Los típicos puentes de arco de piedra de China y su introducción
El puente Zhaozhou fue construido hace 1.400 años y ha experimentado 10 inundaciones, 8 guerras y muchos terremotos, especialmente el terremoto de Xingtai de magnitud 7,6 en 1966. Xingtai está a más de 40 kilómetros de aquí y también hubo un terremoto de magnitud 4,0. El puente Zhaozhou no sufrió daños. El famoso experto en puentes Mao Yisheng dijo que no importa cuál sea la estructura interna del puente, sólo ella puede existir. En 1963, la inundación llegó a la entrada del arco del puente. Según los ancianos locales, puedes sentir que el puente tiembla mucho cuando estás parado en él. Según los registros, el puente Zhaozhou ha sido reparado nueve veces desde su creación.
Agregar dos pequeños cupones de arco en el extremo superior del cupón del arco principal puede ahorrar materiales, reducir el peso muerto del puente (reducir el peso muerto en un 15%) y aumentar la descarga de agua del río debajo. el puente.
En mayo de 1979, un equipo de investigación conjunto compuesto por cuatro unidades, incluido el Grupo de Historia Natural de la Academia de Ciencias de China, llevó a cabo una investigación sobre los cimientos del puente Zhaozhou. El puente Zhaozhou pesa 2.800 toneladas. Su base es sólo un pilar de 1,55 metros de altura hecho de cinco capas de piedra, construido directamente sobre arena y grava naturales.
Es increíble ver una base de puente tan poco profunda. Cuando el Sr. Liang Sicheng lo inspeccionó en 1933, creyó que era sólo un muro de diamantes para evitar la erosión del agua, en lugar de una base para soportar toda la carga del puente. Escribió en el informe:
"Para medir la base del banco, excavamos al pie del banco en el norte, pero ahora está a unos 70-80 cm bajo el lecho del río, es decir, encontramos el pie plano del banco. El muro de piedra tiene cinco capas y la altura es de 1,58 metros. Cada capa es ligeramente más alta que la de arriba. Obviamente es solo un muro de diamante para evitar la erosión. los cimientos que soportan toda la carga del puente. Debido a que el agua aparecerá a 30-40 centímetros de distancia, a menos que se lleve a cabo una excavación a gran escala, es imposible alcanzar la posición de los cimientos del puente que especulamos basándonos en la teoría".
Para proteger el puente Zhao Zhou, la nueva estructura del puente construida a 100 m al este del puente Zhaozhou a finales del siglo pasado todavía utiliza la estructura del puente Zhaozhou, pero el número de arcos pequeños en el arco principal se ha aumentado a 5. en un lado, y hay marcas de ruedas y de rodillas en el puente.
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(1) El uso de arcos de medio punto ha cambiado la tradición de que la mayoría de los grandes puentes de piedra en mi país son arcos de medio punto. Los arcos de los antiguos puentes de piedra chinos son en su mayoría semicirculares, hermosos y completos, pero también tienen dos defectos: en primer lugar, el transporte es inconveniente. Los arcos semicirculares son más adecuados para puentes de luces pequeñas, mientras que los arcos semicirculares se utilizan para puentes largos. Se extienden puentes, lo que hará que los arcos sean muy altos, lo que resultará en que el puente sea muy empinado, lo que dificulta el cruce de peatones y automóviles. En segundo lugar, la construcción es desfavorable. El andamio utilizado para la mampostería de piedra del arco de medio punto será muy alto, lo que aumenta el riesgo de construcción. Con este fin, Li Chun y sus artesanos adoptaron creativamente la forma de un arco de medio punto, que redujo en gran medida la altura del arco de piedra. La luz libre del tramo principal del puente Zhaozhou es de 37,02 metros, mientras que la altura del arco es de sólo 7,25 metros y la relación arco-luz es de aproximadamente 1:5. De esta manera, se logra el doble propósito de un tablero de puente bajo y un tramo largo. La transición del tablero del puente es suave, lo cual es conveniente para vehículos y peatones. También tiene las ventajas de ahorrar materiales y una construcción conveniente. Por supuesto, también aumenta correspondientemente el empuje ejercido por los arcos de medio punto en ambos extremos sobre la base del puente, lo que impone mayores exigencias a la construcción de la base del puente.
