传承

赵州桥是怎样建成的?

见道网 2020年10月30日
  • 从桥基到桥体,赵州桥无一不是中国桥梁史甚至世界桥梁史上的奇迹。在迄今的1400多年里、在历经多次洪水地震后,仍能保存完整,再次宣告赵州桥的技艺超群

在河北赵县流传着这样一个美丽的传说:相传鲁班在赵州(现在的赵县)洨河上一夜架起了一座桥,轰动周围的州衙府县,也引来了张果老和柴王爷。张果老倒骑毛驴,带着装有太阳、月亮的褡裢,柴王爷推着载有“五岳名山”的小车,刚一上桥,桥被压得摇晃起来。鲁班急忙跳到桥下,举起右手托住了桥身。由于鲁班用力过大,大桥东拱圈下便留下了他的手印;桥上也因此留下了驴蹄印、车道沟、柴王爷跌倒时留下的一个膝印和张果老斗笠掉在桥上时打出的圆坑。

当然这只是人们编造的一个神话故事,以纪念古代的能工巧匠,也为赵州桥披上了一层神秘的外衣。事实上,赵州桥建于隋朝,其真正设计建造者也并非鲁班,而是隋朝工匠李春。隋朝初期,赵县作为南北交通的要道,却被城外的洨河所阻断,洪水季节更是无法通行。为此,隋大业元年(公元605年)决定修建一座大型石桥以结束长期以来交通不便的状况,并任命李春负责设计和大桥的施工。

李春率领其他工匠首先对洨河及两岸地质等情况进行了周密的勘察,并选择在两岸较为平直的砂石上用5层石条砌成高1.56米的桥台作为桥基。这是1979年中国科学院自然史组等四个单位组成的联合调查组调查的结果。这个结果不仅震惊了调查小组,事实上早在1933年,梁思成先生也并不相信这个结果,甚至在调查报告中写道:“在券脚下的河床下约70~81厘米发现了承在券下平置的石壁。石共五层,共高1.58米,每层较上层稍出台,下面并无坚实的基础,分明只是防水流冲刷而用的金刚墙,而非承纳桥券全部荷载的基础。因再下30~40厘米便即见水,所以除非大规模的发掘,实无法到达我们据学理推测的大座桥基的位置。”

但赵州桥确是在这样的桥基上建立起来的。而桥体的建材也是李春就地选用附近州县生产的质地坚硬的青灰色砂石,顺桥的方向纵向砌置,共筑有28道1.03米厚的拱券。为加强拱券间的横向联系,李春将拱券按照上宽下窄、略有“收分”的方法进行设计,就是从桥的两端到桥顶逐渐收缩宽度,从最宽9.6米收缩到9米,以加强大桥的稳定性。

此外,为增加拱券的横向联系,李春在主券上均匀沿桥宽方向设置了5个铁拉杆,穿过28道拱券,每个拉杆的两端有半圆形杆头露在石外,以夹住28道拱券。拱石之间也穿有腰铁,使拱石之间紧紧贴合,拱券之间相互依靠,大大增强了桥的稳定性和可靠性。这些措施的采取使整个大桥连成一个紧密整体,增强了整个大桥的稳定性和可靠性。为使桥体更加牢固,李春还在桥体外部利用护拱石和勾石保护拱石。

按之前的经验看,大跨度的桥梁一般选用半圆形拱,但其拱顶高,不但车马行人过桥不便,而且增加了施工的危险性。为此,李春和工匠们创造性地采用了圆弧拱形式,将主孔净跨度设为37.02米,拱高只有7.23米,拱高和跨度之比为1:5左右,这样就实现了低桥面和大跨度的双重目的,而且还具有用料省、施工方便等优点。

不仅如此,李春还对拱肩进行了重大改进,把以往桥梁建筑中的实肩拱改为敞肩拱,即在大拱两端各设两个小拱。这种大拱加小拱的敞肩拱不仅可以增加泄洪能力,减轻洪水对桥的冲击力。据计算,四个小拱增加过水面积16%左右。还节省了大量土石材料,减轻桥身的自重,从而减少桥身对桥台和桥基的垂直压力和水平推力,增加桥梁的稳固。

赵州桥的单孔设计也是中国桥梁史上的空前创举。在中国古代的传统建筑方法中,比较长的桥梁往往采用多孔形式,这样每孔的跨度小、坡度平缓,便于修建。但是多孔桥的桥墩多,既不利于舟船航行,也妨碍洪水宣泄。因此,李春在设计大桥的时候,采取了单孔长跨的形式,河心不立桥墩,使石拱跨径长达37米之多。

这一系列的设计共同构成了赵州桥不朽的艺术价值,其巧妙的构思和精的巧工艺,不仅在中国古桥是首屈一指,即便在世界桥梁史上也具有领先意义。在建成至今的1400多年的时间里,即便经历了10次水灾,8次战乱和多次地震,特别是1966年3月8日邢台发生7.6级地震,赵州桥距离震中只有40多公里,赵州桥仍没有被破坏。“先不管桥的内部结构,仅就它能够存在1400多年就说明了一切。”著名桥梁专家茅以升说道。(转载请注明见道网www.seetao.com)见道网战略栏目编辑/王旭芳


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