桥梁工程所用材料发展史
桥梁是线路的重要组成部分。在历史上，每当运输工具发生重大变化，对桥梁在载重、跨度等方面提出新的要求，便推动了桥梁工程技术的发展。在19世纪20年代铁路出现以前，造桥所用的材料是以石材和木材为主，铸铁和锻铁只是偶尔使用。在漫长岁月里，造桥的实践积累了丰富的经验，创造了多种多样的形式。但现今使用的各种主要桥式几乎都能在古代找到起源。在最基本的三种桥式中，梁式桥起源于模仿倒伏于溪沟上的树木而建成的独木桥，由此演变为木梁桥、石梁桥、直至19世纪的桁架梁桥；悬索桥起源于模仿天然生长的跨越深沟而可资攀援的藤条而建成的竹索桥，演变为铁索桥、柔式悬索桥，直至有加劲梁的悬索桥；拱桥起源于模仿石灰岩溶洞所形成的“天生桥”而建成的石拱桥，演变为木拱桥和铸铁拱桥。
在有了铁路以后，木桥、石桥、铁桥和原来的桥梁基础施工技术就难于适应需要。但到19世纪末叶，由于结构力学基本知识的传播、钢材的大量供应、气压沉箱应用技术的成熟，使铁路桥梁工程获得迅速发展。20世纪初，北美洲曾在铁路钢桥跨度方面连创世界纪录。到第二次世界大战前，公路钢桥和钢筋混凝土桥的跨度记录又都超过了铁路桥。
第二次世界大战后,大量被破坏的桥梁急待修复,新桥急需修建，而造桥钢材短缺，于是，利用30年代以来所积累的关于高强材料和高效工艺（焊接、预应力张拉及锚固、高强度螺栓施工工艺等）的经验，推广了几种新型桥──用正交异性钢桥面板的箱形截面钢实腹梁桥，预应力混凝土桥和斜张桥。
60年代以来，汽车运输猛增，材料供应缓和，科学技术迅猛发展，桥梁工程又在提高质量、降低造价、降低桥梁养护费等方面获得了很大改进。
国外桥梁工程的发展
19世纪20年代以前（有铁路之前）
①木桥。在公元前2000多年前，巴比伦曾在幼发拉底河上建石墩木梁桥,其木梁可以在夜间撤除,以防敌人偷袭。在罗马,G.J.恺撒曾因行军需要,于公元前55年在莱茵河上修建一座长达300多米的木排架桥。在瑞士卢塞恩至今保存着两座中世纪式样的木桥：一是1333年始建的教堂桥,一是1408年始建的托滕坦茨
(Totentanz)桥，这两座桥都有桥屋，顶棚有绘画。在1756～1766年，瑞士建成跨度为52～73米的三座大木桥，两座是亦拱亦桁，另一座用木拱承重，位于韦廷根，跨度61米。
在亚洲，木拱桥出现更早，日本岩国市至今保存的5孔锦带木拱桥，跨度为27.5米，始建于1673年,其图样来自中国。18世纪末至19世纪初的三、四十年间，美国盛行建有屋盖（保护木结构）的大木桥，1815年在宾夕法尼亚州建成的跨越萨斯奎汉纳河的麦考尔渡口桥，跨度达到110米，堪称空前。
②石桥。古罗马时代的石拱桥，拱圈呈半圆形，拱石经过细凿,砌缝不用砂浆。由于不能修建深水基础,桥墩宽度对拱的跨度之比大多为1/3至1/2，阻水面积过大，因此所修建的跨河桥多已冲毁。西班牙境内有一座6孔石拱桥,名阿尔坎塔拉(Alcantara)桥，桥墩建在岩石上，至今完好（图1）。它建成于公元98年，中间两孔跨度各约28米，桥面高出谷底52米。
欧洲在中世纪（5～10世纪）时期,桥梁建设曾因封建割据而衰退。在中亚和埃及森林较少，因而石桥使用较多。其拱石加工较粗，砌筑用石灰砂浆；拱弧在顶部往往形成尖角。这种石桥容易建造，在11～12世纪被引入欧洲，并按当时习俗，在桥上或设置教堂、神龛、神像,或设关卡、碉堡,或设商店、住房。在法国阿维尼翁，1177～1187年建成一座跨越罗讷河的20孔石拱桥，跨度30米左右,曾驰名一时；但屡遭战火及冰排破坏,现今只留有靠岸的4孔和上面的小教堂。英
国在1176～1209年建成跨越泰晤士河的伦敦老桥,其桥墩阻水面积很大,在潮汐涨落时,桥下流速很高，河床受到冲刷,桥身很早就明显下沉。它是伦敦的交通要道，经加固维护，使用了600余年,直到1826年修建伦敦新桥时拆除。1308～1355年在法国卡奥尔建成瓦朗特尔(Valentre)桥,为6孔跨度16.5米,上有设防严密且高耸的箭楼3座，至今屹立无损（图2）。
图2
欧洲在文艺复兴时期，为使桥面纵坡平缓，以利交通，城市拱桥矢跨比（矢高与跨度之比）明显降低，拱弧曲线相应改变，石料加工又趋精细。在意大利，佛罗伦萨的圣特里尼塔(Santa Trinita)桥建于1567～1569年，共3孔，中跨29.3米，矢跨比为1:7，拱轴为多心圆弧（拱弧半径在拱趾处小于拱顶处），左右两弧在拱顶相交，交角被镶在拱冠的浮雕掩盖；威尼斯里亚尔托(Rialto)桥建于1588～1592年，跨度27.0米，矢高 6.4米，每座桥台下的冲积土内曾打入密布的木桩达6000根。1575～1606年法国建成的巴黎新桥，共12孔，最大跨度19.4米，桥上房屋栉比，成为闹市，直到1848～1855年改建时才被拆除。
在18世纪，欧洲石拱桥达到最高水平。这时的桥梁专家当以法国的J.-R.佩罗内为代表。在世界上历史最悠久的高等工科学校──巴黎桥路学校于1747年创办时，佩罗内任校长和教师。他的代表作可举跨越瓦兹河的圣马克桑斯桥为例,共3孔,跨度各21.8米，矢高1.98米,墩厚对拱跨比是1:8，桥墩各由两对石柱构成。该桥已在1870年毁于战争。
在伊朗，伊斯法罕的普勒哈久(Pul Khajoo)桥建于1642～1667年，该桥坐落在拦河大坝之上，有24个尖拱，桥身颇宽，上有楼阁。它是沙漠旅行者向往的憩凉揽胜佳地。
③铸铁拱桥。直到冶炼业使用焦炭而能生产大型铸件时，这种桥才能建造。英国1779年在科尔布鲁克代尔(Coalbrookdale)首次建成一座主跨约30.5米的铸铁肋拱桥。该桥曾使用170年，现作为文物保存。
④锻铁链杆悬索桥。早期的柔式悬索桥自重小，材料强度低，经不起周期性活荷载的作用（军队以整齐步伐过桥，曾使这种桥遭到破坏）；在风荷载作用下，容易摧毁。但英国1820～1826年在梅奈海峡建造的跨度达177米的锻铁链杆柔式悬索桥（道路桥）,独能在桥面随坏随修的情况下获得长寿（1940年，在保持原貌的条件下，已将链杆换成低合金钢眼杆）。
19世纪20年代至19世纪末在出现铁路初期，西欧的铁路桥主要使用石拱和铸铁肋拱。在将铸铁肋拱用于多跨桥时，为使桥墩不受拱的水平推力，经在同一拱肋两端之间设置系杆，形成系杆拱。例如英国1849年用这种方法在纽卡斯尔建成6×37.8米双层（上层为铁路，下层为道路）铸铁拱桥。美国和俄国较多地使用木桥；其跨谷桥则常采用木排架桥；过河的大跨桥则采用木拱和木桁架梁桥。1840年获得专利权的美国豪氏桁架梁，在构造上是同俄国嬠.И.茹拉夫斯基在修建圣彼得堡（今列宁格勒）至莫斯科铁路时所设计的大跨桁架梁木桥一样；其弦杆和交叉腹杆用木材，竖向腹杆则用圆铁，构造简单，受力明确，可以作为当时桁架梁的代表。锻铁和钢材的出现，逐步改变了铁路桥的面貌。1845年，英国J.内史密斯发明蒸汽打桩机；1851年，英国在罗切斯特一座桥的施工中使用气压沉箱基础（下沉深度达18.5米），从此结束了深水江河不能修桥的历史。
①锻铁桥。1832年,英国在格拉斯哥开始用I形截面锻铁建造梁式桥。这种桥的跨度后来曾达到9.6米。40年代英国要修建一座跨越梅奈海峡的大跨铁路桥，铸铁拱桥满足不了海军对桥下净空的要求，悬索桥则刚度不够。当时修建该铁路的负责人R.斯蒂芬森认为：用锻铁型材造一个巨型箱管，尺寸大到足以容纳铁路列车从其中驶过，则其刚度可以大为提高；再用石塔支住铁质悬索，并用吊杆将箱管吊在悬索之下，想必可行。因为他当时还不懂力学计算(法国
C.-L.-M.-H.纳维于1842年已提出弹性梁理论，但英国工程界还不知道),乃用结构试验的方法成功地决定了箱管梁的截面形状和细节；同时，还证明了该桥不用悬索也有足够的刚度。但是，石塔还是修建了。这座桥建于1845～1850年，称不列颠箱管桥，4孔连续，分跨为70+140+140+70米。由于在兴建这座桥的过程中所
做的试验证实了实腹梁的可靠性，从19世纪后期起钢板梁桥在小跨铁路桥中被普遍采用（这时钢已代替了铁，且小跨板梁比箱梁便于制造及架设），直到20世纪50年代才逐渐为钢筋（预应力）混凝土梁所代替。
