拱橋

中國的拱橋始建於東漢中後期，已有一千八百餘年的歷史。它是由伸臂木石梁橋、撐架橋等逐步發展而成的。在形成和發展過程的外形都是曲的，所以古時常稱為曲橋。在古文獻中，還用“囷”、“窌”、“竇”、“甕”等字來表示拱。

拱橋。造型優美，曲線圓潤，富有動態感。單拱的如北京頤和園玉帶橋，拱券呈拋物線形，橋身用漢白玉，橋形如垂虹卧波。多孔拱橋適於跨度較大的寬廣水面，常見的多為三、五、七孔，著名的頤和園十七孔橋，長約150米，寬約6.6米，連接南湖島，豐富了昆明湖的層次，成為萬壽山的對景。河北趙州橋的“敞肩拱”是中國首創，在園林中仿此形式的很多，如蘇州東園中的一座。

中國建造拱橋的歷史要比以造拱橋著稱的古羅馬晚好幾百年，但中國的拱橋卻獨具一格。形式之多，造型之美，世界少有。有駝峯突起的陡拱，有宛如皎月的坦拱，有玉帶浮水的平坦的纖道多孔拱橋，也有長虹卧波、形成自然縱坡的長拱橋。拱肩上有敞開的（如大拱上加小拱，現稱空腹拱）和不敞開的（現稱實腹拱）。拱形有半圓、多邊形、圓弧、橢圓、拋物線、蛋形、馬蹄形和尖拱形，可説應有盡有。

孔數上有單孔與多孔，多孔以奇數為多，偶數較少，多孔拱橋，如果當某孔主拱受荷時，能通過橋墩的變形或拱上結構的作用將荷載由近及遠的傳遞到其它孔主拱上去，這樣的拱橋稱為連續拱橋，簡稱連拱；江浙水鄉的三、五、七、九孔石拱橋，一般是中孔最大，兩邊孔徑依次按比例遞減，橋墩狹薄輕巧，具有劃一格局，令人欽佩。由於橋孔搭配適宜，全橋協調勻稱，自然落坡既便於行人上下，又利於各類船隻的航運。杭州市城北的拱辰橋是三孔的一例，建於明崇禎四年（1631年）。有的橋孔多達數十孔，甚至超過百孔，如1979年發現的徐州景國橋，就有104孔，估計它是明清橋樑。多跨拱橋又有連續拱和固端拱，固端拱採用厚大橋墩，在華北、西南、華中、華東等地都可見到，連續拱只見於江南水鄉。按建拱的材料分有石拱、木拱、磚拱、竹拱和磚石混合拱。

以承受軸向壓力為主的拱圈或拱肋作為主要承重構件的橋樑,拱結構由拱圈(拱肋)及其支座組成。拱橋可用磚、石、混凝土等抗壓性能良好的材料建造;大跨度拱橋則用鋼筋混凝土或鋼材建造,以承受發生的力矩。按拱圈的靜力體系分為無鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱。前二者為超靜定結構,後者為靜定結構。無鉸拱的拱圈兩端固結於橋台,結構最為剛勁,變形小,比有鉸拱經濟，結構簡單,施工方便,是普遍採用的形式，但修建無鉸拱橋要求有堅實的地基基礎。雙鉸拱是在拱圈兩端設置可轉動的鉸支承,結構雖不如無鉸拱剛勁,但可減弱橋台位移等因素的不利影響,在地基條件較差和不宜修建無鉸拱的地方,可採用雙鉸拱橋。三鉸拱則是在雙鉸拱的拱頂再增設一鉸,結構的剛度更差些,拱頂鉸的構造和維護也較複雜,一般不宜作主拱圈。拱橋按結構形式可分為板拱、肋拱、雙曲拱、箱形拱、桁架拱。拱橋為橋樑基本體系之一,一直是大跨徑橋樑的主要形式。拱橋建築歷史悠久,20世紀得到迅速發展,50年代以前達到全盛時期。古今中外名橋(如趙州橋、盧溝橋、悉尼港橋、克爾克橋等)遍佈各地,在橋樑建築中佔有重要地位,適用於大、中、小跨徑的公路橋和鐵路橋,更因其造型優美,常用於城市及風景區的橋樑建築。

