第一章 尋 穿越時光去尋找橋“誕生”和“衍生”的秘密
無論是在高山峽谷、溪間湖池,或是在大江大河、波濤洶涌的大海之濱,還是在幽靜的園林庭院之中,都可以看到各式各樣的橋梁飛跨其間??吹竭@些橋,我們不禁會好奇:“橋是從什么時候開始進入人們生活的”“各式各樣的橋又是如何誕生的”“以后橋還會發(fā)展成什么樣”揣著這些問題,我們一起穿越時光去尋找橋“誕生”和“衍生”的秘密吧!
地球是“水球”,給橋的“誕生”提供了條件
先考考你的觀察力和記憶力吧。找一個地球儀或者打開世界地圖,仔細觀看30s,然后將它放到一邊?,F(xiàn)在,請回答問題,在地圖或者地球儀上你看到的最多的顏色是什么?
細心的小朋友一定會發(fā)現(xiàn)顏色最多的是藍色。乍一看,小小的地球儀就像是一顆藍色的水珠。那么,你知道為什么會這樣嗎?這是因為地球其實是一個“水球”。水是地球表面含量最多的一種天然物質(zhì)。不過,這和橋有什么關(guān)系呢?當然有關(guān)系,因為水會形成河流、湖泊甚至海洋,從而阻斷了兩個地區(qū)
知識窗
尤里·阿列克謝耶維耶奇·加加林是人類歷史上第一位太空使者,被譽為“宇宙哥倫布”。他的名字是人類航天時代的象征。1961年4月12日,在前蘇聯(lián)拜科努爾航天發(fā)射場,加加林穿著宇航服登上東方1號宇宙飛船,莫斯科時間上午9:07,飛船在運載火箭推動下,點火升空,進入320km高的地球軌道飛行。加加林在座艙內(nèi)從舷窗向外望,不禁歡呼:“多么美??!我看見了陸地,海洋和云彩,我看到的地球更像個水球!”之間的交流。而要想連通被水割斷的地區(qū),就需要借助于橋梁了。換句話說,正是因為地球是個“水球”,所以橋梁才有了出現(xiàn)的必要呢。
因此,從古到今,橋梁都是人類文明進步過程中不可缺少的一個重要部分。這也是我們今天會在這里學(xué)習(xí)和橋梁有關(guān)的小知識的原因。
試一試
1.看看地圖或地球儀,測量出瓊州海峽最窄的地方,設(shè)計出一座你夢想中連接海南島和廣東雷州半島的最短橋梁。測一測,畫一畫。
2.查閱資料,在中國地圖上分別找出黃河和長江寬度最窄的地方,為它們設(shè)計距離最短的橋。
“猴橋”或許是生物界最早的“橋”
在名著《杜利特醫(yī)生航海記》中,喬里金奇國的國王為了擅自去猴國給猴子們治病的醫(yī)生而大發(fā)脾氣,他命令精銳的搜索隊搜索和追蹤醫(yī)生和護送醫(yī)生的猴子們,希望在他們到達猴國之前攔住他們。事實上,國王的詭計差一點就成功了,因為金奇國和猴國之間有一道很深很深的大河,而這條河上一座橋都沒有。情急之下,一只猴子大喊了起來:“搭橋,快搭橋!”
