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出版者:中国建筑工业出版社

作者:中国科技咨询服务中心等

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页数:0

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价格:32.0

装帧:平装

isbn号码:9787112028764

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《桥梁结构：历史、创新与未来展望》 引言 桥梁，作为人类文明的伟大创造，不仅是连接两岸、跨越险阻的物理通道，更是承载历史、凝聚智慧、展望未来的重要象征。从原始的木桩和石块搭建，到如今横跨海峡、耸入云端的宏伟工程，桥梁结构的发展史，就是一部不断挑战自然、突破技术、追求卓越的史诗。《桥梁结构：历史、创新与未来展望》一书，正是以宏大的视角，深入浅出地梳理了这一波澜壮阔的历程。本书并非对某一特定桥梁类型的技术细节进行详尽阐述，而是旨在为读者勾勒出桥梁结构发展的宏观脉络，探讨其背后蕴含的科学原理、设计哲学以及对人类社会产生的深远影响。 第一章：史前与古代的智慧结晶——简单的跨越与初步的结构 在文字记录尚不发达的年代，人类便开始了对“跨越”的探索。最原始的桥梁或许源于自然形成的倒塌木材或堆积的石块。然而，很快，人类便学会了主动利用材料，通过砍伐树木、堆叠石块，甚至利用藤蔓和夯土，建造出最初的桥梁。这一阶段的桥梁，结构简单，形式多样，但都体现了人类早期对力学原理的朴素认知和对环境的巧妙适应。拱券的雏形，如天然岩石的拱洞，或许启发了后来的石拱桥；简单的梁式结构，则为后来的木桥和石梁桥奠定了基础。 史前时期的跨越： 探索早期人类如何利用自然材料进行简单的跨越，例如利用倒塌的树干、天然形成的石桥等。 古代文明的实践： 审视古埃及、古希腊、古罗马等文明在桥梁建设方面的早期成就。例如，古罗马人在水利工程和军事运输中大量修建石拱桥，其严谨的结构和耐久性至今令人惊叹。介绍这些早期桥梁的选址、材料选择、基本结构形式（如梁式、简单的拱式）及其在当时社会发展中的作用。 材料与技术的局限： 分析史前和古代桥梁在材料（天然石材、木材、泥土）、施工技术（人力、简单工具）等方面的局限性，以及这些局限如何影响了桥梁的跨度和形态。 第二章：中世纪与文艺复兴的演进——精巧的工艺与结构的成熟 随着社会的发展和工艺的进步，桥梁建造进入了一个新的阶段。中世纪的欧洲，虽然社会动荡，但一些重要的交通干线和宗教中心催生了更坚固、更具艺术性的桥梁。石拱桥依然是主流，但工匠们对拱券的理解更加深刻，建造技术也更加精湛，出现了许多跨度更大、造型更优美的石拱桥。同时，一些早期的木桥也开始采用更复杂的结构，如桁架结构的前身。 文艺复兴时期，科学与艺术的结合进一步推动了桥梁设计的发展。达芬奇等伟大科学家和艺术家，不仅在绘画和雕塑领域成就卓著，也对工程学，包括桥梁结构，进行了深入的思考和研究。他们通过几何学和力学原理，对桥梁的受力分析有了更深入的认识，为后来的结构理论奠定了基础。这一时期，对桥梁的审美要求也逐渐提高，桥梁开始不仅仅是功能性的建筑，更是城市景观的重要组成部分。 石拱桥的辉煌： 详细探讨中世纪石拱桥的发展，包括其结构原理、建造方法（如脚手架的使用、拱顶砌筑技术）以及代表性作品（如意大利的比萨斜塔旁的桥梁、英国的潘尼石桥等）。 木桥的创新： 介绍中世纪木桥的进步，例如使用更复杂的连接方式，以及一些早期桁架结构的萌芽。 文艺复兴的启迪： 分析文艺复兴时期科学家和艺术家对桥梁结构的研究，例如达芬奇对拱券和桁架的草图研究，以及由此带来的对结构力学的初步探索。 审美意识的觉醒： 探讨桥梁设计中开始融入的艺术和美学元素，桥梁作为城市地标的意义逐渐凸显。 第三章：工业革命的巨变——钢铁的崛起与新结构的诞生 工业革命是桥梁结构发展史上一个划时代的里程碑。蒸汽机的发明和冶金技术的进步，使得大规模生产钢铁成为可能。