拱橋是中國最常用的一種橋樑型式，其式樣之多，數量之大，為各種橋型之冠，特別是公路橋樑，據不完全統計，中國的公路橋中7%為拱橋。由於中國是一個多山的國家，石料資源豐富，因此拱橋以石料為主。建於公元1990年，跨徑120m的湖南烏巢河大橋，是當今世界跨徑第一的石拱橋。中國建造的鋼筋混凝土拱橋的形式更是繁花似錦，式樣之多當屬世界之最，其中建造得比較多的是箱形拱、雙曲拱、肋拱、桁架拱、剛架拱等，它們大多數是上承式橋樑，橋面寬敞，造價低廉 ^[1]  。

箱形拱主要用於大跨徑。重慶涪陵烏江大橋，跨徑200米，是中國已建成的最大跨徑的箱形拱，跨徑420米的萬縣長江大橋正在設計中，它將是世界最大跨徑的鋼筋混凝土拱橋。雙曲拱是中國首創並不斷改進的一種新型鋼筋混凝土拱橋，它發源於江蘇無錫，遍步各地，最大跨徑當推河南前河大橋，跨徑150米；桁架拱是在軟土地基上為了減輕自重、改善拱上建築與主拱圈共同作用，藉桁架原理逐步發展起來的一種輕型鋼筋混凝土拱橋，適用於中小跨徑橋樑。當採用了預應力措施和懸臂拼裝的方法，就形成一種懸臂組合桁架拱橋，正在建造的貴州江界河大橋，主跨330米，是國內最大跨徑的在建拱橋。四川宜賓小南門大橋為跨徑240米的中承式肋拱，是中國該種橋型的最大跨徑。剛架拱橋是從簡化拱上建築着眼，利用斜撐將橋面最不利荷載位置的荷載傳至拱腳，以改善主拱的受力，在江蘇無錫建成了跨越大運河的三座跨徑100米的鋼筋混凝土剛架拱。在中國也建有一定數量的下承式鋼筋混凝土肋拱，其中有的是系杆拱或剛拱剛梁組合拱，後者是跨徑100m米的中承式無鉸拱；中國還修建了一些鋼拱橋及斜腿剛架橋。

中國在建造鋼筋混凝土拱橋的實踐中進行了拱軸線優化，混凝土徐變對混凝土拱內力重分佈影響、連拱計算、拱橋荷載橫向分佈、各種形式拱橋的設計計算理論的創立與完善、組合裝配式混凝土拱橋的施工控制等研究。為了適應在軟土地基上建造混凝土拱橋，提出了組合橋台形式與其計算理論。在拱橋施工方法上也有所創新：如中小跨徑拱橋以預製拱肋為拱架，少支架施工為主，或採用懸砌方法；大跨徑拱橋則採取縱向分條，橫向分段，預製拱肋，無支架吊裝，組合拼裝與現澆相組合的施工方法；此外，在採用無支架轉體施工方法建造拱橋方面也有不少成功的經驗。 ^[2] 

①按拱圈(肋)結構的材料分：有石拱橋（見石橋）、鋼拱橋、混凝土拱橋、鋼筋混凝土拱橋。

②按拱圈（肋）的靜力圖式分：有無鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱（見拱）。前二者屬超靜定結構，後者為靜定結構。

無鉸拱的拱圈兩端固結於橋台（墩），結構最為剛勁，變形小，比有鉸拱經濟；但橋台位移、温度變化或混凝土收縮等因素對拱的受力會產生不利影響，因而修建無鉸拱橋要求有堅實的地基基礎。雙鉸拱是在拱圈兩端設置可轉動的鉸支承，鉸可允許拱圈在兩端有少量轉動的可能。結構雖不如無鉸拱剛勁，但可減弱橋台位移等因素的不利影響。三鉸拱則是在雙鉸拱頂再增設一鉸，結構的剛度更差些，但可避免各種因素對拱圈受力的不利影響。