是不是很奇怪呢?在一條大河上搭一座橋可不是短時間內(nèi)可以完成的事,先不說沒有工具和材料,就算這些東西都有了,在后有追兵的情況下,怎么會有時間搭好一座橋呢?其實,猴子們要搭的是一座特別的橋——猴橋,猴子們手腳相連,用自己的身體搭橋。
知識窗
猴子是靈長目動物,而靈長目動物是自然界中最高等的動物,它們不但有著類似于人類的身體形態(tài),其大腦的發(fā)達程度也和人類相差無幾。
在大自然中,要想生存就必須克服威脅生命的一切障礙。動物們的世界總是充滿危險的,所以它們總能依靠本能來做一些化解危險的事,搭猴橋就是其中之一。據(jù)考古學(xué)家和生物學(xué)家的多種研究推理,猴子會手尾相接地搭成一座“猴橋”來跨越兩棵大樹之間的障礙。由此可見,雖然橋梁被廣泛運用于人類生活,以擴大自己的活動范圍,但實際上,橋卻是最先由猴子們發(fā)明的。當然,它們并不是有意識去造橋,而是生存的本能讓它們懂得架設(shè)橋梁而已。這是生物界進化的結(jié)果,也為橋的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
試一試
1.找找周圍哪些動物的行為與“橋”有關(guān),如螞蟻。
2.想象一下,在沒有橋的情況下,猴子可以用什么辦法過一座寬20m的大河。
遠古時期,橋的出現(xiàn)幫人類擴大了活動范圍
你知道鳥兒為什么長了翅膀,魚兒為什么有魚鰭嗎?鳥兒要在天上飛翔,就必須有翅膀;魚兒要想在水里游動,就必須有魚鰭??渗B兒為什么要飛翔,魚兒又為什么要游動呢?這一切都是為了生存,為了延續(xù)后代,為了擴大自己的活動范圍,這一點和我們?nèi)祟愂且粯拥摹?/p>
地球是一個水球,地球上豐富的水資源讓我們的祖先有了近水而居的可能。但與此同時,大面積的水域也為人們的出行帶來了很大的不便。人們要想去狩獵或者采集,就必須跨過這些大自然給予的障礙,這時候,橋就應(yīng)運而生,成了擴大人類活動范圍的有效工具。
知識窗
是不是在人類橋梁文化發(fā)展的初期,人們就知道用鋼筋混凝土這樣堅固的材料造橋呢?當然不是。那時候可沒有混凝土,人們只能用最直接的材料——石頭來造橋。實際上,那并不是一座橋,而是用石頭壘起來的一條路,人們踩著石頭過河,就像走在橋上一樣。
遠古時期,人們的生活必需品不是像現(xiàn)在一樣從超市中購買,他們必須自己動手——采桑、獵兔等,不管是衣食還是住行,都必須自己躲過野獸們的攻擊去獵取。一道鴻溝在我們眼里不算什么,但在他們眼中卻是致命的,因為他們身后或許正有豺狼虎豹在追趕。為了跨過鴻溝河流,人們開始利用石頭、木材、藤和獸皮等材料造橋。
為了擴大獲取生存資源的范圍,遠古的人們還需要不定期地遷移——當某個地方的果子或者獵物不能再獵取時,就要更換生存地,同時,便又到了跨越山河險阻的時候了。因此,橋梁的重要性就再一次體現(xiàn)出來。沒有橋,人們就不能從河的一端到另一端;沒有橋,他們也不能跨越古老叢林中的那些大溝壑,而人類的延續(xù),也有可能就此終止了。
試一試
1.想象一下,如果沒有橋,我們的祖先如何從河的一畔去到另一畔?
2.思考一下,除了用大小不一的石塊之外,生活在遠古時期的人們還可以用哪些材料造橋呢?
大樹是橋的“鼻祖”,獨木橋是人類最初建造的橋
我們先來猜一個歇后語吧,題目是“大著肚子過獨木橋”,后面應(yīng)該接什么呢?介紹完這一節(jié)的內(nèi)容后,大家來猜猜吧!
樹在日常生活中很常見,它的運用很廣泛——造紙、遮陰、燃燒,還能凈化人們的生活環(huán)境。其實,除了這些作用外,大樹還是橋的“鼻祖”呢。為什么這么說呢?因為人們最初的獨木橋就是用大樹搭建的。
很多年前的某一天,因自然原因倒下的一棵樹橫在了一條壕溝上,祖先踏著樹木過了壕溝。緊接著,智慧的祖先從中受到啟示,在不斷效仿自然的過程中,開始利用木料在小河邊或者村落周圍的壕溝上搭橋,這就是獨木橋的形成。
知識窗
你知道嗎,現(xiàn)代生活中很多常見的物體,其實都是受到自然的啟發(fā)。比如說木匠的鼻祖魯班,他之所以能夠發(fā)明鋸子,是因為他偶然發(fā)現(xiàn)了一種帶著鋸齒的鋒利植物,從而引發(fā)了鋸子的聯(lián)想。獨木橋也是一樣,兩根在空中像秋千一樣連接在一起的藤蔓或者上面所說的樹干,會給人啟發(fā),從而建造橋梁給自己的生活帶來很大的便利。
獨木橋的制作非常簡單,無非就是砍下一根粗壯的樹干,磨平其中的一面,然后將其橫架在河或者溝的兩端。但慢工才能出細活,這種粗糙而簡陋的搭橋方法雖然在一定程度上為人們的生活帶來了方便,同時也存在著安全隱患。因為獨木橋極不牢固,一不小心,過橋的人就有可能從橋上摔下去,或者受傷,或者致命。這就是為什么人們總說過獨木橋是件非常危險的事情。其實,這也正是上面那個歇后語的后一半——鋌而走險。你猜到了嗎?
