中国最“反常”的桥梁,整座桥不用桥墩支撑,设计师才初中毕业

引言
众所周知,我国最著名的石拱桥非赵州桥莫属,唐代中书令张嘉贞在《赵州大石桥铭》中说它:“制造奇特,人不知其所为。”宋代杜德源在《安济桥》(赵州桥旧名)中也赞美道:“驾石飞梁尽一虹,苍龙惊蛰背磨空。”赵州桥是世界上现存年代久远、跨度最大、保存最完整的单孔坦弧敞肩石拱桥。但世界上的拱桥大多是正拱,那你见过倒拱桥吗?01
在距湖南省洞口县15千米外的淘金村,其古楼河的木鱼塘峡谷上面有一座湖南最“叛逆”的桥梁叫做“洞口淘金桥”的自锚上承式悬带桥。光说名字可能不懂桥梁的人不知所云,简单来说就是普通的桥,桥拱一般都是向上拱出来的,但是这座桥的桥拱却是向下凹进去,且桥墩是悬挂的。这种自锚上承式悬带桥在世界上极其稀少,叫得上名字的除了哥斯达黎加的里奥-科罗拉多桥和我国这个洞口淘金桥,世界上恐怕难以找出第三座不按常理设计的桥,堪称中国最“反常”的桥梁。

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要说这座怪异的桥就不得不去探讨这座桥梁的设计师。设计师名叫吴琦瑛,湖南洞口人,也就是洞口淘金桥所在地的当地人。吴琦瑛出生于1940年8月,在1956年4月开始参加工作,我们深知在这时间的时间里,我国国内局势一直处于动荡不安的状态,教育事业受到极大影响,所以吴琦瑛在参加工作时也只有初中文凭。

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然而,在那个特殊时代文凭却不能作为评判一个人能力的标准,因为有太多人没机会上学,接受更高层次的教学。不过吴琦瑛从小就踏实上进、勤奋好学,参加工作后先后从事水利、公路、桥梁等专业性工作,之后便慢慢的成为了高级工程师,尤其在桥梁设计上取得了很高的成就。

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1974年,他设计建造了当时我国最大波跨7米的石砌双曲拱桥—湛田桥;1980年,他设计建成净跨70米的单室箱型拱—龙井桥,被当时亚太地区农村交流会上列为推广桥型。1989年,吴琦瑛设计建成了全国第一座跨径70米上承式悬带桥—淘金大桥,也就是今天我们要讲的这座桥。当然这只是其中一部分。

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吴琦瑛先后撰写论文28篇,1989年国务院授予他“全国先进工作者”的称号,1991年,全国总工会授予他“全国自学成才者”称号。从1993年起,国家决定给这位人才享受国家政府特殊津贴,由此可见国家对他工作成果的认可。但是这种形状怪异,不按常理设计的桥真的安全实用吗?02
答案肯定是不言而喻的。首先,这种桥虽然看起来反常识,但是受力十分科学。虽然外形来看这种桥是“大肚子”结构,但是根据力学分析可以得出,它的受力传递方式和当下比较流行的悬索桥传力方式是一致的,都是靠着一条粗劲的悬带受力,桥体的荷载沿着这根悬带传给桥墩,然后再到地面。只是悬索桥的桥面是在悬带的下方,相当于一个拉的姿势,而上承式悬带桥的桥面在上方,这相当于推的姿势。

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其次,当时建设这座桥梁的时候不得不考虑到当时的经济条件,以及当时从事桥梁建设者的工作素质。木鱼塘峡谷两侧岩壁十分陡峭,如果按照传统拱桥方案,就需要建设两座几十米高的桥墩,而且桥墩的制作并不简单,在这种峡谷建造桥墩,需要单独去搭建脚手架,这样算下来桥墩的成本远远超过了桥面的造价,不仅费时费力,还十分考验施工者的能力,所以按照传统桥梁建设的方案被否决了。

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经过几番思虑,最后吴琦瑛决定采取倒拱,倒拱可以通过受力解决桥墩的问题。首先根据受力分析,采取倒拱以后,水平压力被桥面自然平衡,然后就只有竖直方向的受力,这样就能节省桥墩,同时也节省了施工流程和成本。所以,这座桥最终的造价在当时也只有26万元,折合到今天不到200万,这对于一座桥梁来说造价是极其低的,而且其外形奇特,结构精巧,让这座“洞口淘金桥”在全世界都享有极高的赞誉。结语
《诗经·大雅·文王》中写道:“文王在上,于昭于天。 周虽旧邦,其命维新。”一个国家要想可持续发展,一味地守旧是不行的,必须要进行一定的创新才是正确之道,同样的作为我们个人,做事也要懂得变通和创新。只有这样,我们才能更高效的找到解决问题的最优方案。
参考资料:
《赵州大石桥铭》
《安济桥》
《诗经·大雅·文王》

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