鋼拱橋多數採用上承式或中承式雙鉸拱形式。無鉸拱因必須有堅固的地基，使其應用範圍受到限制。世界上跨度超過300米以上的8座鋼拱橋中，只有一座是無鉸箱形肋拱橋，即美國尼亞加拉瀑布上的劉易斯頓-昆斯頓橋，建於1962年，拱跨304.8米。三鉸拱因拱頂有鉸，變形時有轉折點，對高速行車不利，且頂鉸構造複雜,維修不便,故只用於較小跨度的鋼拱橋。鋼拱橋的拱肋一般可作成桁架形、箱形或板梁形，分別稱桁拱、箱拱和板拱。

早在1874年美國建成第一座鋼拱橋，即跨越密西西比河的聖路易斯橋(見橋樑工程發展史)。1931年美國建成跨度503.6米的貝永橋，1932年澳大利亞建成跨度503米的悉尼港橋，均為雙鉸桁架拱。

第二次世界大戰後，栓焊結構（用高強度螺栓連接焊接構件的結構）逐步得到廣泛應用，箱形截面的結構得到了發展。拱橋也不例外。如1956年在加納建成的阿多米橋，為下承式新月形雙鉸桁拱橋，拱跨245米,拱的弦杆採用縱向高強度螺栓連接。捷克斯洛伐克在1967年建成的茲達科夫橋，為雙鉸鋼箱拱橋，拱跨為330米,兩片箱形拱肋支承在伸出26米的鋼筋混凝土橋台上。

另一座較著名的拱橋為瑞典1961年建成的阿斯克勒峽灣(Asker? Fjord)橋。該橋的拱肋和拱上立柱均採用管形截面，拱肋為工廠焊接的直徑3.8米圓管,在工地鉚接而成，拱上立柱為0.32～0.75米的無縫鋼管。因橋址處於海灣口，風速高達150公里/時，採用管狀結構可減少風荷載。橋寬僅9米，為保證結構的橫向穩定,曾進行了風洞模型試驗以確定合理的風荷載。兩端的引橋橋墩均採用鋼筋混凝土管柱結構，以求全橋協調統一，頗為美觀。可惜該橋已於 1980年1月18日凌晨在霧中被貨輪撞毀。 世界上最大跨度的鋼拱橋是美國的新河峽谷橋，1977年建成，拱跨為518.2米，全長921米，橋面離峽谷底267米，橋面為公路4車道，是上承式雙鉸鋼桁拱橋。

混凝土拱橋 　是用混凝土代替石料修築拱圈，其構造形式和石拱橋類同。鋼筋混凝土拱橋 　鋼筋混凝土拱橋因鉸的構造不易處理，多采用無鉸拱，只在小跨度中使用雙鉸或三鉸拱，以上承式或中承式居多。由於混凝土材料的可塑性，它比鋼拱橋更易造型裝飾,可建成各種造型的拱橋,如多跨的高架峽谷拱橋,不同曲線形(圓弧、橢圓、拋物線、懸鏈線等)的拱橋,以及脱離石拱橋傳統形式的片拱、桁架拱等。

20世紀上半葉，鋼筋混凝土拱橋的施工方法從費用昂貴的落地支架現澆拱肋改成較為經濟的木製或鋼製的拱形支架現澆拱肋,既節省了施工費用,又為跨越寬闊的深河峽谷開拓了應用範圍,使跨度紀錄達264米。50～70年代由於成功地採用了懸臂拼裝和懸臂灌築的施工方法，大跨度鋼筋混凝土拱橋得到進一步發展。如1964年建成拱跨304.8米的澳大利亞悉尼港的格萊茲維爾橋，4個箱形拱肋和拱上結構(立柱、橫樑、橋道縱梁)全部用預製構件拼裝;1966年南斯拉夫用懸臂灌築法建成拱跨246.3米的希貝尼克橋。世界上最大跨度的鋼筋混凝土拱橋是1980年建成的拱跨390米的南斯拉夫克爾克橋,為上承式無鉸拱公路、管道兩用橋，拱肋為單箱三室截面，橋面下敷設了17條輸油管、輸水管和工業管道，採用預製構件，懸臂拼裝施工.