試一試
1.除了魯班造鋸,祖先根據(jù)倒下的樹干建造獨木橋之外,你能不能找到生活中其他受到自然啟示而發(fā)明的東西呢?
2.想想看,如果你面前有一座非過不可的獨木橋,你會想到哪些方法來降低過橋的危險性呢?
木、石、藤、竹是古人建橋的基本材料
就像我們好奇古人住在什么樣的房子里一樣,你一定也非常好奇當時他們能夠使用哪些材料來建造橋梁吧?其實,古人建橋最基本的材料就是木、石、藤、竹。為什么會這樣呢?這是因為:第一,當時建橋的技術(shù)不夠發(fā)達,人們沒有辦法獲得更加堅固耐用的建筑材料;第二,古人建橋有一個特點,那就是就地取材,需要建一座橋時,就看看身邊有什么材料可以馬上利用,而木、石、藤、竹是當時最普遍的材料。
當然,并不是說古人用于建橋的材料就這么幾種,下面就一起看看還有哪些其他材料吧,有些材料可能是你聽都沒有聽說過的噢。
磚。古人就知道用磚了嗎?是的,據(jù)史料記載,磚在戰(zhàn)國時期就開始出現(xiàn)在人們的生活中了。秦磚漢瓦,這是秦漢時期流行的一句話,而這句話也充分說明,用磚造橋在當時已經(jīng)不是一件罕見的事了,只不過當時用純磚造橋的現(xiàn)象不多而已。
鐵。我們知道,自然界中天然的鐵是非常少見的,所以,冶煉鐵和鐵器制造都經(jīng)過了一段漫長的時期。世界上最早的天然鐵來自隕石中的鐵,而這時期的鐵被當做是非常珍貴的東西,用來充當配飾呢。
直到春秋戰(zhàn)國時期,我國的冶煉鐵技術(shù)才有了很大的發(fā)展,而鐵制品的發(fā)展不但為挖掘石料提供了方便,也為造橋帶來了便利。雖然沒有鐵柱橋,但當時已經(jīng)開始出現(xiàn)鐵索橋了,這標志著我國建橋技術(shù)達到了一個新的水平。
知識窗
你知道世界上第一座石橋是在什么時候建成的嗎?這個問題其實已經(jīng)無從考證了,但到目前為止還保留著的最早的石橋,是有3500年左右歷史的,位于希臘伯羅奔尼撒半島上的一座用石塊干壘的單孔石拱橋,它是現(xiàn)今人們所知道的最古老的石橋噢。
鹽。用鹽也能造橋?是的,這就是鹽橋,只不過鹽橋的建造需要具備一定的地理條件。它大多是在鹽湖上建成的,主要分布在我國的西部地區(qū),如青海省等。
冰。怎么會出現(xiàn)冰橋呢?其實這也不難理解,冰橋是建造在寒冷的冰面上,利用河、湖里厚厚的天然冰作為橋梁渡河的做法。
混合材料。那些材料單獨使用時能夠造橋,那能不能混在一起使用呢?當然可以,實際上這也是古人造橋所用的材料之一,木藤混合、木石混合、磚石混合、磚木混合、鐵石混合等材料混合的方法,都是祖先曾用過的噢!
試一試
1.查找相關(guān)資料,看看除了前面所說的材料之外,古人還用哪些材料建橋?
