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赵州桥  

2009-11-09 10:53:37|  分类: 人生历程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 赵州桥,又名安济桥,坐落在石家庄东南45公里赵县城南的洨河之上,因桥体全部用石料建成,当地俗称大石桥。建于隋代开皇至大业年间(595年~605年),由匠师李春建造。赵州桥结构新奇,造型美观,古人说它"制造奇特,人不知其所以为"。桥全长64.4米,宽9.6米,跨度37.02米,是一座由28道相对独立的拱券组成的单孔弧形大桥。赵州桥最大的科学贡献就是它"敞肩拱"的创举。在大拱两肩,砌了四个并列小孔,既增大流水通道,减轻桥身重量,节省石料,又增强了桥身稳定性。这就有力地保证了赵州桥在1400年的历史中,经受住了多次洪水冲击,8次大地震摇撼,以及车辆重压,仍挺立在洨河之上。

  关于赵州桥的建造,有很多美丽的传说。昔日洨河水泛滥,百姓只靠木船摆渡。木匠祖师鲁班一夜之间把羊群化成石头建起大桥。张果老和柴王爷一同来试桥。张果老倒骑毛驴,驴背褡裢里装着日、月;柴王爷推小车,运载着五岳名山。行于桥中心,将桥压得摇摇欲坠。鲁班见势不妙,纵身跳入水中,用手将桥托住,石桥安然无恙。至今桥上面还留下了清晰的驴蹄印、车道沟和膝盖印;桥底保留着鲁班的手印。正如民歌《小放牛》所唱的:"赵州石桥鲁班爷修,玉石栏杆圣人留;张果老骑驴桥上走,柴王爷推车轧了一道沟"。

  赵州桥只用单孔石拱跨越洨河,由于没有桥墩,既增加了排水功能,又方便舟船往来,石拱的跨度为37.7米,连南北桥堍(桥两头靠近平地处),总共长50.82米。采取这样巨型跨度,在当时是一个空前的创举。石拱跨度很大,但拱矢(石拱两脚连线至拱顶的高度)只有7.23米。拱矢和跨度的比例大约是1比5。可见桥高比拱弧的半径要小得多,整个桥身只是圆弧的一段。这样的拱,叫做“坦拱”。坦拱降低了桥的坡度,方便往来的车马行人。而更为高超绝伦的是,在大石拱的两肩上各砌两个小石拱,从而改变了过去大拱圈上用沙石料填充的传统建筑型式,创造出世界上第一个“敞肩拱”,的新式桥型。这是一个了不起的科学发明,其优越性在于:第一、减轻桥体的重量,节省填腹的材料。经计算,四个小石拱留下的空洞,可以减少填料180立方米,合700多吨。这不但省工省料,还减轻桥身净重的15.3%,从而降低了石桥对两岸地基的压力,相应增加了桥梁的安全系数11.4%,延长了桥梁使用的期限。另外,充分利用小拱对大拱所产生的“被动压力”,从而大大增强了桥梁的稳定性。第二、四个小拱留下的四个空洞,增加排水面积16.5%,在洪汛季节。桥下过水面积增大、减轻了洪水对桥身的冲击。第三、大拱之上加两对小拱,均衡、对称,给人一种轻盈的美感。这个精巧的造型,使得赵州桥更加壮丽多姿。

  再其次,赵州桥的施工方案极为科学巧妙。砌筑拱洞有两种砌筑法,一是横向联式砌筑法,另一是纵向并列式砌筑法。横向联式砌筑的拱洞是一个整体,比较结实,但这种砌筑法要搭大木架,而且必须整个拱洞竣工才能拆除本架,施工期较长。纵向并列砌筑法是把整个大桥沿宽度方向用28道独立拱券并列组合起来。每道拱券单独砌筑,合龙后自成一体。这样砌完一道拱后,移动承受拱券重量的木架,再砌相邻的一道拱,一道一道地砌筑。这种砌筑法优点是,既节省搭木架的材料,又便于移动木架分别施工,并且以后容易维修。因为每道拱券都能独立承受重压,28个拱券拼成一个大拱券,如果某一道拱券损坏了,可以部分施工维修,不影响整个桥身安全。但是,纵向并列砌筑法,并列的拱券之间缺乏联系,整体结构并不结实。李春建造赵州桥的时候,所以大胆采用纵向并列砌筑法是由于他充分考虑到洨河水文情况和施工进度的矛盾。在当时的生产水平条件下,建造这座大石桥不可能短期竣工。而洨河冬枯夏涨,如果采取横向联式砌筑法,工程进行到一半,遇上洪水,木架和已砌成的部分就要被冲毁,可是采取纵向并列砌筑法即使遇上洪水,也不会太受影响,李春为了克服纵向并联砌筑法整体结为不结实的缺点,先用9条两端带帽头的铁梁横贯拱背,串连住28道拱券,加强横向联系,再对两块毗邻的拱石,用双银锭形的腰铁卡住,然后在桥的两侧各有长1.8米,外头向下延伸五厘米的钩石六块,勾住主拱券,拱券外还有护拱石,这样,整个桥身结合在一起。另外,利用拱脚比拱顶宽0.6米的少量“收分”来防止拱券倾斜。经过1350多年的考验,证明这种施工方案是极其科学,极有成效的。

  赵州桥的故事非常感人可是桥身上为什么会凿上这些痕迹呢?据现代桥梁专家罗英先生按照工程原理推测,这些痕迹是行车指标和工程指标。由于赵州桥是采取纵向并列砌筑法修建的,两边如行重车,桥就容易损伤。桥面厂的驴蹄印都在东侧1/3的位置。这就是说,重载过桥如果太靠边,石拱券容易变型外倾发生危险,应当走中间。桥腹上的手掌印应当是一种工程指标,表示万一桥发生裂痕,可在手掌印处暂时支撑,以免立刻坍圮,可以从容维修。

  总之,赵州桥处处都体现着中国古代工匠们的聪明才智。象赵州桥这样古老的大型敞肩石拱桥。在世界上相当长的时间里是独一无二的。在欧洲,公元14世纪时,法国泰克河上才出现类似的敝肩形的赛雷桥,比赵州桥晚了700多年,而且早在1809年这座桥就毁坏了。隋代著名石匠李春的重人贡献在世界桥梁建筑史上永放光辉。

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