②钢桥。19世纪50年代以后，静定钢桁架梁的内力分析方法逐步被工程界所掌握。1867年，德国的H.格贝尔在哈斯富特建成了一座静定悬臂桁架梁桥（这种梁因此也称格贝尔梁）。1880～1890年,英国采用该桥式,建成了跨度空前（达521.2米）的福斯湾铁路桥,总长1620米,支承处的桁架高度达110米。这座桥杆件粗大，结构高大，刚度和承载能力都可满足铁路桥要求，外观则不如拱桥和悬索桥。1867～1874年，美国建成了圣路易斯钢拱桥(图3)，主跨158米，两边跨各为153米。其承重结构是无铰桁架拱,桁杆由钢质圆管制成。该桥的优点在能用小截面杆件拼装成刚度大的铁路桥。在英国用锻铁建成不列颠箱管桥时，美国J.A.罗布林于1851～1855年在尼亚加拉河上，用平行锻铁丝缆索建造一座跨度为250米的公铁两用悬索桥;塔用石砌，加劲桁架梁为木制；在缆索之外，还用若干斜拉索将加劲桁梁同塔顶及设在岩壁的锚固点紧连（具有斜张桥式构造）。此桥开通时,总重368吨的列车（机车重量为28吨）稳稳驶过。后来曾将其加劲梁改为钢制，石塔改为铁制，该桥的寿命是42年（因铁路活载不断加大而为一跨度168米的钢拱桥代替）。1869～1883年,美国建成布鲁克林桥。它是一座跨度达487米的城市悬索桥,至今仍被使用。它的抗风性能好，为悬索桥向更大跨度发展开创了先例。（见图4）
悉尼港桥
图4
20世纪初至中叶结构力学的弹性内力分析方法普遍用于超静定承重结构的桥梁设计，为创造长跨纪录的工作取得有力的科学依据。
①钢桥。这一时期建成的钢桥：铁路桥有加拿大魁北克桥（1918年，主跨548.6米的悬臂桁架梁）,美国纽约鬼门(Hell Gate)两铰桁架拱桥（1916年，主跨298米，4线重载铁路，道碴桥面）,俄亥俄州塞欧托维尔两跨连续桁架梁桥（1917年，跨度236.3米）,伊利诺伊州梅特罗波利斯简支桁架梁桥(1917年，主跨219.5
米);公路桥有澳大利亚悉尼港桥（1932年，跨度503米钢桁拱，(见彩图），美国贝永(Bayonne)钢桁拱桥（1931年，跨度503.6米）,美国纽约乔治·华盛顿悬索桥（1931年，跨度1066.8米），旧金山金门悬索桥（1937年，跨度1280.2米）。在此期间苏联在第聂伯河修建了公铁两用钢桁架拱桥（1930年,跨度224米，在第二次世界大战中被毁,1952年重建为跨度228米的钢筋混凝土拱桥）；在莫斯科运河上修建了克雷姆斯基铁链杆悬索桥（1938年，跨度168米）。
②钢筋混凝土桥。1900年前后钢筋混凝土逐渐受到桥梁界重视,被用在拱桥和梁式桥中。钢筋混凝土拱桥的跨度记录不断被刷新。在20年代初最大跨度为100米。其后则有：1930年建成的法国普卢加斯泰勒(Plougastel)桥13孔净跨各为171.7米;1934年建成的瑞典斯德哥尔摩特兰贝里（Traneberg）公路桥跨度178.4米；1939年建成的西班牙埃斯拉铁路桥净跨192.4米；1943年建成的瑞典桑德桥跨度264米。而钢筋混凝土实腹梁桥则进展缓慢,跨度记录只达到78米(1939年建成的法国跨越塞纳河的老维勒讷沃-圣乔治桥)。苏联于1937年在列宁格勒修建沃洛达尔斯基桥时,用浮运法架设两跨各101米的无推力钢筋混凝土拱、梁组合体系桥。
20世纪中叶至今公路桥和城市桥的大量兴建，新型桥的广泛采用，传统桥式施工方法的改进，使桥梁工程取得新成就。由于特大跨公路桥造价高，为筹措建桥资金，在美国一向流行的收费桥制度在资本主义世界又风行一时，这就是对待建的特大桥组织相应机构，发行债券，借以取得建桥资金，并在桥建成后向过桥车辆和行人征收过桥费，以便在几十年内对债券还本付息；待债券还清后，便可免费过桥。在悬索桥方面如英国的福斯湾公路桥(跨度1006米)和塞文河桥（跨度986.6米），法国的唐卡维尔桥（1959年，跨度610米）,葡萄牙的萨拉查桥（1966年，跨度1013米）都是采用这种方法建成的。
①钢桥。第二次世界大战后，西德1948年在科隆—多伊茨复建莱茵河桥，分跨是132.1+184.5+120.7米,车道宽度11.6米，采用的实腹梁取铆焊并用的构造，用钢量为老桥的61％，是节约钢材的第一例（老桥为自锚式链杆悬索桥）。1950年，正交异性钢桥面板开始在科布伦茨的内卡河桥使用，分跨是56+75+56米。这种桥面较轻,且能充当实腹梁上翼缘,1951年用于杜塞尔多夫—诺伊斯莱茵河桥时,使钢实腹梁桥跨度达到206米；1974年巴西修建的瓜纳巴拉湾桥跨度达到300
米。1955年,斜张桥首先在瑞典斯特伦松德(Str msund)建成，分跨是
75+182.6+75米。1959年，联邦德国修建了塞韦林独塔斜张桥,其主跨达302米；现在的钢筋混凝土斜张桥和钢斜张桥跨度已分别达到440和404米。传统的悬索桥、钢拱桥和悬臂桁架梁桥，也各有长跨记录。
②预应力混凝土桥。早在1936年，德国曾在奥厄修建一座采用无粘结钢筋的预应力混凝土桥，主跨69米，但未取得预期成效。法国E.弗雷西内在深入研究预应力混凝土性能和张拉、锚固工艺的基础上，在第二次世界大战后缺乏木材和钢筋的条件下，于1946年在吕藏西(Luzancy)用预应力钢筋将预制的混凝土梁段串连成整体，不用支架，只用临时塔索，在马恩河上建成跨度55米的双铰刚架桥；在1946～1950年，又按同样做法，在埃斯布利等地建成跨度74米的桥5座。联邦德国于1950年在巴尔杜因施泰因(Balduinstein)的兰河修建主跨为62米的预应力混凝土桥，使用巴西在1930年未取得成效的悬臂灌筑法取得成功。在1952年及1964年，联邦德国又采用此法建成沃尔姆斯和本多夫桥，其主跨分别达到114.2及208.0米。1962～1964年，法国在塞纳河上用悬臂拼装法建成分跨为34.8+61.4+34.8米的预应力混凝土桥并取得压缩工期的效果。1979年，联邦德国要在1948年所复建的科隆—多伊茨莱茵河桥钢实腹梁旁边原预留复线桥位处,增建同样分跨和同样主要尺寸的连续梁,经方案比较,预应力混凝土梁的造价比钢梁造价低15%。至于预应力混凝土斜张桥，因受悬臂梁桥和钢斜张桥的启发，其构思在50年代已经成熟；出于其他原因，1962年才在委内瑞拉马拉开波湖上首次建成,主跨是235米。目前这种桥的跨度已发展到400米以上。钢筋混凝土拱桥，在采用无支架施工方面也取得了进展。
中国桥梁工程的发展
在有铁路（1876年）之前
①木桥。桥梁最早文献记载见于公元前13世纪，但均不详细。《水经注》记有春秋时晋国公平年间（公元前556～前532年）曾在汾水上建木梁木柱桥。秦代（公元前221～前200年）建都咸阳,西汉（公元前206～公元24年）建都长安（今陕西西安），那时所修建的渭河桥、灞河桥等，在《水经注》、《三辅黄图》中都有确凿记载。这些桥屡毁屡建，多采用木梁木柱或木梁石柱桥式，当桥的跨度大
于木材长度时，曾使用悬臂梁式桥及拱桥。按南北朝宋代《沙州记》记载,在安西到吐鲁番之间,羌人曾修建单跨悬臂梁桥，称为“河厉”。其法是“两岸垒石作基陛，节节相次，大木纵横更相镇压，两边俱平，相去三丈。并大材以板横次之，施钩栏甚严饰”。如是多跨桥，则是在各桥墩上用大木纵横相叠，各向跨中伸出，再在伸出端之间用纵梁相连；为保持稳定，一般需在桥墩台纵横大木之上修建楼阁，用其重量压住悬臂的固端，如始建于南宋理宗宝祐六年（1258年）的湖南醴陵渌江桥。
在拱式木桥中，宋代虹桥构造奇特。据《渑水燕谈录》等书，知其始建于宋明道中(1032～1033年)。在宋代名画《清明上河图》上绘有宋代汴京(今河南开封)的虹桥（见图5）。其承重结构实际由两套多铰木拱各若干片相间排列，配以横木，以篾索扎成。其中一套多铰木拱拱骨包括长木3根,作梯形布置；另套木拱拱骨包括长木2根，短木2根，作尖拱状布置。各木以端头彼此抵紧，形成铰接；一套拱骨的铰，恰好是在另一套拱骨长木中点之上；用蔑索将两套木拱夹着横木扎紧，于是，两套木拱就形成了稳定的超静定结构。根据画面，估计此桥实际跨度大约18.5米,桥上大车荷载约3吨。北宋之后，这一桥式传至浙江和福建等地。建于清嘉庆七年（1802年）的浙江云和梅漴木拱桥（图4）跨度为33.4米，至今仍保持原貌；其两套木拱的布置和宋代虹桥稍有不同，宋代虹桥的横木是搁在两套木拱之间，而梅漴桥横木是置在每套木拱的铰接点处。
图5