2.想想看,古人建橋所用的材料和建房子所用的材料是不是一樣的呢?他們又是用哪些材料建造房屋的呢?
能保留至今的古橋多是石橋——羅馬人是先驅(qū)
我們已經(jīng)知道,修建橋梁的目的是方便人們生活,擴大生活范圍,那么,橋梁必定會被經(jīng)常使用。想想看,用木、石、藤、竹這些材料建造而成的橋,怎么能經(jīng)得起日復(fù)一日地承重呢?堅固的石橋還好一點,但木橋、藤橋和竹橋這些無法經(jīng)久不壞的橋,當然不可能保存到今天。因此,能保留至今的古橋就只有石橋了。而在所有國家中,古羅馬人才是造橋的先驅(qū)。
古羅馬人以造橋而聞名世界,這其中是有原因的。羅馬帝國是一個地域非常廣闊的大帝國,因此它需要一個同樣龐大的交通網(wǎng)絡(luò),而連接這些地域的就是眾多堅固的石拱橋。古羅馬人建造的石拱橋非常堅固,據(jù)說那些保存完好的羅馬石拱橋,即使到了現(xiàn)在,仍然能夠正常使用呢。
在羅馬城北部,有一座已經(jīng)有2000多年歷史的石拱橋——米爾維歐橋,這幾乎是一座奇跡之橋。經(jīng)過千年之后,你一定不相信,這座橋居然承受住了第二次世界大戰(zhàn)期間坦克的碾壓。由此可見,古代羅馬人建橋的技術(shù)實在不一般。
試一試
1.關(guān)于羅馬人的建橋歷史,你還知道多少?
2.在當時的羅馬,古羅馬人又是采用哪些比較先進的造橋
技術(shù)建造橋梁的呢?不妨將中國和羅馬的造橋技術(shù)進行一個簡單的對比吧。
知識窗
一個城邦和一個帝國所代表的意義是完全不一樣的,羅馬的擴張正是將一個城邦發(fā)展為一個異常強大的帝國的過程。在羅馬帝王圖拉真統(tǒng)治時期,羅馬帝國的版圖一日千里般地擴展到590萬Km2,并且一躍成為世界古代史上占地面積極大的國家之一,這又是一個奇跡。
我國有記載的最早的橋梁見于《史記》
據(jù)說,大禹在治水的時候,曾經(jīng)造過類似于烏龜或者鱷魚形狀的橋墩。在陜西西安半坡遺址中,考古學(xué)家在村落周圍發(fā)現(xiàn)了大量的壕溝,而架在這些壕溝上的,無疑是橋梁。只不過,這些“傳聞”都沒有明確的史實記載,我們只能根據(jù)一些文獻資料進行推測和考證。那么,我國最早有記載的橋梁是在什么時候呢?它其實記載于由司馬遷撰寫的我國第一部紀傳體通《史記》中。
《史記》記載了從上古黃帝至漢武帝時期近三千年的中國歷史,它詳細記錄了上古時期的歷史、軍事、政治和文化等方方面面,因此具有極高的考古價值。而《史記》上記載的文字,也是我們用來判斷歷史的有效依據(jù)?!妒酚洝ひ蟊炯o》上有明確的記載:“厚賦稅以實鹿臺之錢,而盈鉅橋之粟?!边@句話的意思,就是殷紂王在巨鹿水上曾修建過一座橋梁。不過,這座橋并不是用來方便百姓的生活,而是用來斂財?shù)?。后來周武王伐紂的時候,將鹿臺里的錢財和鉅橋里的糧食都發(fā)放給了百姓,從而贏得了人心。
試一試
1.了解《史記》,就要先了解司馬遷,趕快去看看司馬遷的人物生平,看看能寫出《史記》的是個什么樣的人吧。
2.收集相關(guān)資料,找找看國外最早的關(guān)于橋梁的明確記錄是哪本書,它的作者又是誰。
知識窗
其實,如果真要考察世界上最早出現(xiàn)的橋梁,這是無從查起的,為什么呢?因為建橋的方式和材料有很多,而在遠古時期,人們習(xí)慣就地取材。也就是說,他們經(jīng)過一條河溝時需要造橋,就有可能隨手用木頭搭了一座木橋。這座橋既有可能是世界最早的橋,也有可能不是,所以根本是無法判斷的。
