Question

16．閱讀《洛陽橋》回答 問題．
    洛陽橋被譽(yù)為“福建橋梁狀元”的洛陽橋坐落于福建泉州洛陽江上．又名“萬安橋”，如圖1所示．
    洛陽橋始建于北宋1053年，工程歷時(shí)七年．橋原長 1200多米，寬約5米，有橋墩46座，扶欄500個(gè)，石獅28個(gè)，石亭7座，石塔9座，規(guī)模宏大，是中國古代著名的梁式石橋．橋由當(dāng)時(shí)的郡守蔡襄主持興建．洛陽橋的橋址位于江海匯合處，水深流急，建造橋基十分困難，橋基隨時(shí)可能陷落坍塌、甚至被沖入海．洛陽橋的建橋工程，規(guī)模巨大，結(jié)構(gòu)工藝技術(shù)高超，影響深遠(yuǎn)．像近代橋梁的“筏形基礎(chǔ)”，在國外尚不足百年；“浮運(yùn)架梁法”今日還很通行；“種蠣固基法”將生物學(xué)應(yīng)用于橋梁工程，堪稱絕妙．關(guān)鍵性的工程分為如下幾個(gè)階段：首先在江中沿橋址中線，向江中拋填石料，形成一條橫跨過江的矮石堤．石堤寬約 25 米，而長度達(dá)500余米． 然后，匠師們利用洛陽江里盛產(chǎn)牡蠣這一自然條件，在矮石堤上散置蠣房．由于牡蠣繁殖力強(qiáng)，石堤里外間隙，成片成叢、密集繁生，兩三年時(shí)間，就將原本松散的石堤膠結(jié)成一牢固整體．同時(shí)，石堤經(jīng)受浪潮往復(fù)沖擊，逐漸密實(shí)，底層石料嵌入流沙，使整條石堤變 得格外穩(wěn)固．這樣筑成的橋墩底盤，用作橋基，即現(xiàn)代橋梁工程中的所謂“筏形基礎(chǔ)”，既增大了基礎(chǔ)的面積，又增強(qiáng)了基礎(chǔ)的整體性，能有效防止不均勻沉降． 在“筏形基礎(chǔ)”上，再用巨型條石，齒牙交錯(cuò)，互相疊壓，逐層壘砌，筑成橋墩，墩的上下游兩頭，俱作尖形，以分水勢(shì)．墩基間亦置大量牡蠣膠粘，潮汐來去，不能沖動(dòng)．兩墩間凈孔，約在一丈五六尺．沿岸開采的石梁，預(yù)先放在浮排上，等到兩鄰近橋墩完成后，即趁漲潮之時(shí)，駛?cè)雰蓸蚨臻g，待潮退，浮排下降，石梁即可落在石墩上，全橋石梁300余條，每條約二三十噸重，皆“激浪漲舟，浮運(yùn)架梁”而成．
    洛陽橋的建成，為我國石橋建筑提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)．歷經(jīng)地震、颶風(fēng)、水患和戰(zhàn)爭(zhēng)，洛陽橋經(jīng)受了幾百年的考驗(yàn)，依然屹立，堪稱我國古代橋梁史上的偉大創(chuàng)舉． 請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）經(jīng)勘測(cè)發(fā)現(xiàn)某地塊承載能力比較薄弱，如果要在該地塊建筑一座高塔，容易發(fā)生局部沉降或坍塌．為了避免發(fā)生局部沉降和坍塌問題，請(qǐng)你借鑒洛陽橋成功建橋的經(jīng)驗(yàn)，提出一個(gè)解決方案，并寫出你的理由．

（2）如圖2所示為洛陽橋船型橋墩的示意圖，水流在橋墩前一分為二，沿柱面兩側(cè)向后流動(dòng)．
①請(qǐng)寫出洛陽橋橋墩被設(shè)計(jì)成船型的優(yōu)點(diǎn)；
②請(qǐng)你展開想象，就洛陽橋船型橋墩的設(shè)計(jì)理念，舉例說明還可應(yīng)用在哪些方面．

Answer 1

分析 （1）減小壓強(qiáng)的方法：在壓力一定時(shí)，增大受力面積來減小壓強(qiáng)．在受力面積一定時(shí)，減小壓力來減小壓強(qiáng)；
（2）船型橋墩利用減小阻力，從而減小水流的沖刷．

解答 答：（1）可以借鑒洛陽橋的筏形基礎(chǔ)，用鋼筋將所有獨(dú)立基礎(chǔ)連接起來，并澆注水泥，使所有基礎(chǔ)形成一個(gè)整體，使整個(gè)建筑物的荷載承受在一塊整板上，使用筏形基礎(chǔ)增大了受力面積S，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可知，在同等受力情況下，可以減小壓強(qiáng)，另一方面，由鋼筋水泥筑成的基礎(chǔ)，也能增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性，能有效避免不均勻沉降；
（2）①洛陽橋橋墩被設(shè)計(jì)成船型有助于減小橋墩上游水面受到的水流的沖擊作用，還能大大降低橋墩對(duì)水流的阻力，從而減小水流對(duì)橋墩的沖刷．
②飛機(jī)、潛艇、高鐵的牽引機(jī)等，都做成流線型來減小阻力．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了減小壓強(qiáng)的方法及其應(yīng)用，這是一道綜題目，也是考試中的�？碱}型，學(xué)生在作答時(shí)，只要認(rèn)真閱讀材料，結(jié)合題目中的要求，即可作答．