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橋

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橋係一種由水面或地面突出來嘅高架，用來連住橋頭橋尾兩邊路。橋可以搭來畀人行，畀車行，甚至畀火車行。橋可以打橫搭住谷河或者海峽兩邊，又或者起響地度升高，檻過下面嘅河或者路，等下面交通暢通無阻。

一條獨木橋
三藩市金門橋係一條懸索橋。

橋原本係種高大嘅樹（喬木），因為佢夠高大，斬落來就夠長放響河上面，可以連住兩邊岸，即家下講嘅獨木橋。

種類

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  • 固定橋
    • 拱橋
    • 懸索橋
    • 索拉橋
  • 活動橋
    • 提升橋
    • 仰開橋

歷史

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印度喜馬偕爾邦吉斯帕北部嘅季節性橋樑
 
加拿大西蒙特羅斯有蓋橋
 
美國亞倫鎮嘅阿爾伯特·L·邁耶斯橋，被美國土木工程師學會譽為「最早留存嘅巨型鋼筋混凝土建築典範」[1]
 
摩洛哥穆罕默德六世大橋
 
立陶宛明道加斯橋

最原始嘅橋係由踏腳石演變而嚟。

新石器時代人類已經識得喺沼澤鋪木板道，例如英國六千年前嘅甜徑同柱徑。[2] 古人仲會用天然倒下或刻意擺放嘅樹幹搭獨木橋，呢啲早期橋樑被認為係人類最早刻意建造嘅跨河結構。[3]

現存最古老嘅木橋係瑞士拉珀斯維爾-胡爾登木橋，考古發現公元前1523年已有木樁結構。最初嘅木棧道橫跨蘇黎世湖，到公元2世紀末羅馬帝國建6米闊木橋供運輸。1358至1360年間，奧地利公爵魯道夫四世重建長1450米嘅木橋沿用至1878年。2001年4月6日，瑞士重現呢條古代木棧道，成為全國最長木橋。

阿卡迪科橋係邁錫尼文明四座疊澀拱橋之一，建於公元前13世紀，連接提林斯要塞同埃皮達魯斯城，至今仍可使用，係現存最古老石拱橋之一。伯羅奔尼撒半島仲保留多座希臘化時期完整石拱橋。[4]

古代最勁嘅橋樑建築師非古羅馬人莫屬。[5] 羅馬人嘅拱橋同水道橋設計堅固，部分留存至今，例如西班牙塔霍河上嘅阿爾坎塔拉橋。羅馬人發明火山灰水泥，令石材強度更穩定。[6]

古印度考底利耶嘅《政事論》提及水壩同橋樑建造。[7] 旃陀羅笈多一世嘅御用建築師普斯帕古普塔曾修復被洪水沖毀嘅吉爾納爾附近橋樑。[8] 約4世紀印度已出現用竹編鐵鏈加固嘅懸橋，蒙兀兒帝國亦建造大量軍商兩用橋。[9]

中國戰國時期已有大型木橋，現存最古老石橋係隋朝595至605年建造嘅趙州橋，亦係全球最古老大跨徑空腹分段拱橋。歐洲分段拱橋可追溯至2世紀阿爾科內塔橋，而圖拉真橋（105年）木結構已採用空腹分段拱。[10]

16世紀歐洲殖民前，印加帝國喺安第斯山脈用繩索橋跨越峽谷。阿散蒂帝國則在溪流建橋：先將四根叉形樹幹打入河床，架橫樑再鋪泥土，形成簡易通道。[11]

18世紀，漢斯·烏爾里希·格魯本曼兄弟推動木橋設計革新。1716年，于貝爾·戈蒂埃寫出史上首本橋樑工程專著。

1779年英國鐵橋峽谷建成史上首座鑄鐵拱橋，橫跨塞文河，標誌橋樑技術大突破。[12] 19世紀工業革命期間，熟鐵桁架橋盛行，後隨鋼材高抗拉特性普及，古斯塔夫·埃菲爾等工程師設計出更大規模橋樑。[13]

北美18世紀末至19世紀盛行仿德瑞設計嘅有蓋橋，部分橋體以石鐵建造但桁架仍用木料，美國主要流行皇后柱、伯爾拱、城鎮格子三種桁架形式。[14] 1990年代小說同電影《廊橋遺夢》令呢類橋樑廣為人知。[15]

