千年古桥----赵州桥
赵州桥又叫安济桥,坐落在在石家庄东南约四十多公里赵县城南2.6公里处。因桥体全部用石料建成,俗称“大石桥”。建于隋代(公元581-618年)大业年间(公元605-618年),由著名匠师李春设计和建造,距今已有约1400年的历史。是当今世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱桥。被誉为“北方四大胜迹” 之一。1961年被国务院列为第一批全国重点文物保护单位。他独特的建筑方式是世界桥梁建筑史上一个承前启后的创造。 1991年,美国土木工程师学会将安济桥选定为第12个“国际历史土木工程的里程碑”,并在桥北端东侧建造了“国际历史土木工程古迹”铜牌纪念碑。
赵州桥是一座空腹式的单孔圆弧石拱桥,石拱的跨度为37.7米,桥面宽10米,桥全长64.4米。桥的全身是由上万块方体青石垒砌而成,相邻石块的缝隙就连一张薄纸也难以插入。“敞肩拱”的设计别具匠心,桥身两肩上各砌两个小石拱,当遇到洪水时,用来减轻洪水对桥身的冲击,赢得了“奇巧固护,甲于天下”的美誉。唐朝的张鷟说,远望这座桥就像“初月出云,长虹饮涧”。像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。
其特点主要表现在:
圆弧拱形式设计
赵州桥的拱用于跨度比较小的桥梁比较合适,而大跨度的桥梁选用半圆 形拱,就会使拱顶很高,造成桥高坡陡、车马行人过桥非常不便。二是施工不利,半圆形拱石砌石用的脚手架就会很高,增加施工的危险性。为此,李春和工匠们一起创造性地采用了圆弧拱形式,使石拱高度大大降低。赵州桥的主孔净跨度为37.02米,而拱高只有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,桥面过渡平稳,车辆行人非常方便,而且还具有用料省、施工方便等优点。当然圆弧形拱对两端桥基的推力相应增大,需要对桥基的施工提出更高的要求。
拱,靠近大拱脚的小拱净跨为3.8米,另一拱的净跨为2.8米。这种大拱加小拱的敞肩拱具有优异的技术性能,首先,可以增加泄洪能力,减轻拱可洪水季节由于水量增加而产生的洪水对桥的冲击力。古代佼河每逢汛期,水势较大,对桥的泄洪能力是个考验,四个小拱就可以分担部分洪流。据计算四个小拱增加过水面积16%左右,大大降低洪水对大桥的影响,提高大桥的安全性。
采用敞肩
这是李春对拱肩进行的重大改进,把以往桥梁建筑中采用的实肩拱改为敞肩拱,即在大拱两端各设两个小拱,靠近大拱脚的小拱净跨为3.8米,另一拱的净跨为2.8米。这种大拱加小拱的敞肩拱具有优异的技术性能,首先,可以增加泄洪能力,减轻拱可洪水季节由于水量增加而产生的洪水对桥的冲击力。古代佼河每逢汛期,水势较大,对桥的泄洪能力是个考验,四个小拱就可以分担部分洪流。据计算四个小拱增加过水面积16%左右,大大降低洪水对大桥的影响,提高大桥的安全性。
其次,敞肩拱比实肩拱可节省大量土石材料,减轻桥身的自重。据计算四个小拱可以节省石料26立方米,减轻自身重量700吨,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。第三、增加了造型的优美,四个小拱均衡对称,大拱与小拱构成一幅完整的图画,显得更加轻巧秀丽,体现建筑和艺术的完整统一。第四、符合结构力学理论,敞肩拱式结构在承载时使桥梁处于有利的状况,可减少主拱圈的变形,提高了桥梁的承载力和稳定性。
单孔
