术于一体的古石桥,在建筑及雕刻上都有较高的造诣,为广西古石桥中所罕见。2000年被广西壮族自治区列为重点文物保护单位。

运用于建筑中的民间石雕艺术之三的拴马桩。明末至近代农村的石雕工艺品。在农村宅院用来拴马、牛等牲口的一种石雕桩。流行于陕西渭南地区,陇东、山西、广西一些地区也有类似作品。拴马桩的材料多为青灰石、黑青石。石桩分为桩头、桩颈、桩根三部分,其重点在桩头圆雕。雕刻题材丰富,有人物、动物、神话故事人物等,其中以石猴、人与动物等造型居多。多应用圆雕、浮雕与线刻相结合的手法对石桩各部位进行装饰。圆雕造型浑厚、稚拙、粗犷,富有浓郁的地方色彩与生活情趣。

运用于建筑中的民间石雕艺术之四的门枕石。也叫抱鼓石或门墩,是一种石材做成的极具结构功能和艺术欣赏价值的建筑构件,位于大门的门轴下。主要功能为承托大门起转动门轴的作用。门枕石突出门外的部分称为门鼓石、门墩,是装饰的重点。做成圆形的称为圆门鼓,做成方形的称为方门鼓。门墩的文化内涵主要表现在:传统文化、佛家文化和道家文化三个方面。门墩上的“狮子绣球”“五福捧寿”“九世(狮)同居”“白猿偷桃”“三羊开泰”“刘海戏金蟾”“麟吐玉书”“岁寒三友”“暗八仙”等图案,内容丰富,多姿多彩。由于封建礼教及权势的规矩制度,使得应用在建筑上的装饰图案纹样也有官位等级的差别。官位等级高的门墩图案丰富且雕工精致,官位等级低的门墩图案极少甚至没有,就一简单的方柱或圆柱门墩。门墩上的图形大多采用低浮雕或线刻,极少用透雕。浮雕栩栩如生,给人很强的视觉效果;透雕更是剔透玲珑,令人叫绝。我国各地民居的门枕石类型繁多,风格迥异。如:唐介祠位于广西省全州县凤凰乡翠西石冲村内,唐介,现广西兴安县高尚乡江东村人,宋仁宗时为御史里行。在宋一代,其后人有八九人中进士,人丁繁衍,由于家族兴旺人多,其中一支迁至全州。为纪念先人,而于清嘉庆五年(1800年)兴建了这座唐介祠,该祠砖瓦木结构,有天井厢房,分上下两座。大门两侧分别立两个抱鼓石,鼓石上蹲踞着两个小狮,整个抱鼓石包括鼓、鼓石,小狮子应用了高浮雕与低浮雕相结合的表现手法,雕刻精致,不失为一件极好的石雕艺术品。该祠保护得相当完好。

中国石拱桥教案范文6

关键词:旧桥加固

管理前言:随着我国社会经济和交通运输事业的快速发展,过去年代修建于各地城镇和各级公路上的桥梁,负担着十分沉重的交通荷载及繁重的交通量。当时社会发展较缓,缺乏前瞻和预见,桥梁投入运营使用之后,运营管理的长期滞后,管养制度建设和队伍建设长期被忽视,管养费用被挤占、挪用,运营车辆长期普遍超载和严重超载未得遏制,桥梁的技术状态未得到及时、细致的观测掌握。在寒冬酷暑、暴雨烈日、洪水冲刷、车船撞击的多年下,使得为数众多的农用、公路及城市桥梁,发生了各种大大小小的病害,如桥面破损、栏杆断裂、伸缩缝损坏、桥头跳车、梁板或拱体裂缝、砼剥落、钢筋钢索锈蚀、钢结构裂纹锈烂、墩台断裂位移、挡墙倾斜错位、锥坡下挫坍塌、墩台基底冲空、桥头路基冲塌、河床护底冲翻以及河道被冲刷严重变迁而危及桥头路基等,已经破坏了桥梁的正常良好状态。这种不良状态,除将大大缩短桥梁的使用寿命之外,有的已经威胁着过往人车的安全而成为危桥,成了政府、管理部门和人民群众关注、耽心的大事。

这些桥梁具有荷载等级低、使用年限长的特点。从技术资料,大多数桥梁是三不知:1不知基底地质;2不知基础深度;3不知隐蔽部分的尺寸。从桥梁技术状况分析,由于河床屡遭洪水冲刷,河床底部加深,桥梁墩台基础外露、冲空,产生不均匀沉降,导致桥台、拱圈产生附加应力而出现开裂,有的甚至出现开合现象;有的桥梁由于桥台较高,受行车及台后土压力的作用,桥台出现开裂、凸肚等病害;桥面混凝土铺装层由于使用时间长加之重车作用,导致开裂、剥落等病害。按桥梁技术状况来评定大多属三类桥梁。