②石桥。在河南新野安乐寨村1957年出土的东汉画像砖,刻有石拱桥图形，桥上有车马,桥下有两叶扁舟,证明当时已经修造跨河石拱桥。在《水经注》穀水条,对晋太康三年（282年）所建成的旅人桥有这样的描述:“桥去洛阳宫六七里，悉用大石,下圆以通水，可受大舫过也。”隋开皇十五年至大业元年（595～605年）,建成净跨37.02米、历1300多年而无恙的赵州桥。金明昌三年（1192年）建成位于今北京西南的卢沟桥，共11孔，跨度11.4～13.5米，桥栏上配有栩栩如生的大小石狮485个;13世纪来华的意大利人马可·波罗，在游记中誉为世所罕见。北京颐和园内的十七孔桥建于清乾隆年间（1736～1795年）；玉带桥建于乾隆十五年(1750年)。前者的拱洞随桥面缓和的上下坡从桥中向两端逐渐收小；后者则以两端有反弯曲线的玉石穹背高出绿丛。这两座桥都以同环境协调，使湖山增辉见称。在长江以南，从唐代以来曾修建不少以弧形板石及横向长条锁石结成拱圈的石拱桥，以及巨形石梁桥。弧板石拱桥自重较轻，对地基承压强度要求较低，能在软土地基上采用。拱圈内的板石和锁石在榫槽相接处能发生小量相对转动以适应基础沉降和温度变化；此外，拱上夯实的灰土能在拱圈变形时发生被动压力，提高拱的承载能力。福建长汀水东桥(南宋庆元时修建,即1195～1200年）、江苏苏州宝带桥（始建于唐元和十一至十四年，即816～819年，在宋、明、清各代几度重修，现桥53孔，最大跨度6.95米）和浙江杭州拱宸桥（始建于明崇祯四年，即1631年，现桥中孔净跨15.8米）都是板石拱桥。福建泉州万安桥也称洛阳桥（跨越洛阳江），是石梁桥,现长834米，47孔，建于宋嘉祐四年（1059年）。在建桥时
先顺着桥的纵轴抛投大量块石，在水面下形成一条长堤,在石块上放养牡蛎，待蛎壳和块石相胶结,它就耐得住风浪。在这水下长堤上,用大条石纵横叠置(不用灰浆），形成桥墩，再架设石梁。福建漳州跨越柳营江的虎渡桥，建于南宋嘉熙元年（1237年），其所用的巨型条石尺寸达1.7×1.9×23.7米,重量将近200吨。虽有几孔遭到破坏，并在其上方增建钢筋混凝土梁桥，但桥下尚存有原条石。
图6赵州桥
③索桥。溜筒桥是一种比较原始的索桥，它是以木筒套在悬索上，从筒垂下两股皮绳及一横木；人骑横木，以手用力攀索，使筒沿缆索移动，人就能跟着过去。灌县竹索桥,为宋太宗淳化元年（990年）所始建，清嘉庆八年（1803年）仿旧制重建，名安澜桥，桥长340米,分为8孔,最大跨度61米（竹索现已被换为钢丝索）。大渡河铁索桥建于清康熙四十五年(1706年),净跨100米。此桥现作为革命文物保存。
自有铁路到中华人民共和国成立之前（1876～1948年）1876年英商在上海私修淞沪铁路，是在中国有铁路和铁路桥的开端。清朝末期修建的较大的铁路钢桥可以京广（北京—广州）铁路和津浦（天津—浦口）铁路两座黄河桥为例。前者位于郑州以北，1905年建成，原桥总长3000米有零，共102孔,包括跨度31.5米的下承桁架梁50孔和跨度21.5米的上承桁架梁52孔。桥墩由8或10根底端各设一螺旋盘（直径1.20米）的钢管(直径350毫米)组成,凭人力将钢管旋入河底，入
土深度只有13～16米，所以，一遇洪汛，桥身就被冲歪，桥面横向水平变位曾达40～50厘米，年年靠抛投大量片石于墩周进行抢险。到1949年,所投片石已超过30万米3。后者位于济南洛口，1912年建成,包括跨度91.5米简支桁架梁9孔和分跨为128.1+164.7+128.1米的悬臂桁架梁一组，桥宽9.4米，净空可容双线，但承载能力不足,始终只能按单线行车。公路桥可以1909年建成的兰州黄河桥为例，该桥包括5孔跨度各45.9米的简支桁架梁。
中华民国时期，1933年，在浦口—南京间的长江上建成铁路轮渡，沟通了以长江为界的南北铁路。1937年9月,杭州钱塘江桥(见图7)的主体建成，并将铁路部分接通；10月，公路部分接通。同年7月抗日战争开始；8月，日本军侵犯上海；12月攻占南京、杭州等地。中国为了持久抗日的需要，经用上述轮渡及钱塘江桥将华北、华东的大量物资抢运到华中、华南等地。在1941年,中国的抗日战争处于艰难时期,湘桂（湖南-广西）铁路通车到柳州之东，黔桂（贵州-广西）铁路亟待从柳州向西修建，在水泥和钢材短缺的情况下,曾用旧钢轨修建排架和塔架,还将跨度原为10～13米的旧钢板梁制成跨度为30米的双柱式桁架梁的上弦，桁架下弦及竖杆均以旧钢轨改制,建成了一座长达582米而构造特殊的柳江铁路桥（该桥在1944年11月炸毁）。
中华人民共和国成立以后在国民经济恢复时期和第一个五年计划期间，迅速修复并加固了许多旧桥，也新建成不少重要大桥，其中包括跨越长江的武汉长江桥，它使中国的南北铁路网连接起来。1958年后，大跨公路桥也逐步提上日程,新技术得到推广。至今在长江上,除修建了四川白沙坨铁路桥外，又修建了两座公铁两用桥（南京长江桥和枝城长江桥）和两座公路桥（四川重庆和泸州预应力混凝土桥）。在黄河上，铁路桥增至14座（京广铁路郑州桥已建成双线71孔40米简支钢板梁新桥，原桥改为公路桥），公路桥增至16座，另有公铁两用桥一座(甘肃靖
①钢桥。现以桁架梁桥为主。铁路桥跨度不大于80米者，一般按桥梁标准设计建造。跨度不大于160米者，一般用全悬臂法架设；跨度为176米和192米者，则采用悬臂拼装并在跨中合龙的方法架设。60年代以来，栓焊结构（指杆件或构件在工厂焊接制造，在工地采用高强度螺栓拼接的结构）采用颇多。例如，成(都)昆(明)铁路跨度112米的拱、梁组合体系桥（迎水河、安宁河1号、拉旧等桥）,陕西安康跨度为176米的汉江斜腿刚架铁路桥(见彩图),京山（北京—山海关）铁路跨度为3×144米的永定新河连续桁架梁桥等。
桥梁工程发展史
②混凝土桥。钢筋混凝土简支梁在小跨度桥中使用较早，预应力混凝土简支梁的应用是从1956年开始（当年所建的陇海铁路新沂河桥使用跨度为23.8米的梁，北京至周口店的公路桥使用跨度为20米的梁）。1965年建成的河南汤阴五陵卫河窄轨铁路桥(分跨是25+50+25米)和江苏盐河公路桥（分跨是
16.5+33.0+16.5米），都是T形刚构预应力混凝土桥,且都采用悬臂拼装法施工。当前我国较大跨度的钢筋和预应力混凝土桥有：四川重庆长江公路桥，为挂孔式T构，主跨174米；湖北沙洋汉江桥，跨度111米，湖南常德沅江桥，跨度120米，两者均为公路连续梁桥；山东济南黄河斜张桥，跨度220米,广西来宾红水河桥，跨度96米，前者为公路桥，后者为铁路斜张桥；四川渡口宝鼎公路拱桥跨度170米,丰(台)沙(城)铁路二线永定河7号桥，跨度150米。
智能电网发展史 1.1智能电网概念 智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 1.1.1 美国电力科学研究院将智能电网定义为： 一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有的电网运作，具有自愈功能；快速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务。 中国的智能电网的基本特征是在技术上要实现信息化、自动化、互动化。 1.1.2 智能电网概念的发展有3个里程碑： 第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理－中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的整合体系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。是IBM一个市场推广策略。 第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重
材料科学与工程学科发展历程和趋势 摘要：本文结合国内几所高校材料学科的具体实例，综述了材料科学与工程学科的国内外发展的历史进程，讨论了材料科学与工程学科的发展趋势，同时展望了材料科学与工程学科在未来的发展前景。 关键词：材料科学与工程，发展历程，趋势 Abstract In this paper,on the basis of practice of materials science and engineering discipline in several domestic universities, the development process of materials science and engineering at home and abroad were reviewed, and the development trend of this discipline were discussed. Meanwhile, the prospect of this subject in the future were prospected. Keywords:materials science and engineering,development process,trend 1 引言 上个世纪70年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。随着科学技术的高速发展，新技术、新产品及新工艺对新材料的要求越来越强烈，也促进了当代材料科学技术的飞速发展。