1927年，焊接先驅斯特凡·布雷瓦設計全球首座焊接公路橋——莫日采橋，1929年於波蘭建成。1995年美國焊接學會向波蘭頒發歷史焊接結構獎。[16]

美學設計

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荷蘭烏特勒支橫跨阿姆斯特丹-萊茵運河嘅克勞斯親王橋
 
波斯尼亞莫斯塔爾嘅世界遺產老橋，座橋個名就係城市名嘅由來
 
倫敦蓋特威克機場嘅橋，飛機喺橋底穿過

大部分橋樑設計以實用為主，但標誌性橋樑嘅外觀往往舉足輕重。[17] 例如作為城市入口嘅跨港大橋、公園景觀橋等。紐約塔科尼克州際公路沿線嘅石面橋就係兼顧美學嘅典例。

橋樑靚唔靚仔，關鍵睇幾點：線條簡潔、橋面唔好太厚、結構連貫、受力形狀分明。[18] 東亞庭園常見嘅月橋專登起得鬼咁高，扮到好似「半月掛空」咁款；皇宮入面嘅橋多數跨過人造河涌，寓意通往緊要地方。北京紫禁城重要庭院入面，五條橋九曲十三彎跨過水道，正中間嗰條淨係皇帝皇后行得，跟班要行兩邊。

橋樑保養

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用高頻衝擊處理整過嘅公路橋組件

橋樑壽命通常25到80年不等，睇材料同環境。[19] 保養得好可以襟用過百年，包括： - **定期睇實結構**：每3-6個月check一次 - **簡單檢查**：每2-3年做次基本測試 - **大驗**：每6-10年詳細驗身

歐洲保養使費好金，有啲國家使多過起新橋。[20] 焊位做埋焊口過渡位後處理，鋼橋可以襟用好多，抵到爛啦。

交通負荷計算

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福斯公路橋通車前嘅車流模擬，而家車流已轉去昆斯費里大橋（左邊）

橋樑設計用荷載與抗力系數法，歐洲標準要計到千年一遇嘅極端情況。[21] 而家標準好似歐洲規範會用簡化模型（例如HL-93），靠動態過磅數據庫估極端數值。[22]

長跨度橋要特別注意：

  • 跨度愈長，負荷強度愈低
  • 短橋最驚高速車衝擊
  • 長橋怕塞車頂死

研究員會用蒙地卡羅模擬、微觀車流模擬同影相位分析，計塞車時嘅車龍分布。[23] 例如靠車身長度估重量，或者模擬橋面車群點樣逼埋一齊。[24]

橋樑震動

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橋樑喺載重底下會震動，呢種震動喺一定程度上會對應力造成影響。[25] 一般嚟講，震動同動力對纖細結構，例如行人橋同長跨徑公路或者鐵路橋嘅影響會更加明顯。一個著名例子就係塔科馬海峽吊橋，因過度震動喺啱啱建成後就倒塌咗。最近嘅例子有倫敦嘅千禧橋，喺行人載荷底下出現過度震動，結果要封閉同加裝阻尼系統。而對於細啲嘅橋樑，動力效應未必會造成災難性後果，但會因靜態效應而額外增加應力。例如，歐洲橋樑載荷規範指出，放大效應嘅幅度喺10%到70%之間，視乎橋樑跨度、車道數量以及應力類型（例如彎矩或者剪力）。[26]

車輛—橋樑動力互動

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過往有好多研究探討車輛過橋時嘅動力互動。Fryba[27] 喺研究移動載荷同歐拉—伯努利梁嘅互動方面作出咗開創性工作。隨住計算能力提高，車輛—橋樑互動（VBI）模型變得越嚟越精細化。[28][29][30][31] 其中一個關注點就係車輛嘅某個自然頻率會唔會同橋樑嘅第一自然頻率共振。[32] 車輛相關嘅頻率包括車身跳動同車軸彈跳，但仲有啲假頻率同車速有關。[33] 再加上路面狀況亦有好多頻率相關嘅因素。[21] 考慮到道路橋上重型車輛種類繁多，有研究建議採用統計方法，對多個靜態極端載荷事件進行VBI分析。[34]

