长安大学交通馆公路展厅
公路展厅
一层公路展厅以公路交通基础设施的发展历程和研究成果为载体,解读了道路、桥梁、隧道技术的历史演变、现状和未来发展趋势。展示了从“秦直道”到今天四通八达的公路网、从“古丝绸之路”到今天的亚欧大陆桥、从赵州桥到今天的港珠澳跨海大桥等,体现了道路交通在经济和社会发展中的重要作用。同时,该展厅还特别展示了现代特殊地区筑路技术、桥梁施工技术和隧道施工技术,生动体现了现代道路、桥梁和隧道工程技术取得的杰出成就。
一、道路展区
从远古时期,先民在渔猎中踏出的足迹,到现如今往返于宇宙的航线,交通这一概念经历了属于自己的演变。陆上道路交通,伴随人类渡过了漫长的时光,绵延至今。
道路发展经历了远古时期、车马时期、汽车问世以后以及现代公路时期。
交通馆道路展区
道路发展历程
1.古代道路
早在公元前2000年,中国已有可以行驶牛、马车的道路。商朝出现夯土筑路,战国时期秦惠王始建陕西至四川的褒斜栈道,到了秦朝道路的水平和规模已有了很大的发展。中国古代道路建设取得辉煌的成就,在中国和世界道路发展史上都占有一定地位。
(1)秦直道
秦时期修建的重要军事交通工程,全长700多公里,从京都咸阳出发策马三日可到包头,被称为世界第一条高速公路,比闻名西方的罗马大道要早200多年。
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秦直道路线图 秦直道遗址
(2)栈道
“栈道”又称“栈阁之道”,古人在悬崖上凌空开凿一排排孔穴,插入石桩或木桩,在桩上铺木板或石板,构成了可以通行的道路。秦岭古道中子午道和褒斜道是栈道形式,著名典故“明修栈道,暗渡陈仓”里指的栈道就是褒斜道。
栈道的一般外貌 栈道模型(馆藏)
褒斜道遗址
(3)丝绸之路
“丝绸之路”起自长安(今陕西省西安市),是中国古代经中亚通往南亚、西亚以及欧洲、北美的陆上贸易通道,因中国丝织品多经此路西运而得名。
“丝绸之路”沙盘模型(馆藏)
“丝绸之路”路线示意图 “丝绸之路”遗址
2.近代道路
中国近代道路是一个从无到有的发展过程。新中国成立后,政府明确提出要创造出基本条件来恢复交通运输,在资金缺乏、条件艰苦及技术落后等不利条件下,修建了多条代表性公路,为之后大力发展公路交通事业积累了宝贵财富。
(1)川藏公路
川藏公路分南北两线,东起四川成都,西至西藏拉萨,全长2144公里,海拔落差超过5000米,包含了中国几乎所有地质地貌。是中国70多条国道干线中最长的一条,也是世界上最为艰险的公路之一。
川藏公路路线
川藏公路最高点——北线雀儿山垭,海拔5050米,被称为“川藏第一险”,1951年解放军历时半年建成。
川藏公路雀儿山垭
(2)西汉公路
1937年7月建成通车的西汉公路是实现了“蜀道变通途”的第一条公路。
西汉公路
长安大学公路工程专家彭树德教授在秦岭勘察时,偶遇田汉先生,田汉看到他们的工作场景后赠诗一首,希望我们国家的道路建设能有大发展。
彭树德教授等人秦岭勘察留影
3.现代道路
中国现代高等级公路建设起步较晚,但发展迅速,目前中国公路总里程近500万公里,高速公路总里程超14万公里居世界第一。中国进入道路发展高速时期。
(1)中国高速公路网规划
2004年交通部颁布《中国高速公路网规划》,也称“7918规划”。即从北京正阳门出发,7条放射线,11横18纵,形成了中国高速公路网,计划30年完成,由于该规划提前完成2013年改为“71118规划”。
2013年颁布的《中国高速公路网规划》
(2)包茂高速公路
全长3130公里,起于包头,经西安、安康、重庆等主要城市,终于茂名。在陕西终南山以隧道方式穿越秦岭,解决了蜀道难的千年难题。
包茂高速过秦岭路段示意图
(3)特殊公路
由于我国幅员辽阔,地势复杂,部分地区的不良地质地基成为阻碍当地公路建设发展的绊脚石。长安大学充分发挥专业优势,针对几种特殊地质类型,提出了特殊公路的设计、建设及养护方案,为类似工程提供有效帮助,促进我国公路事业更好地发展。
沙漠公路:修筑沙漠公路,如何做到沙漠固化保证路基稳定至关重要。我校提出的采用振动干压实方法和土工格室进行路基的加固,形成了一套沙漠筑路的标准和体系。
冻土公路:冻土是对温度极为敏感的土体。动土的冻融循环使路基路面发生下沉、变形、破裂等病害。长安大学胡长顺教授研究成果“多年冻土青藏公路建设与养护技术”获得国家科技进步一等奖,为解决多年冻土地区道路修筑的世界难题,提出了切实可行法案。
黄土公路:湿陷性是黄土的特点,修筑黄土公路要解决的重点问题是如何排水。有关黄土公路建设和养护的课题我校均有研究,并最终形成了国家标准。