随着国民经济的发展和重点工程的建设,公路桥梁所承受的负荷有3个特点:1交通量不断增大;2重型车辆增加及超载现象严重;3超限运输的出现和增加。按现在桥梁和运输状况,桥梁的承载能力和通过的车辆荷载是公路与运输的矛盾之一。

旧桥加固,提高旧桥的承载能力,确保交通运输的安全是目前和今后面临的任务。自1989年以来,我单位多次完成超限运输旧桥加固及大中型危桥的维修加固监理工作,在公路旧桥加固和管理方面取得一些经验,本文按桥梁的组成部分介绍桥梁的加固方法。

1、旧桥上部结构加固技术

1.1、桥面补强层加固法

在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层,一般先凿除旧桥面,使其与原有主梁形成整体,达到增大主梁有效高度、改善桥梁荷载横向分布能力,从而达到提高桥梁的承载能力的目的。

1.2、增大截面和配筋加固法当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时,通常采用增大构件截面、增大配筋、提高配筋率的加固方法,这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸、增配主筋、提高梁的有效高度和抗弯强度,从而提高桥梁的承载力。该法广泛于桥梁及拱桥及拱桥拱肋的加固。

1.3、锚喷砼加固法借助高速喷射机械,将新砼混合料连续的喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上,凝结硬化面形成钢筋混凝土,从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋,加强结构的整体性,使其能承受更大的外荷载作用。

1.4、粘贴钢板加固法当交通量增加,主梁出现承载力不足或出现严重腐蚀的情况时,梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。采用粘结剂及锚栓,将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板代替增设的补强钢筋,达到提高梁的承载力的目的。这种加固方法的特点是:

1.4.1、需要破坏被加固的原结构尺寸;

1.4.2、工工艺简单,施工质量较容易控制;

1.4.3、施工工期短。

1.5、增设纵梁加固法在墩台地基安全性能好,并具有足够承载力的情况下,可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁,新梁与旧梁相连接,共同受力。由于荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布,使原有梁中所受荷载得以减少,由此使加固后的桥梁承载力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或者两侧时,则兼有加宽作用。

为保证新旧砼能够共同作用,必须注意做好新旧梁之间的横向连接。

1.6、拱圈增设套拱加固法在原主拱圈腹面下增设一层新拱圈,即紧贴原拱圈底面上,浇注或锚喷混凝土新拱圈,外形上就像是在原拱圈下套做了一个新拱圈。

2、旧桥下部结构加固技术

2.1、扩大基础加固法

此法适用于基础承载力不足或埋深太浅,而墩台又是砖石或砼刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度验算确定。

2.2、增补桩基加固法当桥梁墩台基底下有软卧层时,墩台发生沉陷;对此采用增补桩基加固法是一种常用而且有效的方法。这种方法是:在桩式基础的周围补加钻孔桩等,以此提高基础的承载力,增强基础的稳定性。

2.3、钢筋砼套箍或护套加固法当桥梁墩台由于基础埋深不够,或因施工质量控制不严等原因,导致墩台开裂时,有时会出现贯通裂缝,可采用钢筋砼围带或钢箍进行加固。

2.4、桥台新建辅助挡土墙加固法由于桥台台背水平土压力过大,引起桥台倾斜,应在台背之后加建一挡墙,以抵御过大的土压力。

2.5、墩台拓宽加固法利用旧桥基础,靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分,以便安装的上部结构。此种情况为只加宽墩台上部的盖梁、墩台身和基础则不需予以加固。

3、旧桥加固的常用方法

3.1、塞缝灌浆是一种综合普用的方法。

塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂。结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到原来状态。塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好;环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。塞缝灌浆的通常做法是:先用1∶1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留直径约6~8mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为0.6~1.0m,缝小处孔距为0.4~0.6m.待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝,凡大于0.2mm的裂缝都要留孔灌浆,孔距一般为0.25~0.30m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,通过试载及使用观察,效果较好。

3.2、上部结构加固上部结构加固改建在调查旧桥的基础上,经过技术、经济比较,采用充分利用原桥进行拼宽,利用桥台将拱式结构改为板式结构的加固方法,使其满足超限运输要求。

3.2.1、拼宽原桥对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁,以确保超限运输安全。

如三那线K186+325处的龙亩沟桥为一孔石拱桥。右边部分于1940年修建,净跨9.2m,宽6.4m;左边部分于1966年拼宽修建,净跨8.0m,宽2.5m.经验算左边部分能够满足超重车通行,加固方案为在左边紧靠1966年修建的石拱桥拼宽3.4m,使其共同受力,供超限车辆通过。设计应考虑与原桥协调,则拼宽部分的桥台高度、跨径、矢跨比等均与1966年拼宽的石拱桥相同,荷载按超重车考虑。