中國拱橋建築歷史悠久。在古代橋樑中，以石拱橋為主要橋型。無論在山谷、丘陵、平原和水網地區，至今仍存在各種風采的石拱橋。

20世紀50年代以來，中國工業迅猛發展，採用不同材料、不同體系的拱橋也得到迅速發展。在鐵路拱橋建設中，1956年建成包（頭）蘭（州）線東崗鎮黃河單線上承式鋼筋混凝土肋拱橋,拱跨為3孔53米。1959年建成詹（店）東（觀）線丹河上承式鋼筋混凝土拱橋，拱跨增至88米，兩者均為兩片工字形截面拱肋。中國目前最大跨度的鋼筋混凝土鐵路拱橋為1966年建成的豐(台)沙（城）線永定河7號橋，為單線中承式，拱跨150米，拱肋為箱形截面，採用鋼拱架拼裝施工。 在公路、城市橋樑建設中，如1959年建成湘潭市湘潭橋，為8孔60米上承式拱橋,橫向佈置6片高1.6米的工字形拱肋,橋寬21米。70年代後拱橋向更大跨度發展,主要採用預製拼裝的鋼筋混凝土拱橋,如四川省的拱跨150米的宜賓馬鳴溪橋，即採用無支架纜索吊裝施工。中國公路上最大跨度的鋼筋混凝土箱形拱橋為建於1982年,拱跨170米的四川渡口寶鼎橋(圖3),最大跨度的公路鋼箱形拱橋為建於1966年的四川渡口市區金沙江橋,跨度180米。1969年建成的渡口密地栓焊桁架拱橋，跨度也是180米。

在60年代,為適應廣大農村地區發展農業的要求,曾創建一種採用簡易機具施工的雙曲拱橋。該橋型的主要特點是：拱圈結構化整為零，採用分段拼裝式波形拱肋截面，因其結構簡單，製造容易，安裝方便，形式輕巧，在公路和城市橋樑中曾一度得到廣泛使用。如建於1972年的湖南長沙湘江橋,為8孔76米的鋼筋混凝土雙曲拱橋。隨着建橋技術的進步，施工機具的改進，起重能力的提高，為求得拼裝構件更好的整體性，必然會向較大的拼裝單元發展。因此70年代後期至今，中國在大跨拱橋中，鋼筋混凝土箱形拱佔優勢，而在中、小跨拱橋中，桁架拱橋頗有發展。桁架拱橋是將拱上結構和拱肋組成桁式結構，常用跨度為20～50米。鋼筋混凝土桁架拱橋已達60米，如蘇州市郊覓渡橋。但預應力混凝土桁架拱橋最大跨度已達150米,如1985年建成的貴州劍河公路橋，繫帶懸臂的預應力混凝土桁架拱橋。

中國現存最早，並且保存良好的是隋代趙州安濟橋，又稱趙州橋。橋為敞間圓弧石拱，拱圈並列28道，淨跨37.02米，矢高7.23米，上狹下寬總寬9米。主拱券等厚1.03米，主拱券上有護拱石。在主拱券上兩側，各開兩個淨跨分別為3.8米和2.85米的小拱，以宣泄拱水，減輕自重。橋面呈弧形，欄檻望柱，雕刻着龍獸，神采飛揚。橋史建於隋.開皇十五年（公元595年）， 完工於隋.大業元年（公元605年），距今已有1406年。安濟橋製作精良，結構獨創，造型勻稱美麗，雕刻細緻生動，列代都予重視和保護。