现在，材料学科及教育的重要性已被人们认识，国内外许多工科院校及综合性大学都相继成立了材料科学与工程学院（系）。 2 材料科学与工程学科发展历程 “材料科学”这个名词在20世纪60年代由美国学者首先提出。1957年，苏联人造地球卫星发射成功之后，美国政府及科技界为之震惊，并认识到先进材料对于高技术发展的重要性，于是一些大学相继成立了十余个材料科学研究中心，从此，“材料科学”这一名词开始被人们广泛使用。 材料学科的发展过程遵循了现代科学发展的普遍规律，也是从细分走向综合。各门材料学科通过相互交叉、渗透、移植，由细分最终走向具有共同理论和技术基础的全材料科学[1]。20世纪40年代以前，基础科学和工程之间的联系并不十分紧密。在20世纪20年代固体物理和材料工程两学科是分离的，到40年代两学科才有交叉。从60年代初开始出现了材料科学，到了70年代，材料科学和材料工程的学科内涵大部分重叠，材料科学兼备自然科学和应用科学的属性，故“材料科学与工程”(MSE)作为一个大学科逐步为科技界和教育界所接受[2]。 2.1 国外材料科学与工程学科发展历程 美国西北大学M.E.Fine教授等人首先于20世纪60年代初提出了材料科学与 工程(MSE)这一概念。在上20世纪60年代以前，国内外高校均没有明确完整的MSE教育。此时，材料科学与技术人才的培养分属冶金、化工或机械等专业。从60年代初起，欧美等国家高校中冶金、机械或化工等与材料有关的系或相关的专业及学科开始改设“材料科学与工程系”、“材料科学系”、“材料工学系”。至80年代中后期，欧美等国大部分高校已完成此项工作。这种教育符合材料科学技术发展趋势。近年来，美国与欧洲在材料教育方面的最显著特点就是把材料科学与工程看作是一门学科。在大学不再需要专门的材料主题。这些材料不再是冶金、陶瓷或电子材料学，而统称为材料，材料教育涉及的范围包括金属、陶瓷、高分子、
国内外桥梁发展史 一、桥梁定义 桥梁是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物。桥梁一般由五大部件和五小部件组成,五大部件包括(1)桥跨结构(或称桥孔结构.上部结构)、(2)支座系统、(3)桥墩、(4)桥台、(5)墩台基础；五小部件包括(1)桥面铺装、(2)防排水系统、(3)栏杆、(4)伸缩缝、(5)灯光照明。 二、桥梁分类 按用途分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥。 按跨径大小和多跨总长分为小桥、中桥、大桥、特大桥。 按结构分为梁式桥,拱桥,钢架桥,缆索承重桥(斜拉桥和悬索桥)四种基本体系,此外还有组合体系桥。 按行车道位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥。 按使用年限可分为永久性桥、半永久性桥、临时桥。 按材料类型分为木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥。 梁式桥:包括简支板梁桥,悬臂梁桥,连续梁桥。其中简支板梁桥跨越能力最小,一般一跨在8-20m。连续梁桥国内最大跨径在200m以下,国外已达240m（目前世界上最大跨径梁桥最跨是330m，是位于中国重庆的石板坡长江大桥复线桥，于2006年建成通车）。 拱桥:指的是在竖直平面内以拱作为上部结构主要承重构件的桥梁。 拱桥分类：①按拱圈(肋)结构的材料分：有石拱桥、钢拱桥、混凝土拱桥、钢筋混凝土拱桥。②按拱圈（肋）的静力图式分：有无铰拱、双铰拱、三铰拱（见拱）。
世界第一拱桥为重庆朝天门长江大桥，主跨达522m，2009年4月29日建成通车。 刚构桥：主要承重结构采用刚构的桥梁。梁和腿或墩（台）身构成刚性连接。结构形式可分为门式刚构桥、斜腿刚构桥、T形刚构桥和连续刚构桥。跨径我国最大已达270m(虎门大桥辅航道桥)。虎门大桥横跨东莞市虎门镇和广州南沙区之间的珠江入海口。大桥工程于1992年10月28日开工，1997年6月9日正式通车。 斜拉桥：又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
绪论 、土木工程材料及其分类 广义上的土木工程材料是人类建造建筑物时所用一切材料和制品的总称，种类极为繁多。 1. 按主要组成成分分类 黑色金属一一钢、铁、不锈钢等 有色金属一一铅、铜等及其合金 天然石材一一砂、石及石材制品等 烧土制品及熔融制品一一砖、瓦、玻璃等 胶凝材料一一石灰、石膏、水泥、水玻璃等 混凝土及硅酸盐制品一一混凝土、砂 浆及硅酸盐制品 植物材料一一木材、竹材等 沥青材料 石油沥青、煤沥青、沥青制品等 高分子材料一一塑料、涂料、胶黏剂、合成橡胶、合成树脂等 r 无机非金属材料与有机材料复合一一玻璃纤维增强塑料、 沥青混合料等 金属材料与无机非金属材料复合一一钢筋混凝土、钢纤维混凝土、夹丝玻 璃 等 -金属材料与有机材料复合一一如轻质金属夹芯板 图0.1 土木工程材料的分类 2. 按使用功能分类 根据土木工程材料在建筑物中的部位或使用性能，大体可分为建筑结构材料、墙体材料、 建筑功能材料三大类。 3. 按材料来源分类 根据材料来源，可分为天然材料与人造材料。而人造材料又可按冶金、窑业（水泥、玻璃、 陶瓷等）、石油化工等材料制造部门来分类。 一般把各种分类方法经适当组合后对材料种类进行划分。如装饰砂浆、沥青防水材料等。 、土木工程材料在土建工程中的地位 土木工程材料在土木建筑工程中有着举足轻重的地位。 首先，土木工程材料是一切土木工程的物质基础。 第二，土木工程材料与建筑、结构和施工之间存在着相互依存、相互促进的密切关系。 第三，建筑物和构筑物的功能和使用寿命在很大程度上由土木工程材料的性能决定。 第四，土建工程的质量，主要取决于材料的质量控制。 最后，建筑物和构筑物的可靠度评价，相当程度地依存于材料的可靠度评价。 「金属材料｛ <非金属材料 土木工程材料〈有机材料 复合材料 聚合物水泥混凝土、
精选文档 智能电网发展史 1.1 智能电网概念 智能电网(smart power grids )，就是电网的智能化，也被称为“电网2.0 它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 1.1.1 美国电力科学研究院将智能电网定义为： 一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有的电网运作，具有自愈功能；快速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务。 中国的智能电网的基本特征是在技术上要实现信息化、自动化、互动化。 1.1.2 智能电网概念的发展有 3 个里程碑： 第一个就是2006 年，美国IBM 公司提出的“智能电网”解决方案。IBM 的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理－中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的 精选文档
整合体系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分 析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。是IBM 一个市场推广策略。 第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200 亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。 可以看出美国政府的智能电网有三个目的，一个是由于美国电网设备比较落后，急需进行更新改造，提高电网运营的可靠性；二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭；三是提高能源利用效率。 第三个是中国能源专家武建东提出的“互动电网”。互动电网，英文为Interactive Smart Grid ，它将智能电网的含义涵盖其中。互动电网定义为：在开放和互联的信息模式基础上，通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统，实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理，是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。它将再造电网的信息回路，构建用户新型的反馈方式，推动电网整体转型为节能基础设施，提高能源效 率，降低客户成本，减少温室气体排放，创造电网价值的最大化。 精选文档 1.2 智能电网优势 智能电网对于大多数人来说还是比较陌生的，虽然日常生活中和智能电网息息相关，但是对于它的了解是聊胜于无，很多人只是对电网有一个初步的认识，至于智能则是