3.2.2、利用原桥台改拱式结构为板式结构对于小跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此办法。

如三那线K206+398处瓦窑桥,为一孔5m,矢跨比为1/4的石拱桥,拱圈厚0.4m,拱上填土高度为0.2m,由于基础发生不均匀沉降,致使拱顶关门石下落1cm,两端头子石开裂。在确定加固方案时,考虑到拱上填土较薄,不能满足拱上加板的要求,因此采取拆除桥面铺装、石拱圈,并将原桥台起拱线以上部分的填土、侧墙拆除,然后加高桥台至设计标高,按超限荷载设计钢筋混凝土预制板的加固方法。如果拱上填土高度能满足加钢筋混凝土板的要求,可不拆除石拱圈,钢筋混凝土预制板的板底距拱顶的净距要求不小于5cm.我们采用此方法加固了14道石拱涵。

采用以上两种方法加固的桥涵,通过试载及重车通行,经观察加固效果较好。

3.3、旧桥下部结构加固桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小,水流不大的石拱桥,我们采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。由于桥台太高,且位于长距离的高路堤纵坡上(桥面纵坡达5.5%),在行车和土压力的共同作用下,使两岸桥台和靠那发岸拱脚开裂。

3.3.1、采用钢筋混凝土框架加固桥台。

设计的基本假设:鉴于尚在维持正常的运输的桥,台背填土破坏棱体引起的主动土压力由原桥台承担,框架结构仅承受在破坏棱体范围内布置超重车所引起的主动土压力。在后来的中,取消了钢筋混凝土立柱,仅在桥台上凿出牛腿的位置,将横系梁、支撑梁、牛腿一起现浇成平面支撑框架,这不仅减少了工作量,而且施工方便。采用这种加固的桥涵,经多次实地观察,使用效果良好。

3.3.2、基础加固桥梁基础特别是天然地基上的浅基础。

由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁。桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降,引起桥台开裂等。针对以上病害,我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。

3.3.2.1、防治桥台基础冲刷对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接冲刷桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺15号片石混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为30cm,铺砌两端设置截水墙,截水墙的深度为1m,宽度为0.6m.对于桥梁上游河床变迁、水流改道,洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道。

3.3.2.2、扩大基础加固法:采用扩大基础进行加固,具体做法:位于三那线K153十790处的栏板桥为一孔5m石拱桥,建于1940年,桥宽6.0m,1978年用钢筋混凝土梁板在左、右两侧各拼宽3.0m,拼宽的3.0m中,一半作为行车道,另一半作为人行道。该桥三岔口岸左半部分桥台开裂,裂缝为上宽下窄,经此病害系地基软弱所至,经调查,此处原是深水塘,为减小基底应力,采用扩大基础进行加固,具体做法:(1)挖除桥台前的淤泥,深度与原基础高度相同;(2)在基底打入4m长的木桩,木桩按梅花型布置;(3)在木桩顶铺垫25cm厚的碎石;(4)浇筑20号混凝土基础,新旧基础间采用锚固钢筋联系,使其共同受力。

3.3.2.2.1、挖除桥台前的淤泥,深度与原基础高度相同;

3.3.2.2.2、在基底打入4m长的木桩,木桩按梅花型布置;

3.3.2.2.3、在木桩顶铺垫25cm厚的碎石;

3.3.2.2.4、浇筑20号混凝土基础,新旧基础间采用锚固钢筋联系,使其共同受力。

3.4、桥面铺装层的加固桥面铺装层开裂或剥离等病害,纵观有限元结果分析可知,在铺装层结构厚度一定的情况下,铺装层的模量比对铺装层的受力状态很大。

3.4.1、重视桥面铺装上层的设计和选材。

如果沿用传统的路用沥青混凝土的材料设计方法,铺装上层总是处于不利的受力状态,承受着较大的反复拉应力,往往在桥面板的加劲部件(直腹板、横隔板)的顶部产生开裂,导致铺装上层出现早期破坏,这也与实际桥面铺装层的损坏情况基本吻合,重视桥面铺装上层的设计和选材使其具有良好的变形能力以抵抗疲劳开裂,对预防铺装层的早期损坏具有重要的意义。所以,对于桥面铺装体系来说,需要采用性能更加优良的复合改性沥青,根据铺装上、下层的不同功能和受力状态选择合理的沥青混合料组成,并进一步解决铺装层与桥面板的粘结稳定性等。

