重庆,作为2024年国内十大旅游热门城市,8D魔幻、赛博朋克、山城、雾都……这些熟悉的别称只是它的一面,重庆还有一张享誉世界的名片——桥都。
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独特的地形地貌,让重庆一直以来就是一座以桥闻名的城市,一座大桥造就一个打卡地的事并不少见。最近一次火爆网络的重庆白居寺大桥,就以在摄影师镜头下独特的“星际穿越”味儿被众多网友圈粉,而白居寺大桥,只是“桥都”众多著名大桥中的一座而已。
01 天然基因,筑就“桥都”
重庆“桥都”的称号,并不仅仅是民间流传的美誉,而是经过官方认证的说法。
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早在2005年,我国桥梁建设方面的专业机构——茅以升桥梁委员会,就在其年会上评选了中国的桥梁之都,当时的重庆从众多候选城市中脱颖而出,获得了中国唯一“桥都”的认定。要知道茅以升先生可是我国著名桥梁设计专家,现代桥梁之父。由他所命名的机构评选出来的“桥都”,其含金量可想而知。
那为什么中国“桥都”的评选,重庆能够当选?茅以升桥梁委员会也给出了令人信服的评选标准:在综合桥梁数量、建造规模、技术水平,以及桥梁多样化等各项指标上,重庆在国内外都称得上数一数二。
而其中重要指标之一,就是桥梁数量。这又与重庆自身的地理“基因”密不可分。
众所周知重庆既是一座山城,也是一座江城。单说重庆主城周边,就有着“四山(缙云山、中梁山、铜锣山、明月山)夹两江(长江、嘉陵江)”的地势格局。而整个大重庆更是山地面积占比约75.33%,并且有着纵横密布的水系网络,大小河流5300多条,其中流域面积超过100平方公里的河流有274条,超过1000平方公里的河流有42条。
山城重庆江河纵横,水网密布,在这样的地理环境下,要保证陆路交通畅行,“逢山开路,遇水搭桥”自然是重庆人民最好的选择了。所以重庆市内现有各类桥梁4500多座,数量和密度远远超过国内其他城市。
截至2023年,跨江大桥多达37座,加上在建的跨江大桥,总数超过50座。正是这一座座大桥把重庆的山与水连通,造就了重庆独特的“桥都”风格。
02 各种桥梁,应有尽有
身为“桥都”,重庆优秀之处可不仅仅在于桥梁数量,从桥梁的多样化程度上来看,重庆在全国也是首屈一指的。把桥梁按结构体系与受力特点,可以分成梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥、斜拉桥五种基本体系,而每种类型的桥,在重庆都能找到它的影子。
梁式桥——石板坡长江大桥
梁式桥是十分传统的桥梁结构,古人最初造桥之时,在横跨河面的若干承重物(桥墩)上架起一根木头,这就是梁式桥的雏形了。
经过千百年进化,梁式桥技术标准比起它的“老祖宗”已经有了天差地别的变化,但依然保持了“桥墩加桥面,桥墩受力”的整体结构形式。这种结构形式相对简单,施工也较为方便。
而那座被“老重庆”们默认为“重庆长江大桥”的石板坡长江大桥,就是一座梁式桥。这座连通重庆渝中区与南岸区的重要过江桥梁,于1980年通车运营,它也是长江中游第一座特大型城市公路桥。
拱桥——朝天门长江大桥
拱桥是另一种历史悠久且运用普遍的桥梁结构,顾名思义,它最大的特点就是桥上的“拱”让整个桥梁结构带有弯曲的弧度。不要小看这些拱,它们能使桥面受到的垂直方向的荷载通过拱形结构分散传递,从而减小桥面在垂直方向受到的力,提升桥的抗压强度。
传统的拱桥是直接将桥面设计成拱形,而随着工程技术的进步,拱桥的“拱”,可以是附着在桥面上的拱形辅助受力结构。
重庆同样有许多拱桥,其中较为出名的就是跨越渝中半岛,连接江北五里店与南岸弹子石的朝天门长江大桥了。这座拱桥于2009年正式通车,主跨长552米,全长1741米,在建成时是当时世界上跨度最大的拱桥,因此也号称“世界第一拱桥”。
刚架桥——礼嘉嘉陵江大桥
刚架桥是一种结合了梁式桥与拱桥的复合型桥梁结构,它最大的特点,便是桥面上方有拱形的梁式或板式受力结构,这让它有着拱桥的特征,与此同时它的下方又具有若干承受载荷力的桥墩。
由于结合了桥拱与桥墩的受力结构,使得刚架桥往往能具有更大的抗压强度,也因此使这种结构经常被用在跨线桥(跨越公路、铁路或城市道路等交通线路的桥)上。
重庆较为知名的刚架桥有礼嘉嘉陵江大桥,这座于2021年正式开通的大桥,全长785米,最大跨径245米,双向8车道设计,桥宽18米,是全国首例上承式大跨径梁拱组合预应力体系刚架桥。
悬索桥——鹅公岩轨道大桥
悬索桥又叫吊桥。大家小学课文《飞夺泸定桥》里的泸定桥,就是较为经典的传统吊桥。从泸定桥我们可以看出,吊桥的主要结构特征就是将若干根承受重力的缆索,通过设置在两岸的索塔悬挂牵引,然后在缆索上铺设桥面。
而现代的悬索桥在传统吊桥基础上,增加了更多辅助受力结构——不是直接把桥面铺设在缆索上,而是采用了许多从缆索上垂下的吊杆连接桥梁,同时缆索也往往采用抗拉强度更高的钢缆等材料。这些设计上的改进大大提升了现代悬索桥的载荷强度,也使得如今许多大跨径桥梁,都会采用悬索桥的结构。
重庆较为知名的悬索桥有鹅公岩轨道大桥,这座桥梁是轨道交通车专用桥梁,于2019年底通车运营。鹅公岩轨道大桥全长约1650米,其中主跨长度达到了600米,是世界自锚式悬索桥跨度之最。
斜拉桥——千厮门嘉陵江大桥
虽然同样使用缆索进行受力,但是斜拉桥的受力结构与悬索桥完全不同。比起悬索桥,斜拉桥多了一个名为桥塔的结构。桥塔作用近似于梁式桥的桥墩,但它并不是从下方“托住”桥梁进行受力,而是从桥塔上方延伸出许多根缆索,将整个桥梁“拉住”。桥面、桥塔与一根根斜拉的缆索构成了三角形的受力系统,从而保证了斜拉桥的稳定性。
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紧邻重庆科技馆的千厮门嘉陵江大桥便是重庆较为知名的斜拉桥之一,这座于2015年通车的斜拉大桥连接了渝中与江北两地,它全长1647米,主跨度达到了720米。它既能用作公路通行,又兼具了轨道交通桥的功能,是世界最大跨径单塔单索面斜拉桥,于2015年荣获重庆市首届“十大最美桥梁”称号。
除了官方给的称号,千厮门嘉陵江大桥作为洪崖洞夜景最佳观赏位,每到节假日人流高峰期都会封桥宠粉,因此也收获了网友“世界上最大的人行天桥”的好评。下次来科技馆参观的时候,不妨远眺,欣赏下这座大桥的“山水城桥”之美。
供稿单位:重庆科技馆
作者:杨震,科普作家
审核专家:黄河、李春藜、徐晓萍
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来源: 重庆市科学技术协会