(2) Adopta nuestros hombros. Esta es una mejora importante que Li Chun hizo en la enjuta. Cambió el arco de hombro sólido utilizado en la construcción de puentes por un arco de hombro abierto, es decir, se colocan dos arcos pequeños en ambos extremos del arco grande. Los arcos pequeños cerca del pie del arco grande son de 3,8 metros y la distancia libre del otro arco es de 2,8 metros. Este tipo de arco de hombros abiertos con arco grande y arco pequeño tiene un excelente rendimiento técnico. En primer lugar, se puede aumentar la capacidad de descarga de inundaciones para reducir el impacto de las inundaciones en los puentes causadas por el aumento del volumen de agua durante las temporadas de inundaciones. El río Gujiao tiene un fuerte potencial hídrico durante la temporada de inundaciones, lo que es una prueba de la capacidad de descarga de inundaciones del puente. Cuatro pequeños arcos pueden compartir parte de las aguas de la inundación. Según los cálculos, los cuatro pequeños arcos pueden aumentar el área de agua en aproximadamente un 16%, reduciendo en gran medida el impacto de las inundaciones en el puente y mejorando la seguridad del puente. En segundo lugar, en comparación con los arcos de hombros sólidos, los arcos de hombros abiertos pueden ahorrar una gran cantidad de materiales de tierra y piedra y reducir el peso del puente. Según los cálculos, los cuatro pequeños arcos pueden ahorrar 26 metros cúbicos de piedra y reducir su propio peso en 700 toneladas, reduciendo así la presión vertical y el empuje horizontal del estribo y la cimentación sobre el cuerpo del puente y aumentando la estabilidad del puente. En tercer lugar, añade un estilo hermoso. Los cuatro arcos pequeños son equilibrados y simétricos, el arco grande y el arco pequeño forman una imagen completa, más ligera y hermosa, que refleja la unidad completa de la arquitectura y el arte.
En cuarto lugar, según la teoría de la mecánica estructural, la estructura de arco de hombros abiertos puede poner el puente en un estado favorable al soportar cargas, reducir la deformación del anillo del arco principal y mejorar la capacidad de carga y la estabilidad del puente.
(3) Un solo agujero. En los métodos de construcción tradicionales de la antigua China, los puentes generalmente largos suelen adoptar una forma porosa, de modo que la luz de cada agujero es pequeña, la pendiente es suave y es fácil de construir. Sin embargo, los puentes porosos también tienen desventajas, por ejemplo, hay muchos pilares de puentes, lo que no favorece la navegación de los barcos y dificulta la descarga de inundaciones. Los pilares de los puentes son impactados y erosionados por el flujo de agua durante mucho tiempo y pueden colapsar fácilmente con el tiempo. . Por lo tanto, cuando Li Chun diseñó el puente, adoptó una forma de un solo orificio de gran envergadura. No se erigieron pilares en el medio del río, lo que hizo que el arco de piedra tuviera una longitud de hasta 37 metros. Se trata de una iniciativa sin precedentes en la historia de los puentes chinos.
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(1) La selección del sitio del puente es razonable y los cimientos del puente son estables.
Basándose en su rica experiencia práctica a lo largo de los años y en una exploración y comparación rigurosa y cuidadosa, Li Chun eligió las áreas relativamente planas a ambos lados del río Jiao para construir el puente. El estrato aquí está formado por ríos aluviales. La superficie del estrato es una capa de arena gruesa lavada por agua, seguida de capas de piedra fina, piedra gruesa, arena fina y arcilla. Según cálculos modernos, el suelo aquí puede soportar una presión de 4,5 a 6,6 kilogramos por centímetro cuadrado, mientras que la presión del suelo del puente Zhaozhou es de 5 a 6 kilogramos por centímetro cuadrado, lo que puede cumplir con los requisitos del puente. Una vez seleccionado el sitio del puente, se construyen los cimientos y los estribos. Hasta ahora, los cimientos del puente sólo se han hundido 5 centímetros, lo que indica que el terreno aquí es muy adecuado para construir un puente.
