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趙州橋 中國工程界一絕
2015-03-25 
    

    若說起世界上最有名的河流,估計(jì)眾多人會(huì)思考半天,但提起最有名的橋,估計(jì)不少人會(huì)脫口而出:“趙州橋!”

    的確,橫跨在一條不為人所熟悉的河流上的趙州橋,已經(jīng)因?yàn)樾W(xué)語文教材中的一篇課文,深入國人心中,成為一處人人向往的神奇景觀。

    □文/本報(bào)記者 牛珍濤 圖/本報(bào)記者 郄磊

   

    一座舉世聞名的石拱橋

    還是先列出趙州橋所獲得的幾個(gè)榮譽(yù)來說明它的神奇吧:1961年,趙州橋同趙縣的另一座著名的圓弧拱橋永通橋(小石橋)以及四川的瀘定橋同列第一批全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位,成為中國重點(diǎn)保護(hù)的三座古橋;1991年美國土木工程師學(xué)會(huì)將趙州橋定為國際土木工程歷史古跡(迄今為止,我國境內(nèi)僅有趙州橋和萬里長城入選);1996年國家文物局向聯(lián)合國教育科學(xué)文化組織提交趙州橋申遺報(bào)告,提名理由為“趙州橋首創(chuàng)敞肩圓弧拱橋,在世界橋梁建筑史上占據(jù)重要的地位”,現(xiàn)已列入聯(lián)合國教育科學(xué)文化組織世界文化遺產(chǎn)候選名錄第95號。

    鼎鼎大名的趙州橋,在宋代被宋哲宗取“安渡濟(jì)民”之意,賜名為安濟(jì)橋,又因橋體用條石砌就,故當(dāng)?shù)厝怂追Q其為大石橋。

    趙州橋初建于隋開皇十五年至大業(yè)元年間(公元595-605年),至今已有1400多年的歷史。故而,稱它為全世界現(xiàn)存修建時(shí)間最早、保存最好的石拱橋,毫不為過。那么這座古橋,究竟是誰來設(shè)計(jì)建造的呢?民歌中傳唱的“魯班修”,只是百姓們的臆測而已。唐玄宗開元年間中書令張嘉貞所作《趙州橋銘》,解開了這個(gè)謎團(tuán):“趙州交(洨)河橋,隋匠李春之跡也。制造奇特,人不知其所以為。”在關(guān)于趙州橋歷史的最古老記錄中,李春的名字明確出現(xiàn),后經(jīng)專家們嚴(yán)格論證,確定他為趙州橋——這座偉大古建的設(shè)計(jì)者和建造者。

    李春的人性化思維

    想來,李春必有著同喬布斯一樣的才氣和執(zhí)著:諸事力求人性化。

    第一,保證實(shí)用性和持久性。他沒有遵循前人采用多孔形式建長橋的舊法,因?yàn)檫@樣雖然便于修建,卻因橋墩多,既不利于舟船行駛,也妨礙泄洪,且橋墩長期受水流侵蝕也容易塌毀。因此,李春在設(shè)計(jì)大橋的時(shí)候,采取了單孔長跨的形式,河心不立橋墩,使總長50.82米的長橋,主孔凈跨度達(dá)37.02米之多,這是中國乃至世界橋梁史上的空前創(chuàng)舉!

    第二,方便人過車行以及施工。為了降低大橋的坡度,李春創(chuàng)造性地采用了圓弧拱形式,化“高拱”為“坦拱”使石拱高度大大降低, 兼顧了水陸交通。他選擇了洨河兩岸較為平直的地方建橋,如此長橋,拱高只有7.23米,拱高和跨度之比為1:5左右,這樣就實(shí)現(xiàn)了低橋面和大跨度的雙重目的,橋面過渡平穩(wěn),不僅大大節(jié)省了石料,并且使施工更加安全和方便,此外,九米寬的橋面分為了車行道和人行道,頗顯人性化。

