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我国古代劳动人民智慧的结晶——赵州桥

作者:土木系 孟志良   时间:2022-09-13   点击数:

讲授课程:土木工程材料

讲授章节:绪论(第一章)材料力学性质(第三节)

切入点:在讲解到材料脆性和韧性的内容时,讲解完材料脆性概念、脆性材料特性和应用,引入该案例。

讲授目的及效果:赵州桥是我国古代劳动人民智慧的结晶,通过讲述我国古建筑赵州桥案例,增强学生的民族自信心,鼓励学生为我国民族的强大而努力学习。

赵州桥坐落在河北省赵县洨河上,由隋朝匠师李春设计建造,因桥体全部用石料建成,称做“大石桥”,是世界上现存最早、跨度最大的单孔圆弧敞肩石拱桥,享有天下第一桥的美誉。

 赵州桥

隋朝结束了长期以来南北分裂、兵戈相见的局面。赵县是南北交通必经之路,但是这一交通要道却被城外的洨河所阻断,洪水季节甚至不能通行,影响了当地经济发展和交通。为此隋大业元年(公元6O5年)决定在洨河上建设一座大型石桥。

石材属于典型的脆性材料,脆性材料具有抗压强度高、抗拉强度低的特点,主要应用受压构件中,通常只能实现很小的跨度。李春将石材应用在拱桥上,利用拱的受力原理,使石材抗压强度得到充分利用,跨度达到了37米,并且设计创造性地使用了“敞肩拱”这一形式,比欧洲同类桥梁早了700多年。赵州桥独特的设计不仅方便车辆、行人通行和舟船航行,而且增加了桥下泄洪能力,还具有用料省、自重轻、施工方便等优点。

拱桥受力示意图

中国古代北方石拱桥的主拱圈结构,以纵联式为最多。纵联式拱圈基本属于整体性构造,稳定性好。并列式拱圈由多道独立的拱圈构成整体拱圈,稳定性不如纵联式结构,好处在于各拱圈单独受力,维修更换方便。李春敢大胆地采用并列式做法,说明他对桥梁结构具有相当丰富的经验,可谓一位了不起的桥梁专家。

拱圈砌筑示意图

赵州桥的并列式拱圈

李春的设计理念和技术创新,不仅体现大国工匠精神和创新精神,还是我国古代劳动人民智慧的结晶。因此,同学应该学习这种大国工匠精神、创新精神,努力学习科学知识,成为实现中华民族伟大复兴的生力军,肩负起国家和民族的希望。

 

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