钢铁材料的强度高、韧性好，彻底改变了桥梁设计的可能性。 蒸汽机的驱动： 探讨蒸汽机在提升生产力、促进交通运输发展中的作用，以及由此带来的对更长、更坚固桥梁的需求。 钢铁时代的曙光： 详细介绍炼钢技术的突破，如贝塞麦法、西门子-马丁法等，以及这些技术如何使得铸铁和熟铁桥梁逐渐被更坚固的钢材取代。 桁架桥的成熟： 深入分析桁架桥的结构原理，以及其在工业革命时期的广泛应用。介绍不同类型的桁架结构（如沃伦桁架、普拉特桁架、鲍林桁架等）及其特点，以及如何利用三角形的稳定性实现大跨度。 悬索桥的复兴与发展： 讲述悬索桥在工业革命时期如何从简单的索桥演进为使用钢索和钢塔的现代悬索桥，例如使用钢缆代替麻绳，并逐渐实现更长的跨度。 连续梁桥的诞生： 介绍连续梁桥的结构特点，以及其在解决桥墩限制和提高整体刚度方面的优势。 代表性工程： 分析如伊萨姆巴德·布鲁内尔设计的“大东方号”船厂的起重机桥、托马斯·埃尔弗德·吉布森设计的圣路易斯大拱桥等标志性工程，它们不仅展现了新材料的威力，也标志着桥梁设计进入了新的纪元。 第四章：20世纪的挑战与创新——材料、技术与设计的飞跃 20世纪是桥梁结构飞速发展的黄金时期。混凝土材料的广泛应用，特别是预应力混凝土的出现，以及焊接技术的进步，为桥梁设计提供了前所未有的灵活性和可能性。 混凝土的时代： 介绍钢筋混凝土和预应力混凝土的发展及其在桥梁结构中的广泛应用。预应力混凝土如何通过施加预压应力来提高构件的抗裂性和承载能力，从而实现更长的跨度。 焊接技术的革新： 探讨焊接技术如何取代铆接，使得钢结构桥梁的连接更牢固、更高效，也为复杂结构的建造提供了便利。 斜拉桥的兴起： 详细介绍斜拉桥的结构原理，以及其在解决大跨度问题和提升视觉美感方面的优势。分析不同形式的斜拉桥（如扇形、竖琴形）及其特点。 箱梁桥的普及： 介绍箱梁桥（特别是钢箱梁和混凝土箱梁）的优点，如其优秀的抗扭刚度和整体性，以及其在高速公路和城市轨道交通建设中的广泛应用。 大型化与复杂化： 阐述20世纪涌现的众多世界级桥梁工程，如跨海大桥、高架桥、复杂地形下的桥梁等，分析其设计中的挑战和创新的解决方案。例如，金门大桥、博斯普鲁斯大桥、青马大桥等。 对环境和美学的考量： 探讨20世纪桥梁设计中开始融入的对环境影响和建筑美学的重视，桥梁逐渐成为人与自然和谐共处的载体。 第五章：21世纪的探索与展望——智能化、绿色化与可持续发展 进入21世纪，桥梁结构的发展更加注重智能化、绿色化和可持续性。随着科技的进步，新的材料、新的技术和新的理念不断涌现，为桥梁的未来勾勒出无限可能。 智能材料与结构： 探索新型智能材料（如形状记忆合金、自修复混凝土）在桥梁建设中的应用前景，以及如何利用传感器和物联网技术实现桥梁的健康监测、智能诊断和主动维护。 可持续发展的理念： 强调桥梁建设中的绿色环保理念，包括使用环保材料、优化施工工艺以减少能耗和排放，以及提升桥梁的耐久性和可维护性，延长其使用寿命。 超长跨度与特殊结构： 展望未来在超长跨度桥梁（如万米级大跨度悬索桥、斜拉桥）的建造可能性，以及在复杂地理条件（如深海、高原、地震带）下设计的挑战与解决方案。 人本设计与城市融合： 探讨桥梁作为城市基础设施，如何更好地与城市景观、公共空间和人们的生活需求相融合，创造更具吸引力和人性化的桥梁空间。 数字化与模拟技术： 介绍三维建模、BIM（建筑信息模型）、数值模拟等先进技术在桥梁设计、施工和运维中的应用，如何提高设计效率、降低风险、优化性能。 应对全球性挑战： 思考桥梁结构如何为应对气候变化、自然灾害等全球性挑战贡献力量，例如建设更具韧性的抗震、抗风、抗洪桥梁。 结论 《桥梁结构：历史、创新与未来展望》一书，通过对桥梁结构发展历程的回顾与梳理，展示了人类智慧的结晶和工程技术的伟大进步。从古代简单的跨越到现代宏伟的工程，桥梁始终是人类文明发展的重要见证者和推动者。未来，随着科技的不断创新和可持续发展理念的深入人心，桥梁结构必将迎来更加辉煌的篇章，继续扮演连接、沟通、促进人类社会进步的关键角色。本书旨在激发读者对桥梁工程的兴趣，理解其背后蕴含的深厚科学原理与人文关怀，共同展望桥梁结构更加美好的未来。