社会经济的发展与材料科学的演变 材料科学的进步左右着人类文明的发展进程。一种新材料的应用，往往事关一个产业的兴衰。新材料产业已经渗透到国民经济、社会生活和国防建设的方方面面。目前，我国还只是一个材料大国，离材料强国还有较大差距。 新材料是战略性新兴产业的重要组成部分。新材料在我国经济发展中的作用如何？我国在世界材料领域占据怎样的位置？今后当重点培育哪些新材料？我国如何由材料大国向材料强国加快转变？ 在人类社会的发展过程中，材料的发展水平始终是时代进步和社会文明的标志。人类和材料的关系不仅广泛密切，而且非常重要。事实上，人类文明的发展史，就是一部如何更好地利用材料和创造材料的历史。同时，材料的不断创新和发展，也极大地推动了社会经济的发展。在当代，材料、能源、信息是构成社会文明和国民经济的三大支柱，其中材料更是科学技术发展的物质基础和技术先导。以下从三个方面来分析社会经济发展和材料科学与工程学科发展之间的密切关系。 1. 社会经济的发展对材料学科的发展始终发挥着巨大的推动作用 从25000年前人类开始学会使用各种用途的锋利石片，到10000年前人类第一次有意识地创造了自然界没有的新材料（陶器），是人类社会进步的象征，也是社会经济发展的结果。继陶器时代之后，由于人们生活方式的变化和战争等方面的原因，青铜的冶炼技术被发明并逐步达到很高的水平。后来罗马人发明了水泥，腓尼基人发明了玻璃，这些传统材料至今仍然为现代社会大量使用。当然，这些材料本身总是日新月异地变化着，在高新技术的推动和社会经济发展的要求下，其性能不断提高，从而满足了不同层次的社会需求。 人们至今仍记忆犹新的是近代的两次工业革命。第一次是由于钢铁材料的大规模发展，人们能够制造出无数的纺织机械和蒸汽机，给社会创造出巨大的财富。社会经济的巨大发展，使钢铁工业迅速增长。钢铁材料的大量使用，对其性能提出更高的要求，从而带动了金属材料学科（即金相学）的迅速发展。第二次工业革命是以能源（石油）的开发和应用为突破口，大力发展汽车、飞机及其他工业。新材料的开发和应用仍然是这次工业革命的基础，特别是高性能合金钢和高性能铝合金的广泛应用。制造工业尤其是汽车工业的发展，使合金钢的优异性能完美
桥梁工程的发展历史回顾与未来展望 程 勇 （中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司，南宁530003） 摘要：桥梁工程是一门融合工学与艺术的综合学科。桥梁作为一种基础设施，在改善交通状况的同时，也是自然景观的重要组成部分。近代工业革命以及各种高新技术浪潮的冲击， 使社会的各个领域发生了深刻的变革，人们所关注的桥梁工程领域也因此获得了巨大发展。总结桥梁学科的发展历程和规律，论述目前该学科发展的前沿问题和未来发展趋势，指出我国桥梁建设与外国桥梁建设的差距，勉励我们在创新、质量和美学方面不断努力，让中国早日从桥梁大国发展为桥梁强国。关键词：桥梁工程；发展历史；前沿问题；发展前瞻；差距中图分类号：U442．5 文献标识码：A 文章编号：1009－7961（2010）03－0059－06 The Historical Review and Future Prospect of the Bridge Engineering CHENG Yong （Nanning Branch of China Railway SiYuan Survey and Design Group Co．，Ltd．， Nanning 530003，China ） Abstract ：Bridge engineering is an integrated subject with engineering science and art combined．Bridges are not only an infrastructure which could improve the traffic situation ，but also an important part of natural land-scape．With the impact of the industrial revolution and various advanced technologies ，the significant progress has been made in the research field of bridge engineering．In this paper ，based on the summarization of the his-tory and law of the bridge engineering＇s development ，the frontier problems and future tendency of this subject at present have been described ，and the gaps in bridge construction between China and foreign counties have been discussed ，which could urge us to make efforts in the aspects of innovation ，quality as well as the aesthetics ，hence making our country shift from a big country of bridge to a very strong one． Key words ：bridge engineering ；history of development ；frontier issues ；development tendency ；gap 收稿日期：2010－05－31 作者简介：程勇（1975－），男，甘肃武山人，助理工程师，主要研究方向为桥梁隧道的设计与研究。 0前言桥梁的建造和人类的文明发展息息相关，也 是人类文明的重要组成部分。建造桥梁，跨越障碍，是人类不懈的追求与梦想。毛主席曾有诗云：一桥飞架南北，天堑变通途。今天的桥梁不仅可以实现人类跨越大山大河的梦想，它还可以极大 地改善城市的交通状况，有的还是城市特有的一道亮丽风景。 桥梁的发展历史也是一部科技的发展历史， 它始终紧跟科学技术发展的步伐，不断创新，产生了一次次的飞跃。 1桥梁学科的发展历史及规律 距今约三千年时，我国已掌握架设大型浮桥 的技术，在宽阔的渭河上架设浮桥。 至18世纪前，桥梁建筑大都以石料、铁、木材为主要的建材，其中以赵州桥和大渡河铁索桥（见图1和图2）为典型代表，体现了古代中国桥梁的伟大成就 ［1］［2］ 。赵州桥原名安济桥，建于隋代，桥 全长约50．82米，拱矢高7．23米，是我国现存的石拱桥中最古老并为当时跨径最大的石拱桥，且是世界桥梁史上敞肩拱的首创。泸定桥建于清康熙年间，水平跨度100米，桥梁宽度2．9米，跨度超越了19世纪欧洲和北美所建造的第一批这种类型的 第19卷第3期淮阴工学院学报Vol．19No．32010年6月Journal of Huaiyin Institute of Technology Jun．2010
