作品名稱：海峽兩岸心連心大橋
學校名稱：安徽現(xiàn)代信息工程職業(yè)學院
參賽隊伍：豆腐宴
參賽學生：張豐 徐亮亮 張帥帥
指導(dǎo)老師：鄒瑋 井慶川
橋是一種架空的人造通道。由上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)三部分組成。上部結(jié)構(gòu)包括橋身和橋面；下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺；基礎(chǔ)有明挖基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、沉箱基礎(chǔ)、管柱基礎(chǔ)和承臺等構(gòu)成。
即為了解決跨水或產(chǎn)生與發(fā)展者越谷的交通，以便于運輸工具或行人在橋上暢通無阻。若從其最早或者最主要的功用來說，橋應(yīng)該是專指跨水行空的道路。故說文解字段玉裁的注釋為：“梁之字，用木跨水，今之橋也。”說明橋的最初含意是指架木于水面上的通道，以后方有引申為架于懸崖峭壁上的“棧道”和架于樓閣宮殿間的“飛閣”等天橋形式。現(xiàn)代的橋又在城市交通中發(fā)揮著重要作用,平地起橋(立交橋),貫通東西南北,不僅有助于緩解交通堵塞,還成為現(xiàn)代化城市一道亮麗的風景。中國是橋的故鄉(xiāng),自古就有“橋的國度”之稱,發(fā)展于隋.
中國山川眾多、江河縱橫，是個橋梁大國，在古代無論是建橋技術(shù)，還是橋梁數(shù)量都處于世界領(lǐng)先地位。千百年來，橋梁早已成為人們社會生活中不可缺少的組成部分。但由于我國幅員遼闊，從南到北，從東到西，在地理氣候、文化習俗以及社會生產(chǎn)力發(fā)展水平上，都存在較大的差異。因此，各自立足于自己的實際條件和根據(jù)自己的需要，經(jīng)過長期的時間，遂創(chuàng)造出多種多樣的橋梁形式，并逐步形成了自己的特色，具體說來大致有如下特點：
（一） 地域性。我國土地遼闊，南北之間和東西之間的橋梁，受所在自然地理和人文社會的影響，因地制宜，都形成了各自相對獨立的風格和特色。如北方中原地區(qū)，黃河流域，地勢較為平坦，河流水域較少，人們運輸物資多賴騾馬大車或手推板車。因此，這里的橋梁多為寬坦雄偉的石拱橋和石梁橋，以便于船只從橋下通過；西北和西南地區(qū)，山高水激、谷深崖陡，難以砌筑橋墩，因此，多采用藤條、竹索、圓木等山區(qū)材料，建造繩索吊橋或伸臂式木梁橋；嶺南閩粵沿海地區(qū),盛產(chǎn)質(zhì)地堅硬的花崗巖石，所以石橋比比皆是；而云南少數(shù)民族地區(qū)，因竹材豐富，便到處可見別具一格的各式竹材橋梁。從橋梁的風格上看，北方的橋如同北方的人，顯得粗獷樸實；南方的橋也同南方的人，顯得靈巧輕盈。當然，這跟自然地理也有極大關(guān)系，如北方的河流因水流量起伏變化很大，又有山洪冰塊沖擊，故橋梁必須厚實穩(wěn)重；而南方河流水勢則較平緩，又要便于通航，故橋梁相對較纖細秀麗。
（二） 多種多樣性。我國是個文明古國，地大物博，山河奇秀，南北地質(zhì)地貌差異較大，因此對建橋的技術(shù)要求也高。大約在漢代時，橋梁的四種基本橋型：梁橋、浮橋、索橋、拱橋便已全部產(chǎn)生了。這四種橋根據(jù)其建筑材料和構(gòu)造形式的不同，又分別演化出：木橋、石橋、磚橋、竹橋、鹽橋、冰橋、藤橋、鐵橋、葦橋、石柱橋、石墩橋、漫水橋、伸臂式橋、廊橋、風雨橋、竹板橋、石板橋、開合式橋、溜索橋、三邊形拱橋、尖拱橋、圓拱橋、聯(lián)拱橋、實腹拱橋、坦拱橋、徒拱橋、虹橋、渠道橋、曲橋、纖道橋、十字橋，以及棧道、飛閣等等，幾乎應(yīng)有盡有，什么形式的古橋，在我國都能找到。