中國石拱因南北河道性質及陸上運輸工具不同，所以改造不同。北方大多為平橋（或平坡橋），實腹厚墩厚拱。南方水網地區則為駝峯式薄墩薄拱。

北京宛平盧溝橋在北京廣安門外30裏，跨永定河。橋始建於金.大定二十八年（公元1188年），完工於金.明昌三年（公元1192年）。橋全長212.2米，共11孔，淨跨不等，自11.4米至13.45米，橋寬9.3米。墩寬自6.5米至7.9米。拱券接近半圓形。橋墩迎水面有尖端鑲有三角鐵柱的分水尖，背水面為削角方形。橋面上石欄杆共269間，各望柱頭上，雕刻有石獅。金代原物簡單統一，自後歷朝改換，製作精良，石獅形態各異，且有諸多小獅，懷抱揹負，足撫口噙，趣味橫生。橋上及華表柱上等的石獅子，已成為鑑賞重點，亦是統一變化的美學原則的具體應用。盧溝橋早已列為全國文物保護單位。

南方江浙一帶水網地區，以周行為主。潮汐河流，軟土地基，因此即使是石拱橋亦儘量減輕重量建造為薄墩薄拱。橋孔自單孔多到85孔（江蘇吳江垂虹橋，已塌，尚存殘孔8孔）。

薄拱的拱厚最小僅拱跨的1/66.7，而一般拱厚則為1/20左右。唐.張繼《楓橋夜泊》名詩中的現存楓橋（清代建）也是薄拱。

薄墩之薄，相鄰兩拱券拱石相接，特別是三拱薄墩橋，中孔大、邊孔小，兩岸以踏步上橋。橋成駝峯形，造型美觀。如浙江杭州拱宸橋，創建於明.崇禎四年（公元1631年），清.光緒十一年（公元1885年）重建。中孔淨跨15.8米，兩邊孔各為11.9米。拱券石厚30釐米，為拱跨的1/52.7和1/39.7。中墩厚約1米，合大孔的1/15.8。現存最長的多孔薄拱薄墩連拱為江蘇蘇州

寶帶橋始建於唐，歷代多次重修，現存橋共計53孔，全長316.8米，中間有3孔隆起以通船隻，橋寬4.1米。橋頭建有石獅、石亭、石塔。

中國古典園林中亦常見石拱橋，既起交通引路作用，更與園林景色有機結合，或是主景，或是襯景。如揚州瘦西湖中的，就是佳作。此橋也是中國現存唯一的"五亭橋"。

中國的木拱橋肇始自宋。宋代.張擇端的《清明上河圖》，在畫面高峯處有都城汴京（現河南開封）跨汴水的一座木拱橋，名為虹橋。為了漕運，水中無橋墩，橋採用了宋.明道年間（公元1032至1033年）有一守卒子發明的"貫木"架橋，即大木穿插疊架為木拱。虹橋橋跨約18.5米，拱矢 約4.2米，橋面總寬9.6米。橋毀於金元之際，幾百年來一直認為已是絕唱。近十多年來調查研究發現，隨着北宋南遷，在今浙江、福建山區中有數十座古木拱橋，結構與虹橋相類似且有所改進，橋跨增加到35米左右。如浙江雲和梅崇橋，橋建於清.嘉慶七年（公元1802年）。又如浙江泰順縣的泗溪溪東橋。橋長41.7米，跨徑25.7米，矢 高5.85米，橋寬4.86米。橋上建有美麗的廊屋，為了保護木料，兩側釘有蓑衣式木板。橋始建於明.隆慶四年（公元1570年）。泰順縣的葉樹陽橋竟存世511年。

拱橋高清組圖(4張)

虹橋等木拱結構為中國所獨創，尚有其他別緻的結構形式的竹木拱橋，亦與世界同類橋樑有異。

十七孔橋在頤和園中，這橋有十七個拱。此橋為仿製“盧溝橋”所建。

2009年4月29日，世界第一大跨徑拱橋——重慶朝天門長江大橋通車。它超越了上海盧浦大橋（主跨550米）。重慶朝天門長江大橋位於長江與嘉陵江交匯處，分為主橋、南北引橋、江北橋頭立交、彈子石立交和黃桷灣立交以及引道等幾大部分。大橋全長4.88公里，主橋跨徑552米，為雙層公軌兩用橋，上層為雙向6車道，下層是雙向輕軌軌道。