(2) El método de construcción de mampostería del puente Zhaozhou es novedoso y conveniente para la construcción y el mantenimiento.
Li Chun utilizó materiales locales y seleccionó arenisca dura de color gris azulado producida en los condados cercanos como piedra para construir el puente. En el método de colocación del arco de piedra, se adopta el método de colocación longitudinal (a lo largo de la dirección del puente), es decir, todo el puente se compone de 28 piezas de arco independientes dispuestas una al lado de la otra en la dirección del ancho, y el espesor del arco es 1. Medidor de ozono. Cada cupón se opera de forma independiente, independiente y bastante flexible. Cuando cada cupón está completamente sellado, se convierte en un hechizo independiente. Este método de mampostería tiene muchas ventajas. No sólo ahorra la madera utilizada para el "andamio", sino que también facilita el movimiento y, al mismo tiempo, es beneficioso para el mantenimiento del puente; Si la piedra del arco está dañada, sólo es necesario empotrar piedra nueva y realizar reparaciones parciales, sin ajustar todo el puente.
(3) Se tomaron muchas medidas estrictas para mantener la estabilidad del puente.
Li Chun tomó una serie de medidas técnicas para fortalecer las conexiones laterales entre los arcos, de modo que los 28 arcos formaran un todo orgánico compacto y sólido. l) Cada pieza del arco adopta un método ligeramente de "punto dividido" para inclinar las piezas del arco hacia adentro y apoyarse entre sí para mejorar su conexión lateral y evitar que las piedras del arco se caigan hacia afuera. También se utiliza una pequeña cantidad de "puntos de demarcación"; el ancho del punto del puente", es decir, el ancho disminuye gradualmente desde ambos extremos del puente hasta la parte superior del puente, desde los 9,6 metros más anchos hasta los 9 metros para mejorar la estabilidad del puente. 2) Coloque 5 tirantes de hierro uniformemente en el billete principal a lo ancho del puente, pasando a través de los 28 arcos. Ambos extremos de cada tirante exponen cabezas semicirculares fuera de la piedra para sujetar los 28 arcos y fortalecer sus laterales. conexiones. En cada uno de los cuatro pequeños arcos hay un tirante de hierro que sirve para el mismo propósito. 3) Cubra las varias piedras del arco cerca del exterior y los arcos pequeños en ambos extremos con una capa de piedras del arco para proteger las piedras del arco. Hay 6 piedras con gancho en ambos lados de la piedra protectora del arco para enganchar la piedra del arco principal; está firmemente conectado. 4) Para que las piedras del arco adyacentes encajen estrechamente entre sí, se inserta la "hierra de cintura" que desempeña un papel de conexión entre las piedras del arco adyacentes a ambos lados de la pieza de conexión exterior, y las piedras adyacentes entre las piezas de conexión también se insertan. insertado en la parte posterior del arco. La "hierra de cintura" en la parte superior se usa para encadenar la piedra del arco. Además, los lados de cada arco de piedra están cincelados con finas líneas diagonales para aumentar la fricción y fortalecer la conexión lateral de cada pieza. Estas medidas hacen que todo el puente sea un todo hermético y mejoran la estabilidad y confiabilidad de todo el puente.
(4) El estribo del puente Zhaozhou es muy singular.