（三） 多功能性。我國古代的匠師建橋，很注意發(fā)揮橋梁的最大效益，既能考慮到因地制宜、一切從實用出發(fā)，又能考慮使橋梁盡量起到多功能的作用。如江南的拱橋多為兩頭平坦，中間高拱隆起，使之既產(chǎn)生造型上的弧線美，又利于行舟。而南方地區(qū)廣見的廊式橋，則更充分反映了一橋多用的特點。南方雨多日照強，橋匠便在橋上修建廊屋，這不僅為過往行人提供了躲避風雨日照、便于歇息的場所，而且還增加了橋梁的自重，以免洪水把橋沖掉，并起到保護木梁、鐵索不受風雨腐蝕的作用。特別是很多此類廊橋，因是人員過往要沖，故還利用它兼作集市、住宿和進行商業(yè)活動。如廣東潮安縣的湘子橋，這座橋全長五百余米，有著“一里長橋一里市”之稱，橋中設(shè)一段可以開合的浮橋，以利通航；橋上建廊屋、樓后做集市，其間店面櫛比，自晨至暮，熙熙攘攘，熱鬧非凡，以至不聞不見咆哮的潮水和寬闊的江面，故民間流傳有“到了湘橋問湘橋”的笑話。
（四） 群眾公益性。橋梁自產(chǎn)生始，便以屬于民眾共有的社會性出現(xiàn)。我國的傳統(tǒng)建筑，一般為私有性，唯有橋梁（除私有的園林中橋梁外），不管是官修私建的，都為社會所公有。故數(shù)千年來，愛橋護路成為一種良好風尚，而“修橋鋪路”則是造福大眾的慈善行為，被民眾所推崇。因此，修橋或建橋具有廣泛的群眾性。查看史志，我國歷來修橋建橋的方式，大概有四種：一是民建，即由一家一姓獨立建橋；二是募捐集資，報經(jīng)官府支持，協(xié)力興建。此種最為多見，如著名的趙州橋、泉州洛陽橋等，都是用此方式建成的；三是官倡民修，由地方官倡導(dǎo)，士紳附和認捐，并指派官吏或商紳主持完成。此多屬較大的橋梁；四是全由官府撥款施工興建的。所以，我國古橋遍布各地，連窮鄉(xiāng)僻壤也多建橋。其數(shù)量之多，分布之廣，居世界首位。
在人為橋梁之前，自然界由于地殼運動或其他自然現(xiàn)象的影響 ，形成了不少天然的橋梁形式。如浙江天臺山橫跨瀑布上的石梁橋，江西貴溪因自然侵蝕而成的石拱橋（仙人橋）以及小河邊因自然倒下的樹干而形成的 “獨木橋”，或兩岸藤蘿糾結(jié)在一起而構(gòu)成的天生“懸索橋”等等。人類從這些天然橋中得到啟示，便在生存過程中，不斷仿效自然。開始時大概是利用一根木料在小河上，或氏族聚居群周圍的壕溝上搭起一些獨木橋（橋之所以始稱“梁”，也許便是因這種橫梁而過的原故），或在窄而淺的溪流中，用石塊墊起一個接一個略出水面的石蹬，構(gòu)成一種簡陋的“跳墩子”石梁橋（后園林中多仿此原始橋式，稱“汀步橋”、“踏步橋”）。這些“獨木橋”“跳墩子橋”便是人類建筑的最原始的橋梁，以后隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，不斷由低級演進為高級，才逐漸產(chǎn)生各種各樣的跨空橋梁。
我國的橋梁，大致經(jīng)歷了四個發(fā)展階段。
第一階段以西周、春秋為主，包括此前的歷史時代，這是古代橋梁的創(chuàng)始時期。此時的橋梁除原始的獨木橋和汀步橋外，主要有梁橋和浮橋兩種形式。當時由于生產(chǎn)力水平落后，多數(shù)只能建在地勢平坦，河身不寬、水流平緩的地段，橋梁也只能是寫木梁式小橋，技術(shù)問題較易解決。而在水面較寬、水流較急的河道上，則多采用浮橋。