3.4.2、材料、结构和施工这三个要素中,材料是最为活跃的因素。

因为决定沥青混合料力学性能的原材料以及混合料的组成结构具有很大的选择性,铺装层的模量比取决于材料的组成设计。因此,在满足铺装层路用性能的前提下,为了达到减小铺装层的拉应力和剪切应力的目的,要充分发挥材料组成设计的作用,设计出能适应桥面铺装层受力特性和防水要求的嵌挤密实型沥青混合料。研究表明,在混凝土桥的铺装中使用增强纤维沥青混凝土具有较好的效果且,能增强铺装层沥青混凝土的柔韧性,改善铺装层的受力状态,防止桥面铺装层出现开裂、脱落等现象,最终提高桥面铺装层的使用品质和延长其使用寿命。当然,也出现了诸多改性沥青、SMA、环氧沥青混凝土、沥青玛蹄脂混合料、浇注式沥青混凝土等桥面铺装新材料和新技礼它们都具有较好的性能,但需增加设备,增加了一定的施工难度,造价比较高,一时还难以大面积惟广。若条件具备,经过经济、技术论证也可以使用于混凝土桥面铺装上。

3.4.3、桥面铺装层的加固施工(沥青或水泥砼)

首先,清除或刨洗桥梁旧铺装层。在清除过程中注意处理的、厚度等。在使用机械清除时,尤其注意不得损坏旧桥的预制梁板、伸缩缝等构造。

其次,认真清洗旧桥面。对已经刨洗完毕的旧桥铺装层及时外运,用人工清扫废旧料,用高压水冲洗梁板顶面,使之清洁并干燥。

再次,重铺新桥面:

水泥混凝土桥面铺装在浇筑混凝土的强度达到设计等级后,才可开放交通,其车辆荷载不得大于设计荷载。如果经监理工程师同意采用快硬水泥混凝土铺装,开放交通的时间需根据试验确定。

沥青混凝土桥面铺装应待摊铺的混合料完全冷却,其表面温度低于50℃后,方可开放交通。需要提早开放交通时,可洒水冷却降温。

伸缩装置安装完毕,预留槽浇筑的混凝土强度达到设计强度后,方可开放。

4、公路旧桥的管理

4.1、加强公路旧桥的管理。

加强公路旧桥的管理并进行维修和加固,使其处于正常的工作状态,充分发挥旧桥的作用,是公路管理部门的一项主要任务。对于旧桥的超限运输管理工作具有工期短、要求高、工程量较小、前期工作量大等特点,公路超限运输一般是为国家或省的重点建设工程服务,我们的初步经验是:

4.1.1、对于经常过大件的路段,应对改路段上的大小桥梁进行重点检查和管理,收集原始档案材料,掌握其动态,针对其技术和承受能力编制相应的加固处理方案,需要报批的及时按程序报批;

4.1.2、在施工中针对其技术严格按照业主已批准的加固方案进行施工,注意抓重点、制约工程;

4.1.3、重视加固工程的原始资料的收集和整理工作,为今后的加固工程积累经验;

4.1.4、充分调动基层单位的积极性,正确处理责、权、利的关系。

公路旧桥的维修加固同样属于桥梁工程,不能重建轻养,旧桥的加固比新建还难,因为旧桥的维修加固,没有现成的规范,更没有可供使用的标准图,桥梁的病害又错综复杂,病害原因难以确定。因此,应充分重视公路旧桥的管理工作,加大资金投入,使其保持良好的工作状态,确保公路运输的安全。

4.2、旧桥加固的建议制约旧桥加固工作的主要因素是资金问题,在养路资金紧缺的情况下,投入到旧桥加固上的资金更加有限,现在的作法是省公路局将大中型桥梁作为计划单列,而从我单位的实际情况看,小桥的数量约占桥梁总数的90%,且小桥的病害也比较严重,对小桥的维修、加固需要投入大量的资金,为此建议采用以下办法逐步解决。

4.2.1、省公路局应加大对大中型桥梁加固资金的投入,并将属于危桥的小桥纳入这个范围,集中资金重点解决危桥的加固;

4.2.2、对于桥梁的小修保养,应纳入公路小修保养议标中,特别是实行养路工程费制后,可将各段管养的桥梁编入小修保养工程量清单内,对站(所)不能承担的项目,可安排段工程队施工,总段加强检查和考核。

结束语:几十年来,几代土木工程专家学人,在铁路、城建、公路系统从事着桥梁、水文、建筑和其它土木工程的养护维修、科研、试验、检定、大修加固、施工、设计以及建设管理工作,已积累了丰富的实践经验。希望桥梁工程的同行们,对为数众多的病桥、危桥有所分析和研究,并实施加固设计和施工,对辛勤为人们工作的桥梁,如医生之对于各种病人,实行“救死扶伤”,让传统文化中的有德之物——桥梁,健康地继续为人们工作和造福。

[1]中华人民共和国行业标准JTJ5073-96.公路养护技术规范[S]。

[2]湛润水,等编著。公路旧桥加固技术与实例[M]。

[3]王灿,等。双曲拱桥病害原因分析及处理对策的研究[J]。公路