El pilar es la base de todo el puente y debe ser capaz de soportar el enorme empuje horizontal y la presión vertical descompuesta por la fuerza axial del anillo del arco principal (el cuerpo principal del puente). El estribo del puente Zhaozhou tiene las siguientes características: l) pie de arco bajo: el pie del arco está sólo aproximadamente medio metro por debajo del lecho del río; 2) cimientos del puente poco profundos: la superficie de la base del puente está a aproximadamente 1,7 m del pie del arco; ) Estribo corto: de arriba a abajo A continuación, se utilizan tiras de piedra que se espesan gradualmente para construir un estribo de puente de 5 metros de largo, 6,7 metros de ancho y 9,6 metros de alto. Se trata de un pilar de puente económico, sencillo y práctico. Para garantizar la confiabilidad del estribo del puente, Li Chun tomó muchas medidas correspondientes para reforzar los cimientos. Para reducir el desplazamiento vertical del estribo del puente (es decir, el hundimiento causado por la presión vertical del cuerpo principal del puente), Li Chun tomó la medida de hincar muchos pilotes de madera junto al estribo del puente para fortalecer los cimientos del pilar de puente; este método se usa ampliamente en las fábricas actuales. También se usa a menudo en la construcción de puentes. Para reducir el movimiento horizontal del pilar (es decir, el pilar se mueve hacia atrás debido al empuje horizontal del cuerpo del puente), Li Chun adoptó el método de extender el asiento trasero del pilar para compensar el empuje horizontal. Para proteger los estribos del puente y los estribos del puente, Li Chun también instaló muros en forma de diamante a lo largo del río. Por un lado, puede evitar la erosión del flujo de agua. Por otro lado, los muros en forma de diamante se integran. con los estribos del puente y los estribos del puente para aumentar la estabilidad de los estribos del puente. Las medidas anteriores aseguran que el puente tenga un pilar sólido y mejoran la estabilidad del puente.
Edite este párrafo, el puente Zhaozhou tiene tres características únicas.
(1) El "vale" es más pequeño que un semicírculo. En nuestro país, es costumbre llamar "vales" a los edificios en forma de arco, como los vanos de puentes y los vanos de puertas. Generalmente, las entradas para los puentes de piedra son en su mayoría semicirculares. Sin embargo, la luz del puente Zhaozhou es muy grande, 37,04 metros de un extremo al otro. Si la cara del billete es semicircular, la altura del hueco del puente será de 18,52 metros. De esta forma, cruzar el puente es como cruzar una colina, lo cual es muy laborioso. El certificado del puente Zhaozhou es un arco más pequeño que un semicírculo, lo que no solo reduce la altura del puente, sino que también reduce los materiales de piedra y la mano de obra necesarios para reparar el puente. El cuerpo del puente también es muy hermoso, muy parecido a un arco iris. el cielo.
(2) "Crash" es ficticio pero no real. Los dos hombros del cupón se denominan "convexos". Generalmente, las colisiones de los puentes de piedra están hechas de piedras, pero las colisiones del puente Zhaozhou no están hechas de piedras. En cambio, se construyen uno o dos cupones en forma de arco en cada hombro de los cupones. De esta forma, se añadieron cuatro cupones al cuerpo del puente, ahorrando unos 180 metros cúbicos de piedra y reduciendo el peso del puente en unas 500 toneladas. Además, cuando el agua del río sube, parte del agua puede fluir hacia abajo desde el billete pequeño, lo que no sólo puede suavizar el flujo de agua, sino también reducir el impacto de las inundaciones en el puente y garantizar la seguridad del puente.
(3) Construcción de cuevas. Utiliza 28 cupones pequeños para formar un cupón grande de 9,6 metros de ancho. Sin embargo, si se construyen una al lado de la otra, no hay conexión entre las piedras en cada junta estrecha, por lo que no son tan fuertes como las columnas. Para compensar esta deficiencia, cuando se construyó el puente Zhaozhou, se agregaron clavos entre las piedras estrechas para formar un todo. Incluso si se rompe un billete estrecho, no afectará la situación general, es fácil de reparar y no afectará el tráfico en el puente cuando se esté reparando el puente.