第二階段以秦、漢為主，包括戰(zhàn)國和三國，是古代橋梁的創(chuàng)建發(fā)展時期。秦漢是我國建筑史上一個璀璨奪目的發(fā)展階段，這時不僅發(fā)明了人造建筑材料的磚，而且還創(chuàng)造了以磚石結(jié)構(gòu)體系為主題的拱券結(jié)構(gòu)，從而為后來拱橋的出現(xiàn)創(chuàng)造了先決條件。戰(zhàn)國時鐵器的出現(xiàn)，也促進了建筑方面對石料的多方面利用，從而使橋梁在原木構(gòu)梁橋的基礎(chǔ)上，增添了石柱、石梁、石橋面等新構(gòu)件。不僅如此，它的重大意義，還在于由此而使石拱橋應(yīng)運而生。石拱橋的創(chuàng)建，在中國古代建橋史上無論是實用方面，還是經(jīng)濟、美觀方面都起到了劃時代的作用。石梁石拱橋的大發(fā)展，不僅減少了維修費用、延長了橋的使用時間，還提高了結(jié)構(gòu)理論和施工技術(shù)的科學水平。因此，秦漢建筑石料的使用和拱券技術(shù)的出現(xiàn)，實際上是橋梁建筑史上的一次重大革命。故從一些文獻和考古資料來看，約莫在東漢時，梁橋、浮橋、索橋和拱橋這四大基本橋型已全部形成。
第三階段是以唐宋為主,兩晉、南北朝和隋、五代為輔的時期，這是古代橋梁發(fā)展的鼎盛時期。隋唐國力較之秦漢更為強盛，唐宋兩代又取得了較長時間的安定統(tǒng)一，工商業(yè)、運輸交通業(yè)以及科學技術(shù)水平等十分發(fā)達，是當時世界上最先進的國家。東晉以后，由于大量漢人貴族官宦南遷，經(jīng)濟中心自黃河流域移往長江流域，使東南水網(wǎng)地區(qū)的經(jīng)濟得到大發(fā)展，經(jīng)濟和技術(shù)的大發(fā)展，又反過來刺激橋梁的大發(fā)展。因此，這時創(chuàng)造出許多舉世矚目的橋梁，如隋代石匠李春首創(chuàng)的敞肩式石拱橋--趙州橋，北宋廢卒發(fā)明的疊梁式木拱橋--虹橋，北宋創(chuàng)建的用筏形基礎(chǔ)、植蠣固墩的泉州萬安橋，南宋的石梁橋與開合式浮橋相結(jié)合的廣東潮州的湘子橋等。這些橋在世界橋梁史上都享有盛譽，尤其是趙州橋，類似的橋在世界別的國家中，晚了七個世紀方才出現(xiàn)。縱觀中國橋梁史，幾乎所有的重大發(fā)明和成就，以及能爭世界第一的橋梁，都是此時創(chuàng)建的。
第四階段為元、明、清三朝，這是橋梁發(fā)展的飽和期，幾乎沒有什么大的創(chuàng)造和技術(shù)突破。這時的主要成就是對一些古橋進行了修繕和改造，并留下了許多修建橋梁的施工說明文獻，為后人提供了大量文字資料。此外，也建造完成了一些像明代江西南城的萬年橋、貴州的盤江橋等艱巨工程。同時，在川滇地區(qū)興建了不少索橋，索橋建造技術(shù)也有所提高。 到清末，即1881年，隨著我國第一條鐵路的通車，迎來了我國橋梁史上的又一次技術(shù)大革命。
隨著科技的不斷發(fā)展，人們對交通的需求越來越強烈，大橋無疑能更好的滿足人們需求，而斜拉橋在不同種類的橋梁中又有著獨特的優(yōu)勢，它是由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結(jié)構(gòu)體系。可使梁體內(nèi)彎矩減小，降低建筑高度，減輕了結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了材料。現(xiàn)在已建成的斜拉橋有獨塔、雙塔和三塔式,以鋼筋混凝土塔為主,塔型有H形、倒Y形、A形、鉆石形等。但隨著斜拉橋跨度的增大，將會面臨橋塔過高和斜索過長等一系列技術(shù)問題。
我設(shè)計的這座斜拉大橋，是獨塔全鋼結(jié)構(gòu)。主塔形似蓮花既美觀大方又穩(wěn)定牢固，中間由水平拉索鏈接這樣不僅分散了兩側(cè)斜拉索的力提高了大橋的荷載還降低了主塔的高度，一舉兩得。大橋有兩個單向橋面和一個高鐵橋面，大大增強了交通量。橋上設(shè)有太陽能路燈，符合現(xiàn)在低碳、環(huán)保、節(jié)能的理念。