橋樑失敗

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睇埋：List of bridge failures
 
密西西比33號公路跨越Homochitto河嘅橋樑因洪水侵蝕倒塌。

橋樑倒塌對於結構工程師嚟講係一個好重要嘅課題，因為可以從中汲取設計、施工同維護橋樑嘅重要經驗教訓。喺英國，橋樑倒塌第一次喺全國引起關注係維多利亞時代，嗰時建造咗好多新設計橋樑，經常使用新材料，其中有啲橋樑發生咗災難性倒塌。喺美國，國家橋樑清單追踪所有橋樑嘅結構評估，包括標註「結構性缺陷」或者「功能性過時」嘅橋樑狀況。

用料

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類型

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維基同享有多媒體嘅嘢：
Bridges
  1. ↑ 〈南第八街高架橋（歷史工程紀錄編號 PA-459）〉。《美國國會圖書館》。喺2021年1月11日搵到。
  2. ↑ Brunning, Richard (2001年2月)。〈薩默塞特濕地〉。《《當代考古學》》。XV (4) (172（濕地特刊）): 139–143。
  3. ↑ 國家公園會議內政部 (1915)。《1915年加州伯克利國家公園會議紀錄》。政府印刷局。頁 60。｢獨木橋由天然或加工樹幹橫跨兩岸而成，供人畜通行。｣
  4. ↑ Kutz, Myer (2011)。《交通工程手冊卷二：應用與技術》。麥格勞-希爾專業出版社。ISBN 978-0-07-161477-1。
  5. ↑ DeLony, Eric (1996)。〈世界遺產橋樑背景研究〉。國際古蹟遺址理事會。原著喺2005年2月21日歸檔。
  6. ↑ 〈羅馬水泥與混凝土嘅啟示〉。美國土木工程師學會。原著喺2005年2月10日歸檔。喺2012年1月4日搵到。
  7. ↑ Dikshitar, V.R.R. (1993). 《孔雀王朝政體》, Motilal Banarsidass出版社, p. 332 ISBN 81-208-1023-6.
  8. ↑ Dutt, Romesh Chunder (2000). 《古印度文明史卷二》, Routledge, p. 46, ISBN 0-415-23188-4.
  9. ↑ 《大英百科全書》"suspension bridge"條目 (2008年版).
  10. ↑ Bjelić, Igor (2022)。〈圖拉真橋建築材料考〉。《考古與自然科學》。18: 45–58。doi:10.18485/arhe_apn.2022.18.4。
  11. ↑ Ivor Wilks (1989)。《十九世紀阿散蒂：政治秩序結構與演變》。劍橋大學檔案館。頁 38。ISBN 978-0-521-37994-6。
  12. ↑ 〈鐵橋〉。《工程年表》。原著喺2016年3月4日歸檔。
  13. ↑ 〈古斯塔夫·埃菲爾15大標誌作品〉。Rethinking the Future。2020年6月20日。
  14. ↑ 〈隱藏傑作：賓州有蓋橋〉。賓州圖書中心。2010年春。
  15. ↑ 〈懷舊星期四：有蓋橋〉。《加拿大地理》。2015年5月28日。
  16. ↑ Sapp, Mark E. (2008年2月22日)。〈焊接史1900–1950〉。WeldingHistory.org。原著喺2008年8月3日歸檔。
  17. ↑ Leonhardt, Fritz (1984)。《橋樑：美學與設計》。麻省理工學院出版社。ISBN 0-262-12105-0。
  18. ↑ 〈新南威爾士州橋樑美學設計指引〉 (PDF)。2009年2月。原著 (PDF)喺2022-10-09歸檔。
  19. ↑ Estes, Allen C.; Frangopol, Dan M. (2001年12月)。〈多重極限狀態下橋樑系統壽命可靠性研究〉。《《橋樑工程學報》》。6 (6): 523–528。doi:10.1061/(ASCE)1084-0702(2001)6:6(523)。
  20. ↑ Žnidarič, Aleš; Pakrashi, Vikram; O'Brien, Eugene (2011年12月)。〈六國道路結構數據分析〉。《《土木工程學會學報》》。164 (4): 225–232。doi:10.1680/udap.900054。
  21. ↑ 21.0 21.1 OBrien, Eugene J. (2015年)。《橋面分析》。CRC出版社。ISBN 978-1-4822-2723-9。
  22. ↑ 〈HL-93 美國州公路運輸官員協會活荷載模型〉。《土木工程網》。2016年8月17日。
  23. ↑ Micu, Elena Alexandra (2018年12月)。〈基於交通影像數據推算長跨橋極值荷載〉。《《波羅的海道路與橋樑工程學報》》。13 (4): 429–446。doi:10.7250/bjrbe.2018-13.427。
  24. ↑ Caprani, Colin C. (2016年5月)。〈多車道微觀模擬應用於長跨橋荷載分析〉。《《工程結構》》。115: 207–219。doi:10.1016/j.engstruct.2016.01.045。
  25. ↑ O'Brien, Eugene J.; Keogh, Damien L.; O'Connor, Alan J. (2014年10月6日). Bridge deck analysis (第Second版). Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-1-4822-2724-6. OCLC 892094185.