汽车发动机的发展史发动机，汽车中最重要的部分，可以说没有发动机的存在，就不存在汽车。发动机的发展即是汽车的发展。 发动机作为汽车的心脏，为汽车的行走提供动力和汽车的动力性、经济性、环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构，即将汽油(柴油)的热能，通过在密封气缸内燃烧气体膨胀时，推动活塞做功，转变为机械能，这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的，虽然发动机伴随着汽车走过了100多年的历史，无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高，其基本原理仍然未变，这是一个富于创造的时代，那些发动机设计者们，不断地将最新科技与发动机融为一体，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使发动机性能达到近乎完善的程度，各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点。 所以可以说发动机的发展史即是汽车的发展史。 而发动机的发展也经历了无数人的努力，无数人的智慧与汗水。 发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置，简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。 往复活塞式四冲程汽油机是德国人奥托在大气压力式发动机基础上，于1876 年发明并投入使用的。由于采用了进气、压缩、做功和排气四个冲程，发动机的热效率从大气压力式发动机的11%提高到14%，而发动机的质量却降低了70%。 1892 年德国工程师狄塞尔发明了压燃式发动机(即柴油机)，实现了内燃机历史上的第二次重大突破。由于采用高压缩比和膨胀比，热效率比当时其他发动机又提高了1 倍。1956年，德国人汪克尔发明了转子式发动机，使发动机转速有较大幅度的提高。1964年，德国NSU公司首次将转子式发动机安装在轿车上。 1926 年，瑞士人布希提出了废气涡轮增压理论，利用发动机排出的废气能量来驱动压气机，给发动机增压。50 年代后，废气涡轮增压技术开始在车用内燃机上逐渐得到应用，使发动机性能有很大提高，成为内燃机发展史上的第三次重大突破。 1967 年德国博世公司首次推出由电子计算机控制的汽油喷射系统，开创了电控技术在汽车发动机上应用的历史。经过30年的发展，以电子计算机为核心的发动机管理系统(Engine Management System，EMS)已逐渐成为汽车、特别是轿车发动机上的标准配置。由于电控技术的应用，发动机的污染物排放、噪声和燃油消耗大幅度地降低，改善了动力性能，成为内燃机发展史上第四次重大突破。 1971年，第一台热气发动机——斯特林机的公共汽车已开始运行。1972年，日本本田技研工业在市场售出装有复合涡流控制燃烧的发动机的西维克牌轿车，打响了稀薄气体燃烧发动机的第一炮。这种发动机是在普通发动机燃烧室的顶部加上一个槌状体的副燃烧室，先将这处副燃烧室中较浓
第一节 绪论 什么是土木工程材料 土木工程包括：建筑、道路、桥梁、沿途、地下、港口、水利、市政工程——用来建设的材料即为土木工程材料 复合材料：碳纤维复合材料、聚合物复合材料、高分子复合材料 绿色建材： 含义：采用清洁的生产技术、少用天然资源、多用工业或城市固体废弃物（和农植物秸秆）（生产过程） 建材本身：无毒、无污染、无放射性 建材功能：有利于环保、有利于人体健康 土木工程材料分类： 发展趋势：高性能化、复合化和多功能化、良好的环境协调性、无污染可再生 发展方向：优先发展水泥与混凝土材料、提高配套 土木工程材料质量的控制方法： ,初步确定来源以及质量情况 对工程材料进行抽样检验 检测半成品和成品的技术性能，从而评定材料在实际工程中的实际技术性能。 采取相应的措施避免对工程质量造成的不良影响、 土木工程对材料的基本要求：安全、适用、美观、耐久与经济 第一章 土木工程材料的基本性质 材料的物理性质 密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量 表观密度：材料在自然状态下，单位体积的质量（包含内部空隙） 表观密度： v m = ρ 堆积密度：粉状或粒状材料，在堆积状态下单位体积的质量 密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。所谓绝对密实状态下的体积，是指不含有任何孔隙的体积。
表观密度表示材料单位细观外形体积（包括内部封闭孔隙）的质量。容积密度表示材料单位宏观外形体积（包括内部封闭孔隙和开口孔隙）的质量。 堆积密度是指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。材料的堆积体积指在自然、松散状态下，按一定方法装入容器的容积，包括颗粒体积和颗粒之间空隙的体积。 堆积密度： v ' ' m 0=ρ 材料的孔隙率：块状材料中孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比。 00000 100)1(1000 P ?- =?-= ρ ρ V V V 开口孔隙率：是指材料中能被水饱和（即被水所充满）的孔隙体积占材料在自然状态的体积的百分率. 闭口孔隙率：是总孔隙率与开口孔隙率之差 材料的密实度:材料体积内被固体物质充实的程度。 000 100100 ?=?=ρ ρV V D 材料的空隙率：散粒材料在其堆集体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。 %100)1(%1000 '0'0 ' ' ?-=?-= ρ ρV V V P 亲水性与憎水性：材料与水接触时,有些材料能被水湿润,而有些材料则不能被水湿润,对两种现象来说,前者为亲水性,后者为憎水性。 C
南方电网2017年发展历程...Future 1月1日2016年，南方电网通过西电东送等方式，优化电能结构，最大限度消纳云南富余水电，截至2016年底，南网非电量首次占比达到50.9%，高于全国平均水平近一倍 2月7日南方电网2016年西电东送直流综合能量可用率达96.44%，连续6年达96%以上，高出近5年(2011—2015)全国平个百分点，高于2015年全国平均水平1.2个百分点 2月14日南网科研院牵头的高压直流输电控制与保护设备技术导则(IEEE1899)正式通过了IEEE理事会审批，标志着南方电流领域国际标准制定取得首次突破 2月14日南方电网公司与中国华能集团公司在北京签署战略合作框架协议，旨在进一步贯彻落实国家“一带一路”倡议，拓业务的发展空间 2月20日南方电网公司与柬埔寨皇家集团续签电网投资合作谅解备忘录 2月24日全国电力需求侧管理标准化技术委员会获批筹建，该标委会的秘书处承担单位为南网科研院，业务指导单位为中联合会，这是第一个挂靠南方电网公司的全国标准化技术委员会秘书处 3月2日南方电网广东公司批复实施《横琴自贸区供电营业规则》(以下简称《规则》)，成为南方五省区乃至全国首个自规则 3月21日南网能源公司投建的“广州超级计算中心天然气分布式能源站项目”在广州顺利投产。该项目是全国最大的地下室能源项目，也是国内第一个配套脱硝设备的分布式能源项目，获评“2016年度中国分布式能源优秀项目特等奖” 3月24日南方电网首个智能操作机器人在广东电网中山供电局110千伏安山站投入运行 4月20日中国首个货运飞船天舟一号在海南文昌航天发射场成功发射，南方电网以“零事故、零差错、零投诉”保供电成果射保供电任务 4月28日南方电网公司首次国际美元债券发行成功 5月3日南方电网公司在深圳建设的全国首个“变电站+充电站”站点——莲花山充电站投运 5月23日南方电网公司发布了《中国南方电网2016企业社会责任报告》，这也是该公司连续第10份社会责任报告，报告获五星评价 5月25日南方电网公司成功研制世界首个特高压柔性直流换流阀。这是南方电网公司承担的国家重点研发计划项目“高压直流输电关键技术研究与工程示范应用”的成果 6月7日广州电力交易中心正式印发《南方区域跨区跨省月度电力交易规则(试行)》，这是全国首个跨区跨省月度电力交