中国古代的传统建筑方法,一般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。但是多孔桥也有缺点,如桥墩多,既不利于舟船航行,也妨碍洪水宣泄;桥墩长期受水流冲击、侵蚀,天长日久容易塌毁。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。这是中国桥梁史上的空前创举。
在桥梁的建筑商,赵州桥还有另外的“三绝”。
其一是,“券”小于半圆。中国习惯上把弧形的桥洞、门洞之类的建筑叫做“券”。一般石桥的券,大都是半圆形。但赵州桥跨度很大,从这一头到那一头有37.7米。如果把券修成半圆形,那桥洞就要高18.52米。这样车马行人过桥,就好比越过一座小山,非常费劲。赵州桥的券是小于半圆的一段弧,这既减低了桥的高度,减少了修桥的石料与人工,又使桥体非常美观,很像天上的长虹。
第二是,“撞”空而不实。券的两肩叫“撞”。一般石桥的撞都用石料砌实,但赵州桥的撞没有砌实,而是在券的两肩各砌一两个弧形的小券。这样桥体增加了四个小券,大约节省了一百八十立方米石料,使桥的重量减轻了大约500吨。而且,当洨河涨水时,一部分水可以从小券往下流,既可以使水流畅通,又减少了洪水对桥的冲击,保证了桥的安全。
第三是,洞砌并列式。它用二十八道小券并列成9.6米宽的大券。可是用并列式砌,各道窄券的石块间没有相互联系,不如纵列式坚固。为了弥补这个缺点,建造赵州桥时,在各道窄券的石块之间加了铁钉,使它们连成了整体。用并列式修造的窄券,即使坏了一个,
也不会牵动全局,修补起来容易,而且在修桥时也不影响桥上交通。
经过一千多年的建筑实践, 充分证明了赵州桥桥型设计的合理性和大跨径石拱桥的可能性, 它作为世界桥梁建筑史上一个承前启后的创造, 得到国内外专家、学者的称颂。我国著名桥梁专家茅以升指出 “ 中国石拱桥的出现, 虽早于隋代, 但赵州桥具有创新特点和重大技术成就。而一千多年来的使用实践证明,赵州桥传统, 不但为中外石拱桥普遍继承, 也为现代钢筋混凝土拱桥所广泛应用, 并出现了各种新的发展。”英国科学技术史专家李约瑟感慨:“在西方圆弧拱桥都被看作是伟大的杰作,而中国的杰出工匠李春,约在610年修筑了可与之辉映,甚至技艺更加超群的拱桥”。美国建筑专家伊丽莎白· 莫斯克在其《桥梁建筑艺术》一书中称 “ 赵州大石桥 结构如此合乎逻辑和美丽, 使大部分西方古桥, 在对照之下显得笨重和不明确” 。
同样,整座大桥在观赏方面更是一件精湛的艺术珍品,具有不朽的价值。千余年来, 为我中华民族赢得了荣誉, 为河北锦绣河山增添了异彩。桥的主拱顶上雕有龙头型龙门石一块,八瓣莲花的仰天石点缀于桥侧。桥两边的拦板和望柱上,更雕刻着各种蛟龙、兽面、竹节、花饰。蟠龙汪洋戏水,苍龙飞欲腾空。无不形神俱备,栩栩如生。其刀法苍劲古朴,风格豪放雄健,显示出隋代浑厚严整、矫健俊逸的石雕风貌,绝对是隋唐石雕艺术的精华。同时这些雕像, 也寄寓着古代劳动人民对大桥不受灾害破坏, 长存永安的美好愿望。
而今赵州桥虽然历经千年苍桑,却依然以其秀丽的奇观和美丽的传说,屹立在燕赵大地之上,给燕赵大地增添了一道亮丽的风景,吸引了众多中外游客来一睹其千年风姿。千年沧桑,阅尽人间冷暖,朝代更迭。千年的洗礼,山河间又多添一份古朴,卷写着世道的不公。
参考文献:
[1] 黄梦平.中国赵州桥 [M] .上海:科学技术出版社, 1981-11
[2] 李田生.中国赵州桥志 [M] .河北:河北科学技术出版社,1994-07
[3] 冀路史. 漫话赵州大石桥[J]. 公路, 1983-12-01 (12) [2011-6-11].
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容