  26. ↑ Dawe, Peter (2003). Research perspectives: traffic loading on highway bridges. London: Thomas Telford. ISBN 0-7277-3241-2. OCLC 53389159.
  27. ↑ Fryba, L. (2009). Dynamics of railway bridges. Thomas Telford. ISBN 978-0-7277-3956-8. OCLC 608572498.
  28. ↑ Li, Yingyan; O'Brien, Eugene; González, Arturo (2006年5月). "The development of a dynamic amplification estimator for bridges with good road profiles". Journal of Sound and Vibration. 293 (1–2): 125–137. Bibcode:2006JSV...293..125L. doi:10.1016/j.jsv.2005.09.015. hdl:10197/2529. S2CID 53678242.
  29. ↑ Cantero, D.; González, A.; O'Brien, E. J. (2009年6月). "Maximum dynamic stress on bridges traversed by moving loads". Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Bridge Engineering. 162 (2): 75–85. doi:10.1680/bren.2009.162.2.75. hdl:10197/2553. ISSN 1478-4637. S2CID 53057484.
  30. ↑ Cantero, D; O'Brien, E J; González, A (2010年6月). "Modelling the vehicle in vehicle—infrastructure dynamic interaction studies". Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-Body Dynamics. 224 (2): 243–248. doi:10.1243/14644193JMBD228. hdl:10197/2551. ISSN 1464-4193. S2CID 59583241.
  31. ↑ González, A.; Cantero, D.; O'Brien, E.J. (2011年12月). "Dynamic increment for shear force due to heavy vehicles crossing a highway bridge". Computers & Structures. 89 (23–24): 2261–2272. doi:10.1016/j.compstruc.2011.08.009. hdl:10197/3426. S2CID 53367765.
  32. ↑ González, Arturo; O'Brien, Eugene J.; Cantero, Daniel; Li, Yingyan; Dowling, Jason; Žnidarič, Ales (2010年5月). "Critical speed for the dynamics of truck events on bridges with a smooth road surface". Journal of Sound and Vibration. 329 (11): 2127–2146. Bibcode:2010JSV...329.2127G. doi:10.1016/j.jsv.2010.01.002. hdl:10197/2138. S2CID 56078933.
  33. ↑ Brady Sean P.; O'Brien Eugene J.; Žnidarič Aleš (2006年3月1日). "Effect of Vehicle Velocity on the Dynamic Amplification of a Vehicle Crossing a Simply Supported Bridge". Journal of Bridge Engineering. 11 (2): 241–249. doi:10.1061/(ASCE)1084-0702(2006)11:2(241). hdl:10197/2327. S2CID 53417698.
  34. ↑ O'Brien, Eugene J.; Cantero, Daniel; Enright, Bernard; González, Arturo (2010年12月). "Characteristic Dynamic Increment for extreme traffic loading events on short and medium span highway bridges". Engineering Structures. 32 (12): 3827–3835. Bibcode:2010EngSt..32.3827O. doi:10.1016/j.engstruct.2010.08.018. hdl:10197/4045. S2CID 52250745.
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