世界上第一座鐵橋出現(xiàn)在英國
說起英國,我們馬上會想到大大的米字旗,還會想到剛剛結(jié)束的備受爭議的第30屆倫敦奧運會。歷史往前推移一點,我們還會想到英國的工業(yè)革命,而正是在這一場令英國徹底改頭換貌的工業(yè)革命中,誕生了世界第一座鐵橋——伊爾福德橋(Ironbridge)。
你一定不明白為什么世界第一的鐵橋不出現(xiàn)在法國、美國或者中國,而偏偏出現(xiàn)在英國呢?其實這是有歷史原因的。18世紀,工業(yè)革命在英格蘭中部地區(qū)興起,開始用機器代替手工勞動,這意味著英國的經(jīng)濟水平已經(jīng)發(fā)展到一定程度,而科技也得到相應(yīng)的發(fā)展。在這個大背景下,1779年,英國政府開始出資架設(shè)伊爾福德鐵橋,這座鐵橋位于鐵橋峽谷,正好是工業(yè)革命的發(fā)源地。
伊爾福德橋是仿造木制橋制造的,由3條鑄鐵拱助,呈現(xiàn)出一個完美的拱形結(jié)構(gòu)。它左右跨度為100ft[1](30.48m),高52ft(15.85m),寬18ft(5.49m)。伊爾福德橋之所以被稱為鐵橋,那當然就表示其修建材料全部都是用鑄鐵澆注而成的,這些鐵的用量統(tǒng)計起來高達幾百噸重呢。
事實上,伊爾福德橋不但在英國有著重大的標志性意義,在世界范圍內(nèi),它的歷史作用也是不容忽視的!因為它對于世界造橋科技的發(fā)展和世界建筑史的發(fā)展和完善也起到了很重要的指導(dǎo)和借鑒作用呢。
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除了擁有世界第一座鐵橋之外,英國還在1840年發(fā)表了世界上第一枚郵票。這張用黑色油墨印刷的郵票當時的市價是1先令,被稱為“黑便士”。而且在此后,伊爾福德橋也出現(xiàn)在了英國郵票上。迄今為止,印有伊爾福德橋的英國郵票僅僅只有兩個票種,是集郵愛好者最喜愛的郵票之一。
試一試
1.搜索一下世界史上關(guān)于橋梁的所有第一,如世界第一鐵索橋在哪個國家,世界上保存最完整的石拱橋是哪座橋等。
2.了解有關(guān)工業(yè)革命的信息。
鋼、水泥及混凝土等是近現(xiàn)代橋梁的主要建造材料
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鋼筋混凝土雖然有很多好處,但有一點應(yīng)該引起注意,那就是金屬特有的易腐蝕性。混凝土中的鋼筋很容易和空氣中的水分及氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而影響使用壽命。這不但會給建筑工程帶來不便,還有可能威脅到人們的安全。解決的辦法其實也很簡單,那就是在鋼筋混凝土外面再包一層混凝土,這樣就能阻止氧化反應(yīng)了。
剛開始的時候,我們勤勞的祖先們吃著粗糧,慢慢地,隨著社會的發(fā)展,人們開始習(xí)慣食用細糧。其實造橋也一樣,從剛開始粗糙的石料、木料,漸漸發(fā)展為使用鋼、水泥、混凝土等更為堅固耐用,并且拉伸性更強的建造材料。下面,我們就來分別介紹一下吧。
鋼及合金鋼。你知道嗎,鋼其實是由鐵礦石經(jīng)過高溫?zé)挸傻摹D敲矗瑸槭裁匆谚F礦石煉成鋼后再使用,而不直接使用鐵礦石呢?這是因為鋼比鐵礦石具有更高的強度,它在承載過程中的受力與變形更容易被人們掌控,從而更好地保障了橋梁的安全。而合金鋼,則是在碳鋼中加入某些金屬,如錳、釩、鈦等,從而進一步增強鋼的強度。