特殊公路模型(馆藏)
二、桥梁展区
自古以来,人们的生活便与桥密不可分,一座座风采各异的桥梁的出现极大地延伸了人类的生活空间。跨越水域的桥梁勾连了两岸的风土人情、高耸的立体交通桥梁激活了城市血脉的流动,兼顾实用性与艺术性的桥梁的施工设计也彰显了人类无与伦比的伟大创造力,桥梁书写了人类对远方的热忱与向往。
交通馆桥梁展区
交通馆桥梁展区
1.中国历史名桥
(1)赵州桥
赵州桥是世界上现存最早、保存最完好的单孔敞肩坦弧石拱桥,世界桥梁发展的里程碑之一。1956年,在文化部领导下,由我校桥梁专家何福照老师主持,完成了对赵州桥的加固。
赵州桥
(2)兰州黄河铁桥
兰州黄河铁桥有“天下黄河第一桥”之称。建于清光绪33年(1907年),1942年改为“中山桥”。1954年兰州市人民政府对桥梁进行了整修,增加了五座弧型钢架拱梁,使铁桥更加坚固、造型优美、气势雄浑。
兰州黄河铁桥
2.中国近现代名桥
(1)南京长江大桥
1969年通车的南京长江大桥,成为“自力更生”精神的一个代名词,是我国第一座自行设计、制造、施工并使用国产钢材的现代化桥梁,该桥荣获首届国家科学技术进步特等奖。
南京长江大桥
南京长江大桥模型(馆藏)
(2)港珠澳大桥
港珠澳大桥全长55公里,是世界最长跨海大桥。大桥由桥、岛、隧三部分组成,核心工程包括一条世界最长约6.7千米的海底沉管隧道,以及用120个巨型钢圆筒修筑的两个人工岛,大桥设计寿命120年,可抗8级地震、16级台风、30万吨撞击、300年一遇的洪水,港珠澳大桥被称为桥梁界的“珠穆朗玛峰”。
港珠澳大桥
港珠澳大桥投影沙盘模型可让参观者直观地了解大桥在设计建造过程中的技术难点和科技创新。
港珠澳大桥投影沙盘模型(馆藏)
3.世界名桥
(1)伦敦塔桥
伦敦塔桥是欧洲古典建筑和现代工艺的完美结合,是伦敦的地标性建筑,其特点是当有较大型船只通过时,采用机械传动的方式将桥面吊装起来,当船只通过后再把桥面放下去,自建成至今塔桥的机械功能一直运转正常。
伦敦塔桥 伦敦塔桥模型(馆藏)
(2)旧金山金门大桥
旧金山金门大桥横跨在美国加利福尼亚州金门海峡之上,于1937年建成。大桥主跨1280米,是人类历史上第一座跨度超千米的大桥,钢桁梁悬索结构,被称为20世纪最美桥梁之一,现为旧金山的地标性建筑。
金门大桥 金门大桥模型(馆藏)
三、隧道展区
“遇水架桥,遇山开洞”,隧道和桥梁一样,是遇到天然的障碍时,人类运用智慧对道路的延伸,也是人类文明不断突破现有界限的表现。传统意义上的隧道是一个埋置于地下的工程建筑物,能有效的改善公路的线形,提高公路等级,缩短公路里程和行车时间。
交通馆隧道展区
1.古代隧道
(1)古巴比伦人行隧道
最早用于交通的隧道,修建于公元前2180~前2160年左右,该隧道长约900米,连接古巴比伦赛米拉米斯时代的王宫和丘比特寺院。
古巴比伦人行隧道
(2)石门隧道
建于公元66年,位于陕西汉中,我国最早用于交通的隧道。采用淬石法挖掘,即点燃稻草加热岩石,岩石在“热胀冷缩”作用下产生裂缝,大块变成小块,反复进行,直到可以人工清运为止。
石门隧道
2.中国著名公路隧道
(1)秦岭终南山隧道
秦岭终南山公路隧道于2007正式通车,隧道全长18.02公里,为亚洲第一长度的双向高速公路隧道。其宽度10.5米,限高5米,设计车速80公里/小时,15分钟即可穿越秦岭,隧道的设计、施工创造了多项记录。
秦岭钟南山隧道
长安大学公路学院谢永利教授研究成果“秦岭终南山公路隧道建设及运营管理关键技术的研究”获得2010国家科技进步一等奖。
(2)厦门翔安海底隧道
2010年通车,全长8.695千米,其中海底部分长6.05千米,跨越海域宽约4200米,由我国自主设计、施工建设的大陆地区第一座海底隧道。
翔安隧道入口
翔安隧道施工现场
3.隧道施工方式
(1)矿山法
隧道开挖后受爆破影响,造成岩体破裂形成松弛状态,随时具有坍落可能。基于松弛荷载理论,其施工方法是按分部顺序采取分割式一段一段的开挖,并且需要边挖边支护以保证施工安全。
矿山法施工
(2)盾构法
目前最先进的隧道挖掘方式,全机械化施工过程。盾构机在地中靠千斤顶在后部加压推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩,防止发生隧道内的坍塌。切削装置开挖土体,通过输送带运出洞外,同时拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种全机械化施工方法。
盾构机内部结构
盾构机模型(馆藏)