材料是人类生活和生产的物质基础，是人类认识自然和改造自然的工具。可以这样说，自从人类一出现就开始了使用材料。材料的历史与人类史一样久远。从考古学的角度，人类文明曾被划分为旧石器时代、新石器时代、青铜器时代、铁器时代等，由此可见材料的发展对人类社会的影响。材料也是人类进化的标志之一，任何工程技术都离不开材料的设计和制造工艺，一种新材料的出现，必将支持和促进当时文明的发展和技术的进步。从人类的出现到20世纪的今天，人类的文明程度不断提高，材料及材料科学也在不断发展。在人类文明的进程中，材料大致经历了以下五个发展阶段。 1．使用纯天然材料的初级阶段 在原古时代，人类只能使用天然材料（如兽皮、甲骨、羽毛、树木、草叶、石块、泥土等），相当于人们通常所说的旧石器时代。这一阶段，人类所能利用的材料都是纯天然的，在这一阶段的后期，虽然人类文明的程度有了很大进步，在制造器物方面有了种种技巧，但是都只是纯天然材料的简单加工。 2．人类单纯利用火制造材料的阶段 这一阶段横跨人们通常所说的新石器时代、铜器时代和铁器时代，也就是距今约10000年前到20世纪初的一个漫长的时期，并且延续至今，它们分别以人类的三大人造材料为象征，即陶、铜和铁。这一阶段主要是人类利用火来对天然材料进行煅烧、冶炼和加工的时代。例如人类用天然的矿土烧制陶器、砖瓦和陶瓷，以后又制出玻璃、水泥，以及从各种天然矿石中提炼铜、铁等金属材料，等等。 3．利用物理与化学原理合成材料的阶段 20世纪初，随着物理学和化学等科学的发展以及各种检测技术的出现，人类一方面从化学角度出发，开始研究材料的化学组成、化学键、结构及合成方法，另一方面从物理学角度出发开始研究材料的物性，就是以凝聚态物理、晶体物理和固体物理等作为基础来说明材料组成、结构及性能间的关系，并研究材料制备和使用材料的有关工艺性问题。由于物理和化学等科学理论在材料技术中的应用，从而出现了材料科学。在此基础上，人类开始了人工合成材料的新阶段。这一阶段以合成高分子材料的出现为开端，一直延续到现在，而且仍将继续下去。人工合成塑料、合成纤维及合成橡胶等合成高分子材料的出现，加上已有的金属材料和陶瓷材料（无机非金属材料）构成了现代材料的三大支柱。除合成高分子材料以外，人类也合成了一系列的合金材料和无机非金属材料。超导材料、半导体材料、光纤等材料都是这一阶段的杰出代表。 从这一阶段开始，人们不再是单纯地采用天然矿石和原料，经过简单的煅烧或冶炼来制造材料，而且能利用一系列物理与化学原理及现象来创造新的材料。并且根据需要，人们可以在对以往材料组成、结构及性能间关系的研究基础上，进行材料设计。使用的原料本身有可能是天然原料，也有可能是合成原料。而材料合成及制造方法更是多种多样。 4．材料的复合化阶段 20世纪50年代金属陶瓷的出现标志着复合材料时代的到来。随后又出现了玻璃钢、铝塑薄膜、梯度功能材料以及最近出现的抗菌材料的热潮，都是复合材料的典型实例。它们都是为了适应高新技术的发展以及人类文明程度的提高而产生的。到这时，人类已经可以利用新的物理、化学方法，根据实际需要设计独特性能的材料。 现代复合材料最根本的思想不只是要使两种材料的性能变成3加3等于6，而是要想办法使他们变成3乘以3等于9，乃至更大。 严格来说，复合材料并不只限于两类材料的复合。只要是由两种不同的相组成的材料都可以称为复合材料。 5．材料的智能化阶段 自然界中的材料都具有自适应、自诊断合资修复的功能。如所有的动物或植物都能在没
中国桥梁工程的发展历史与展望 1．中国桥梁工程的发展历史 中国古今桥梁的科学技术，不少都曾走在世界桥梁建筑的前列，许多桥梁样式仍继续对世界近代桥梁建筑产生影响。同时，它又是活的文物瑰宝，记载着许多珍贵的资料。中国是桥的故乡，自古就有“桥的国度”之称，发展于隋，兴盛于宋。遍布在神州大地的桥、编织成四通八达的交通网络，连接着祖国的四面八方。我国古代桥梁的建筑艺术，有不少是世界桥梁史上的创举，充分显示了我国古代劳动人民的非凡智慧。 1.1木桥桥梁最早文献记载见于公元前13世纪，但均不详细。《水经注》记有春秋时晋国公平年间（公元前556～前532年）曾在汾水上建木梁木柱桥。秦代（公元前221～前200年）建都咸阳,西汉（公元前206～公元24年）建都长安（今陕西西安），那时所修建的渭河桥、灞河桥等，在《水经注》、《三辅黄图》中都有确凿记载。这些桥屡毁屡建，多采用木梁木柱或木梁石柱桥式，当桥的跨度大于木材长度时，曾使用悬臂梁式桥及拱桥。按南北朝宋代《沙州记》记载,在安西到吐鲁番之间,羌人曾修建单跨悬臂梁桥，称为“河厉”。其法是“两岸垒石作基陛，节节相次，大木纵横更相镇压，两边俱平，相去三丈。并大材以板横次之，施钩栏甚严饰”。如是多跨桥，则是在各桥墩上用大木纵横相叠，各向跨中伸出，再在伸出端之间用纵梁相连；为保持稳定，一般需在桥墩台纵横大木之上修建楼阁，用其重量压住悬臂的固端，如始建于南宋理宗宝六年（1258年）的湖南醴陵渌江桥。 在拱式木桥中，宋代虹桥构造奇特。据《渑水燕谈录》等书，知其始建于宋明道中(1032～1033年)。在宋代名画《清明上河图》上绘有宋代汴京(今河南开封)的虹桥（见彩图[《清明上河图》中的宋代虹桥，一种构造奇特的木拱桥]）。其承重结构实际由两套多铰木拱各若干片相间排列，配以横木，以篾索扎成。其中一套多铰木拱拱骨包括长木3根,作梯形布置；另套木拱拱骨包括长木2根，短木2根，作尖拱状布置。各木以端头彼此抵紧，形成铰接；一套拱骨的铰，恰好是在另一套拱骨长木中点之上；用蔑索将两套木拱夹着横木扎紧，于是，两套木拱就形成了稳定的超静定结构（图5 [虹桥和梅]" class=image>[桥的承重结构比较]）。根据画面，估计此桥实际跨度大约18.5米,桥上大车荷载约3吨。北宋之后，这一桥式传至浙江和福建等地。建于清嘉庆七年（1802年）的浙江云和梅木拱桥（图4 [浙江云和梅桥结构（长度]桥结构（长度" class=image>[单位：cm）]）跨度为33.4米，至今仍保持原貌；其两套木拱的布置和宋代虹桥稍有不同（图5 [虹桥和梅桥]桥" class=image>[的承重结构比较]），宋代虹桥的横木是搁在两套木拱之间，而梅桥横木是置在每套木拱的铰接点处。 1.2石桥在河南新野安乐寨村1957年出土的东汉画像砖（图6[东汉画像砖]）,刻有石拱桥图形，桥上有车马,桥下有两叶扁舟,证明当时已经修造跨河石拱桥。在《水经注》水条,对晋太康三年（282年）所建成的旅人桥有这样的描述:“桥去洛阳宫六七里，悉用大石,下圆以通水，可受大舫过也。”隋开皇十五年至大业元年（595～605年）,建成净跨37.02米、历1300多年而无恙的赵州桥。金明昌三年（1192年）建成位于今北京西南的卢沟桥，共11孔，跨度11.4～13.5米，桥栏上配有栩栩如生的大小石狮485个;13世纪来华的意大利人马可·波罗，在游记中誉为世所罕见。北京颐和园内的十七孔桥建于清乾隆年间（1736～1795年）；玉带桥建于乾隆十五年(1750年)。前者的拱洞随桥面缓和的上下坡从桥中向两端逐渐收小；后者则以两端有反弯曲线的玉石穹背高出绿丛。这两座桥都以同环境协调，使湖山增辉见称。在长江以南，从唐代以来曾修建不少以弧形板石及横向长条锁石结成拱圈的石拱桥，以及巨形石梁桥。弧板石拱桥自重较轻，对地基承压强度要求较低，能在软土地基上采用。拱圈内的板石和锁石在榫槽相接处能发生小量相对转动以适应基础沉降和温度变化；此外，拱上夯实的灰土能在拱圈变形时发生被动压力，提高拱的承载能力。福建长汀水东桥(南宋
汽车的发展史 摘要： 汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。 从卡尔.本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度，跑到现在，竟然诞生了从速度为零到加速到100公里/小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百年，汽车发展的速度是如此惊人！同时，汽车工业也造就了多位巨人，他们一手创建了通用、福特、丰田、本田这样一些在各国经济中举足轻重的著名公司。本文回望这段历史，回顾了汽车的起源,论述了汽车的功用、分类及性能要求,对国内外汽车的发展历史及各时期主要车型作了系统介绍,对军用汽车发展趋势作了简要分析，叙述汽车给我们的生活带来的翻天覆地的变化。 关键词军用汽车车辆分类车辆性能 引言 汽车同其它现代高级复杂工具如电子计算机等一样，并非是哪一个人坐在那里发明了的。发明之初的汽车也不是现在之个式样，如果你能见到当时的汽车，你也可能认为这不是汽车呢。汽车的发展也有一个漫长的历程，总的说来，汽车发展史可能分为蒸汽机发明前、蒸汽汽车的问世、大量流水生产汽车开始等三个阶段。人类最初的工作劳动完全是由本身来完成，根本没有什么汽车和发动机，如果说有的话，在未使用牛和马之前使用的是人体的股份这台发动机。奴隶就是一种“生物发动机”。随着人类的进步与发展，人们对自然界的认识越来越深，利用自然、改造自然的能力日益加强，人们不仅使用人力、畜力、而且知道使用水力、风力。 1.汽车的起源 马车和蒸汽机车以及19世纪的三轮汽车都可算作现代汽车的始祖。在铁路诞生以前,陆上道路通常是未铺路面的,因此,中世纪欧洲的骡马商队很普遍。后来,随着道路的改善,出现了宽轮子的四轮货车和公共马车。那时候的陆上运输成本高,而且客货运输安全系数低,陆上交通除受气候条件限制之外,还受水陆交叉、盗劫和战争等问题的影响。到17世纪,这种格局随着公路的改进而开始被打破。
