趙州橋又名安濟(jì)橋,位于河北趙縣城南2.5公里處,南北飛架于洨河之上。趙縣古稱趙州,故世人多稱“趙州橋”、“趙州大石橋”。趙州橋建于隋代開皇至大業(yè)年間(595-605年)。據(jù)唐代中書令張嘉貞《石橋銘序》記載:“趙郡洨河石橋隋匠李春之跡也”,距今已有1400年的歷史。1933年,著名建筑學(xué)家梁思成率領(lǐng)中國營(yíng)造學(xué)社的專業(yè)人員,對(duì)趙州橋做詳細(xì)的調(diào)查和測(cè)繪,鑒定其為隋代李春所造,為世界上最早敞肩型石拱橋。 趙州橋不僅是中國而且是世界上現(xiàn)存最早保存最好、科學(xué)技術(shù)水平極高、藝術(shù)形象極美的大型石拱橋。在國際建筑史上占有十分重要的地位,對(duì)世界上后來的橋梁建筑產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響,尤其是“敞肩圓弧拱”的成功運(yùn)用,實(shí)為世界橋梁史上之首創(chuàng)。 1961年國務(wù)院公布趙州橋(安濟(jì)橋)為全國第一批重點(diǎn)文物保護(hù)單位。1991年美國土木工程師學(xué)會(huì),選定其為第12處“國際土木工程歷史古跡”。趙州橋?yàn)榇笮酮?dú)跨弧形敞肩石拱橋,全長(zhǎng)64.4米,拱腳處寬9.6米,拱頂寬9米,高8.65米(拱腳以上),主體由28道拱券縱向并列砌筑而成,跨徑37.02米。主拱兩端靠近橋堍的兩個(gè)小拱跨徑3.81米,近橋中央的兩個(gè)小拱跨徑2.85米。 趙州橋的建筑結(jié)構(gòu)奇巧,具有高度的科學(xué)性,它改變了以前的“半圓拱”慣例,采用了“圓弧拱”,這是拱橋發(fā)展的一個(gè)飛躍。所謂“圓弧”,是利用小于半圓的弧段作為拱橋的承重結(jié)構(gòu),在相同跨度的情況下,可以較“半圓拱”大幅度地降低橋梁高度,使橋面更趨平坦。趙州橋?yàn)楣糯皥A弧拱”大跨度之首,且中間無墩臺(tái),橋上行車過人,橋下航船競(jìng)舸,相當(dāng)便利,而且還節(jié)省了建橋石料,增大了泄洪功能。 趙州橋“敞肩圓弧拱”的巧妙應(yīng)用,獲得了一系列良好的綜合性效果。 第一,拱肩敞開減輕了橋身自重,既節(jié)省了材料,又能減輕橋基負(fù)擔(dān),同時(shí)也利于下部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。從計(jì)算中得知,趙州橋因此面比實(shí)肩拱節(jié)約石料15.3%,重約700噸,由于橋身自重的減輕,從而大大減少了對(duì)橋臺(tái)和地基的垂直壓力和水平推力,可以使橋臺(tái)造得更加輕巧。 第二,“敞肩拱”的設(shè)計(jì)符合結(jié)構(gòu)力學(xué)的科學(xué)原理。據(jù)驗(yàn)算,趙州橋由于在主拱肩上設(shè)了四個(gè)小拱,使拱軸線(即拱圈的中心線)和恒載壓力線甚為接近,造成拱圈各個(gè)橫截面上均受壓力和受到很小的拉力。科學(xué)地利用小拱對(duì)大拱的“被動(dòng)壓力”,增強(qiáng)了大橋的穩(wěn)固性能。 第三,“敞肩拱”可以輔助渲泄洪水(安濟(jì)橋四小拱大約可增加過水面積16.5%),從而減輕水流沖擊對(duì)大橋的平推力。正如唐張嘉貞所謂“兩涯嵌四穴,蓋以殺怒水之蕩突,雖懷山而固護(hù)焉”。 橋梁采用“縱向并列砌筑法”。這種砌法可以使每一道拱券自成體系,便于逐次施工,日后修復(fù)也比較容易。同時(shí),為了使拱圈能夠加強(qiáng)橫向間的聯(lián)絡(luò),采用了九道鐵拉桿橫穿拱背(主拱背上五道,四小拱上各一道)的做法,還在相鄰的拱石之間均以雙銀錠形腰鐵橫向、縱向相卡,又在護(hù)拱石、長(zhǎng)條勾石的砌筑及采用兩側(cè)逐漸收分,共同形成橋體牢固的橫向聯(lián)結(jié),使整座橋梁渾然一體。 如此巨大的石拱橋,其基礎(chǔ)到底有多大?這曾是一個(gè)千古不解之謎。歷代傳說橋體是“圓”的,下面挖不到底。故清代有詩云:“誰擲瑤環(huán)不記年,半沉河底半高懸”。就是現(xiàn)代工程界的一些人士都猜測(cè)橋臺(tái)必然是既深且大的后座型,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)也應(yīng)是很復(fù)雜的,很可能有柱基等等。然而通過1979年的機(jī)械鉆探和人工坑探表明:橋下并沒有埋置半圓,并且基礎(chǔ)也不是人們所想象的那樣又深又大,而是低拱腳、淺基礎(chǔ)、短橋臺(tái)?;晌鍖优攀瘔境删匦?,每層排石厚度不一,自下而上依次遞薄,總厚度僅1.57米,南北長(zhǎng)度約5米左右,大大出乎了世人的意料。橋的地基部分也并未作任何加固處理,為第四紀(jì)沖積層(即亞粘土層),地層穩(wěn)定,土質(zhì)均勻,是良好的天然地基。但能在如此簡(jiǎn)單的地基上營(yíng)造這樣巨大的坦拱石橋,這在中外建橋史上實(shí)屬罕見,并且歷千年余且下沉甚微,完全說明了中國古代建橋匠師在技術(shù)上對(duì)水文、地質(zhì)、結(jié)構(gòu)力學(xué)已經(jīng)能夠綜合掌握,熟練運(yùn)用。 趙州橋結(jié)構(gòu)奇巧,具有高度的科學(xué)性,而且造型藝術(shù)也十分優(yōu)美。它那宏大的跨度、坦緩的曲弧和敞肩的布局,給人以雄偉壯觀、巨身空靈、輪廓清晰、勻稱秀逸、曲線美麗的直觀效果。由遠(yuǎn)而望,猶如“蒼龍飛架”,又似“初月出云”,即若“長(zhǎng)虹騰空”,又如“玉環(huán)半沉”,是建筑的技術(shù)與藝術(shù)巧妙結(jié)合的杰出典范。故宋代文人墨客贊曰:“駕石飛梁盡一虹,蒼龍?bào)@蟄背磨空”;元代劉百熙也留下“水從碧玉環(huán)中過,人在蒼龍背上行”等佳句。美國建筑學(xué)家伊麗莎白?莫斯克在其《橋梁建筑藝術(shù)》一書中,稱趙州橋“結(jié)構(gòu)如此合乎邏輯和美麗,使大部分西方古橋在對(duì)照之下顯得笨重和不明確。” 趙州橋巧天工,造型優(yōu)美,它的建成標(biāo)志著中國造橋技術(shù)達(dá)到了一個(gè)高新水平,是橋梁建筑發(fā)展的里程碑,其影響是極其深遠(yuǎn)和巨大的。 |
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