设计中的妥协

至于“梁”的腹部对于“梁”的抗弯强度贡献很小，在结构力学史上，还有一个很有趣的例子。1901年，瑞士桥梁工程师罗伯特·马亚尔（Robert Maillart）发现他在因河上建造的佐兹桥有轻微的扭曲，在三角形桥身腹部中间还产生了裂缝（图1）。一般的工程师一定会被它（扭曲和裂缝）吓坏，下次设计一定要加强三角形桥身腹部，以免发生同样的“错误”。罗伯特·马亚尔却不这么认为，而是采用逆向思维，既然桥梁没有因这些裂缝而倒塌，那么那些产生裂缝的区域就不再承受荷载，它们也一定是多余的。因而当罗伯特·马亚尔在1905年设计塔瓦纳薩桥时，就去掉了多余的（容易开裂的）桥身腹部部分，从而创造了一种特殊和崭新的（空腹桥身）桥梁结构（图2）。并在以后又设计了很多类似结构的桥梁（图3，图4）。

图1

图2

图3

图4

罗伯特·马亚尔设计的塔瓦纳薩桥和中国隋代著名匠师李春于公元595年～605年设计建造的赵州桥有异曲同工之处，李春还把“没有用”的三角形桥身腹部留出来作为泻洪孔（图5）。

图5

1991年9月，赵州桥被美国土木工程师学会选定为第十二个“国际土木工程里程碑”，并在桥北端东侧建造了“国际土木工程历史古迹”铜牌纪念碑（图6）。

图6