土木工程材料课程作业_B 一、单选题 1. (4分)下列有关混凝土强度及强度等级的叙述，哪一条是错误的 ? A. 混凝土抗拉强度只有抗压强度的1/10～1/20，且随着混凝土强度等级的提高，比值有所降低 ? B. 按《混凝土结构设计规范(GB50010-2002)》规定，混凝土强度等级从C15～C80，划分为14个等级混凝土 ? C. 混凝土强度检测的标准养护条件是30±2℃ ? D. 混凝土强度检测的标准龄期为28天 得分：4 知识点：混凝土强度 答案C 解析2. (4分)在下列材料与水有关的性质中，哪一种说法是错误的 ? A. 湿润角θ≤90°的材料称为亲水性材料 ? B. 石蜡、沥青均为憎水性材料 ? C. 材料吸水后，将使强度和保温性降低 ? D. 软化系数越小，表明材料的耐水性越好
得分：4 知识点：材料与水的关系 答案D 解析3. (4分)下列有关外加剂的叙述中，哪一条不正确 ? A. 氯盐、三乙醇胺及硫酸钠均属早强剂 ? B. 膨胀剂使水泥经水化反应生成钙矾石、氢氧化钙，从而使混凝土产生体积膨胀 ? C. 加气剂可使混凝土产生微小、封闭的气泡，故用于制造加气混凝土 ? D. 强电解质无机盐类外加剂严禁用于使用直流电的结构以及距高压直流电源100m以内的结构 得分：4 知识点：外加剂 答案C 解析4. (4分)混凝土承受持续荷载时，随时间的延长而增加的变形称为（） ? A. 弹性变形变 ? B. 徐变 ? C. 应变 ? D. 残余变形
得分：4 知识点：混凝土 答案B 解析5. (4分)当材料的孔隙率增大的时候，以下哪些性质一定下降 ? A. 密度、表观密度 ? B. 表观密度、抗渗性 ? C. 强度、抗冻性 ? D. 表观密度、强度 得分：4 知识点：孔隙率 答案D 解析6. (4分)加气砼所采用的加气剂多为（）。 ? A. 松香胶泡沫剂 ? B. 磨细铝粉 ? C. 氯化胺 ? D. 动物血加苛性钠 得分：4
智能电网提出背景及关键技术 一、智能电网概述 智能电网提出的技术与国家战略背景： “互联网”的普及、电子信息技术及计算机软件技术的飞速发展，大大推动了全球信息化进程。“地球村”、“数字地球”等概念逐渐体现了人类信息交流的时空跨越，速度与效率的倍增。 “物联网”应用趋势，建立人与物、物与物之间的联系，随着新一代互联网协议IPV6的部署，IP地址不再受限，为物联网扫除了网络容量的限制。 “智能电网”，电网设备的智能化、数字化与网络化为电网的信息化、互动化与自动化创造了条件。 中国最新定义为：统一坚强智能电网，（统一是前提，含统一规划、统一标准、统一建设；智能为感知、自律、自主、自愈、自学习、自适应、自调节、分析与决策，体现安全可靠、经济高效、清洁环保、灵活互动、友好开放） 智能电网历程（大事记要）： 2003年美国电科院首先提出《智能电网研究框架》，能源部随即发布2030智能电网计划（Grid2030计划-Itelligrid）。 2006年，欧盟智能电网论坛推出了《欧洲智能电网技术框架》-Smartgrid。 2008年，华东电网公司和华北电网公司分别提出了建设智能电网的远景和实施方案。 2009年1月，奥巴马宣布全面启动新能源与智能电网项目，全世界随之掀起了一股智能电网热潮。 2009年3月，国家电网公司首提“建设坚强智能电网”，拉开中国建设智能电网的序幕。 2009年4月17日美国白宫公布首批40多亿智能电网资助计划。 2009年4月下旬，国家电网公司组织三个智能电网考察团赴美国和欧洲考察，回国后开始组织编写国家电网智能电网综合研究报告。 2009年5月中旬，中国电科院建立智能电网研究中心。 2009年5月18日，美国商务部、能源部汇集业界主要机构与公司，讨论并通过第一批16个智能电网行业标准，美国智能电网建设进入全面启动阶段。 2009年5月21日，国网公司提出“加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的统一坚强智能电网的目标”。 2009年6月，国家电网科技部组织智能配电和数字化变电站技术研讨。下旬，国家电网总部成立“智能电网部”。 2009年7月，总投资25亿元的全国首家智能电网产业园项目在扬州正式启动，下旬，国家电网正式确认在上海世博园区建立智能电网综合示范工程。 二、国家规划与行业动态 中国在09年开始快速布局智能电网建设，有经济与政治的综合考量，一
摘要：本文从桥梁工程的定义出发，对桥梁工程做了基本的定界，接着介绍了桥梁的基本组成、桥梁的分类以及特点，随后，阐述了桥梁学科的历史发展以及规律，正是因为在历史的发展中我们不断总结和反思，才更好的推动了桥梁工程突飞猛进的发展。从历史过过渡到当下，进而引出了当下的一些桥梁学科的前沿问题，为后面对桥梁工程未来的展望奠定了基础。最后，对桥梁工程未来的发展方向做出了分析。 关键词：组成；分类；历史，前沿；未来 引言：本篇文献综述的论述主题是桥梁工程，紧紧围绕桥梁工程来展开本文。桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程，以及研究这一过程的科学和工程技术，它是土木工程中属于结构工程的的一个分支。桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。我们在生活中桥梁处处可见，由此可看出桥梁在生产生活中的重要性，通过历史发展我们也可以了解到桥梁在文化，经济，军事每一个方面都有着重大的影响，桥梁随着时间的推移在不断的改变，但却历久弥新。随着科学技术的发展，经济，社会，文化水平的提高，桥梁建筑的需求越来越高。经过几十年的努力，我国的桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，都取得令世界瞩目的成就。现代建筑的价值源于创新精神，桥梁工程也不例外。作为一名工科学子，我们要克服因循守旧，不思进取的风气，敢于质疑传统，在结构形式、施工方法、设计理念和设计方法上创新，对更高科技、更高质量、更环保的工程技术的追求步履不停。
正文： 1.【1】桥梁的基本组成 桥梁的组成与桥梁的结构体系有关。常见的桥梁组一般由上部结构、下部结构两部分组成。在桥跨和墩台之间还设有支座，用于连接和传力。除此之外，还有路堤、挡墙、护坡、导流堤、检查设备、台阶扶梯以及导航装置等附属设施。 1.1上部结构 桥梁位于支座以上的部分称为上部结构，它包括桥跨（也叫承重结构)和桥面。桥跨是桥梁中直接承受桥上交通荷载并架空的结构部分；桥面是承重结构以上的各部分（指公路桥的行车道铺装，铁路桥的道砟，枕木，钢轨，排水防水系统，人行道，安全带，路缘石，栏杆，照明或电力装置，伸缩缝等）。 1.2下部结构 桥梁位于支座以下部分称为下部结构，也叫支承结构。它包括桥墩，桥台以及墩台的基础，基础位于墩台的最下部分，承受墩台传递的全部荷载（包括交通荷载和结构自重）并将其传递给地基的结构物。地基是承受由基础传递的荷载而产生变形的各个土层（包括岩层）。 1.3正桥与引桥 桥梁跨越主要障碍物（或通航河道）的结构称为正桥；连接正桥和路堤的桥梁区段称为引桥。正桥跨度大，基础深，是整个桥梁工程的重点；引桥一般跨度较小，基础较浅；在正桥和引桥的分界处，有时还会设置桥头建筑——桥头堡。 1.4跨度 跨度也叫跨径，是表现桥梁技术水平的重要指标，它表示桥梁的跨越能力。多跨桥梁的最大跨度称为主跨。桥跨结构两支座间的距离L1称为计算跨径，用于结构分析计算；设计洪水位线上两相邻墩台间的水平净距L0称为桥梁净跨径，各孔净跨径之和称为总跨径，它反映的是卡桥梁的泄洪能力。 1.5桥梁全长 《公路桥涵设计通用规范》（ D60-2004）规定：有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离；无桥台的桥梁为桥面系长度。 1. 6桥下净空高度 设计洪水位或设计通航水位与桥跨结构最下缘的高差H称为桥下净空高度，应大于通航或排水要求的最小数值。 1.7建筑高度 桥面到桥跨结构最下缘的高差h称为桥梁的建筑高度。其数值应小于在桥梁定线中所要求的容许建筑高度。 2.【2】桥梁的分类及特点 桥梁有许多分类方式，人们通常根据桥梁的结构形式、所用材料、所跨越的障碍以及其用途、跨径大小等对桥梁进行分类。 2.1根据桥梁单孔跨径大小和多跨总长的不同，桥梁可分为；小桥、中桥、大桥、特大桥。