水泥和混凝土。水泥是什么呢?簡單來說,水泥其實就是一種黏合劑。在很多年前的某一天,人們看著留在地上的碎石沙礫,便不禁想到:“這些東西相比于大石頭來說更容易搬運。可問題是,搬運完成后怎么把它們合而為一呢?”有問題就會有答案,人們想啊想啊,終于想到了一個辦法,那就是將石灰石煅燒成粉末狀,這就是水泥。水泥有一個特點,那就是遇水之后會重新變硬。于是,聰明的建造者們利用這一特點,將水泥、碎石、砂子及水按照一定的比例混合在一起,當它們變得干硬后,就變成了另外一種用于建造的材料——混凝土。一種全新的建造材料就此誕生了,而它正是人們苦苦尋找的“人造石頭”。
鋼和混凝土分別運用于橋梁建造后,人們又開始發(fā)現(xiàn)新的建造材料。他們想:“鋼和混凝土能不能混合呢?”這就是我們口中經(jīng)常說的鋼筋混凝土,也是現(xiàn)代建造中不可缺少的材料之一。
由此可見,人類的發(fā)展真是神奇無比,只要你敢想,只要你敢試驗,就會發(fā)現(xiàn)改變生活和改變世界的無限可能。
試一試
1.橋梁建造技術(shù)日新月異,在我們了解鋼筋、水泥和混凝土的同時,說不定又有新的建筑材料產(chǎn)生了,你不妨去找找看。
2.你有沒有注意到水泥包裝袋上經(jīng)常有不同的標示,如42.5R、52.5R、62.5R等,這些標示都代表什么呢?
橋和橋空間也是人間美麗的風(fēng)景
眾所周知,上海東方明珠電視塔已經(jīng)成為了上海標志性建筑之一。那么你知道,和東方電視塔緊密相連的另外兩棟建筑物是什么嗎?它們分別是南浦大橋和楊浦大橋。如果你去過上海,到過東方明珠,就一定聽上海人說過“二龍戲珠”,“珠”當然是指東方明珠電視塔,而“二龍”,指的就是那兩座橋梁。
毫無疑問,這樣的組合在人們眼里是一道獨特而亮麗的風(fēng)景線,而這種通過橋與橋周圍的環(huán)境組合在一起的景色,就是我們即將要講到的橋空間。簡單來說,橋空間指的是市民能夠參與其中的橋上和橋下的空間,包括水面、綠化、道路及建筑物等。
知識窗
重慶鵝公巖大橋,被當?shù)厥忻褓潪椤爸鞒亲蠲来髽颉?。而它之所以獲此殊榮,就是因為設(shè)計者們充分利用了橋梁的空間,并營造出了絕美的夜景。鵝公巖大橋上的照明層次分明,每一個照明點都有著不可打亂的位置。夜色升起時,橋上或明或暗,或靚麗或清淡的燈光立刻散發(fā)出一種讓人愉悅的光。如果你去重慶,一定得去看一看噢。
橋空間主要分為交通空間、休閑空間、商業(yè)空間、停車空間及綠化空間等。尤其是建筑在城市中間的橋梁,它們不但緩解了城市交通壓力,也在一定程度上給我們的生活帶來了便利。比如說城市橋梁下面往往是一個停車場,而橋梁兩邊則是林立的商店和休閑會所。
這些和橋梁密切聯(lián)系在一起的建筑及人類活動,就是生活中的一道風(fēng)景。除此之外,設(shè)計獨特的橋梁本身也是美不勝收的。你有沒有發(fā)現(xiàn),一些靠海或者靠江的橋梁在晚上的時候會燈火通明,好像人們在它周圍披上了一件色彩斑斕的絲巾。這些畫龍點睛般的彩色燈光在漆黑的夜色里猶如一條即將騰空飛起的彩龍,美不勝收。其實,這也是橋梁能夠作為城市夜景的一部分原因。
如果你心情不好,不妨坐一輛車,戴一只耳機,將心情完全放空,從一座座橋上看所經(jīng)過的風(fēng)景。不管是天邊輕盈流動的云彩,還是眼前淡然劃過的綠葉,這些包含著橋梁的景色都會讓你心情愉快,忘記所有的煩惱。