    第三,“石”盡其用,并為維修方便埋下伏筆。在石拱砌置方法上,李春采用了縱向(順橋方向)砌置方法,整個(gè)大橋是由28道各自獨(dú)立的拱券沿寬度方向并列組合而成;每券各自獨(dú)立,完全合攏后就成一道獨(dú)立拱券,然后移動(dòng)承擔(dān)重量的“鷹架”,再砌另一道相鄰拱。這樣,既可以節(jié)省制作“鷹架”所用的木材,便于移動(dòng),同時(shí)又利于橋的維修,一道拱券的石塊損壞了,只要嵌入新石,進(jìn)行局部修整就行了,而不必對整個(gè)橋進(jìn)行調(diào)整。此外,為了使28道拱組成一個(gè)有機(jī)整體,連接緊密牢固,李春更是采取了一系列技術(shù)措施。如每一拱券采用了下寬上窄、略有“收分”的方法,使每個(gè)拱券向里傾斜,相互擠靠,以防止拱石向外傾倒;在橋的寬度上也采用了少量“收分”的施工法,從橋的兩端的9.6米逐漸收縮為橋頂?shù)?米,以加強(qiáng)橋的穩(wěn)定性;在主券上均勻沿橋?qū)挿较蛟O(shè)置了5個(gè)鐵拉桿夾住28道拱券,增強(qiáng)其橫向聯(lián)系;在相鄰拱石之間穿起“腰鐵”,把拱石連鎖起來,再在每塊拱石的側(cè)面鑿上細(xì)密斜紋,增大摩擦力;在護(hù)拱石的兩側(cè)設(shè)有勾石6塊,勾住主拱石使其連接牢固。種種技法,把塊塊石頭連成一個(gè)緊密整體,增強(qiáng)了整個(gè)大橋的穩(wěn)定性和可靠性,令人嘆為觀止。

    第四,在簡單化、輕量化中美化。李春把舊制中采用的實(shí)肩拱增加了四個(gè)小拱,這就改為了敞肩拱,一來,大大增加了泄洪能力,減輕洪水對橋身的沖擊力,二來節(jié)省了大量石材,減輕自重。據(jù)計(jì)算四個(gè)小拱共減輕橋自重700噸,從而減少橋身對橋臺(tái)和橋基的垂直壓力和水平推力,增加橋梁的穩(wěn)固;三,增加了造型的優(yōu)美。四小拱均衡對稱,大拱與小拱構(gòu)成一幅完整的圖畫,顯得更加輕巧秀麗,體現(xiàn)建筑和藝術(shù)的完整統(tǒng)一。四,符合結(jié)構(gòu)力學(xué)理論,敞肩拱式結(jié)構(gòu)在承載時(shí)使橋梁處于有利的狀況,可減少主拱券的變形,提高了橋梁的承載力和穩(wěn)定性。

    一直被模仿,從來沒被超越

    種種巧思,成就了世界建筑史上的一座里程碑。在歐洲,直到1883年,法國在亞哥河上修建的安頓尼特鐵路石拱橋和盧森堡建造的大石橋,才揭開歐洲建造大跨度敞肩拱橋的序幕,而這些橋梁,比起趙州橋,已經(jīng)晚了近1300年!了解趙州橋的西方橋梁專家普遍認(rèn)為,趙州橋的敞肩拱建筑,堪稱現(xiàn)代許多鋼筋混凝土橋梁的祖先,開了一代橋風(fēng)。

    種種巧思,也保證了重達(dá)2800噸的趙州橋在1400多年的歷史中,經(jīng)歷了10次大洪水,8次戰(zhàn)亂、多次地震以及難以計(jì)數(shù)的人行車駛,仍巍然挺立。1963年的洪災(zāi),大水淹到橋拱的水獸處,它沒有受到大影響;1966年邢臺(tái)大地震,震中距其僅有40多公里,趙州橋仍安然無恙。我國著名橋梁專家茅以升總結(jié)說,先不管橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu),僅就它能夠存在1400多年就說明了一切。

    據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì),趙州橋自建成至今共修繕9次,在歷史歲月中破損的建橋原料經(jīng)過整理收集,大多數(shù)存放在趙州橋景區(qū)內(nèi)的博物館陳列。

    其實(shí),在趙縣西側(cè)的清水河上,還有一座古橋,被稱為趙州橋的姊妹橋,這座橋同樣是全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位,它就是被稱為“小石橋”的永通橋。永通橋,建于唐代永泰年間,因?yàn)橹槐融w州橋晚建了160余年,所以,在建造風(fēng)格上,完全模仿了趙州橋的形制,其規(guī)模卻小了很多,全長僅為32米,寬為6.3米。因?yàn)橛劳蛞步?jīng)過了歷代重修,故而橋身以及欄板上的雕刻圖案,保留了各個(gè)時(shí)期的風(fēng)格,現(xiàn)存的橋欄板上,以及各小券的撞券石上,均有精美浮雕,畫面選材廣泛,有花草、游魚、神獸等,刻工精美,在當(dāng)?shù)厮赜?ldquo;大石橋上看功勞,小石橋上觀花草”的說法。

   

   

   
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