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我花了很大精力去研究其中关于“荷载组合与安全系数确定”的那几章，发现它完全采用了传统的基于分项系数的极限状态设计法。这无可厚非，毕竟这是全球范围内的主流设计语言。但令人遗憾的是，对于基于性能的（Performance-Based）设计理念，也就是直接考虑结构在特定荷载作用下能够达到的性能目标（如正常使用极限状态、破坏极限状态等）的概率性评估方法，这本书几乎没有涉及。这种转变是现代土木工程领域一个重大的范式转移，它要求工程师从“确保不倒塌”向“确保在特定地震下仍可使用”转变。书中对可靠度分析的介绍也停留在了非常基础的层面，缺乏对贝叶斯方法在修正初始模型中的应用探讨。对于追求前沿理论的读者而言，阅读这本书就像是学习如何驾驶一辆经典老车，它能让你安全到达目的地，但你错过了体验最新款自动驾驶系统的乐趣与高效。

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这本书的语言风格，怎么说呢，非常“严谨”，可以说是到了刻板的地步。每一句话都像是从某个标准规范里直接摘录出来的，逻辑上无懈可击，但读起来实在缺乏人情味和生动性。我更喜欢那种能将复杂的工程问题用生动的比喻或历史故事串联起来的叙述方式，这样不仅能帮助理解，还能让人在漫长的阅读过程中保持兴奋感。这本书里，你找不到任何关于项目管理中的“灰色地带”，没有对设计决策背后的人为因素、成本控制的权衡取舍的讨论，完全沉浸在一个理想化的、纯粹的力学世界里。这使得它更像是一份技术手册，而不是一本可以引发深度思考的专业书籍。我尝试去寻找一些作者个人在重大项目中所犯的错误和学到的教训，那些充满血泪的经验总结，结果一无所获。工程的伟大往往体现在克服现实的种种限制，而这本书似乎刻意回避了这些“不完美”的部分，这让它在构建完整的工程师画像方面显得有所欠缺。

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这本书的装帧确实没得说，平装本拿在手里有种恰到好处的厚重感，纸张的质感也挺不错的，阅读体验上分是加的。不过，说实话，我对内容本身的期待是更高的。我原以为会深入探讨一些前沿的结构设计理念，比如基于仿生学的创新桥梁形态，或者关于超高强度材料在极端环境下的应用案例分析。翻开目录，看到的更多是传统的设计规范复述和一些基础的力学原理回顾，这对于一个已经有些经验的工程师来说，信息增量实在是不够大。当然，对于初学者或者需要快速回顾基础知识的读者来说，这本《桥梁结构篇》的系统性整理还是值得肯定的。它就像一本详尽的教科书，条理清晰，公式推导严谨。但当我寻找那些能够激发灵感、带来“啊哈！”时刻的突破性见解时，总感觉隔着一层纱，缺少了那么点直击灵魂的洞察力。比如，书中对地震作用下的非线性分析介绍得较为保守，对于现代有限元模型中应力集中和疲劳损伤的复杂耦合模拟，只是点到为止，没有给出太多实际的工程案例来佐证其复杂性。期待未来能有更深入、更具挑战性的内容加入，真正能够推动行业思考的深度。

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从结构力学的角度来看，本书对材料性能的介绍略显陈旧。我们现在已经进入了后20世纪材料科学爆炸性发展的时代，新型复合材料、自修复混凝土、甚至于形状记忆合金在主动控制系统中的应用都日益成熟。然而，这本书的重点似乎还停留在对钢筋混凝土和普通钢材的标准应用上。例如，对于预应力钢束的张拉控制流程描述得非常细致，这无疑是重要的，但对于如何利用智能传感器实时监测预应力损失的最新技术，却鲜有提及。这让这本书的“时效性”打了折扣。在谈论桥梁的耐久性时，它更多地依赖于传统的防腐涂层和维护周期预测模型，而对于基于大数据分析的预测性维护（PdM）系统在桥梁健康监测中的应用前景，完全没有涉及。一本结构工程的书，如果不能紧跟材料和监测技术的最新进展，那它提供的知识就只能停留在“如何建造”的层面，而无法触及“如何智慧地运营和优化”的未来方向。

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这本书在图示和案例的选取上，也暴露出明显的地域性倾向。我理解编写者可能基于自己熟悉的工程背景进行阐述，但一本面向更广泛读者的“结构篇”，理应提供更多具有国际代表性的工程实例。例如，在讨论大跨度斜拉桥的抗风稳定性时，书中引用的案例大多是国内或区域内较为成熟的项目。对于那些在台风高发区采用空气动力学优化设计的悬索桥，或者在冻土地区采用特殊基础处理的桥梁，缺乏必要的对比分析。这使得读者在面对全球化设计挑战时，难以将书中的理论与不同地理、气候、地质条件下的实际工程经验进行有效联结。如果能加入更多国际知名桥梁的设计难点解析，并附上详尽的控制性指标和解决方案，这本书的价值将大大提升。目前来看，它更像是一本优秀的区域性参考资料，而非一本具有全球视野的结构设计圣经。

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