趙州橋又名“安濟(jì)橋”,是我國(guó)現(xiàn)存最早的大型石拱橋,也是世界上現(xiàn)存最古老的跨度最長(zhǎng)的敞肩圓弧拱橋。
全長(zhǎng)50.83米,寬9米,主孔凈跨度37.02米。
趙州橋自隋代開皇中期建造,到現(xiàn)在為止已經(jīng)經(jīng)歷了10次大規(guī)模水災(zāi),經(jīng)歷8次戰(zhàn)亂已經(jīng)無(wú)數(shù)次地震,就更不要提車輛和人畜的踩踏了,讓人不得不驚嘆趙州橋施工的精巧和科學(xué)。
趙州橋建造共用了1000多塊平均重量為1噸的石塊,自重不是它能保留到現(xiàn)代的最大原因,我們不得不了解一下趙州橋建造之初的時(shí)代故事。
在隋朝,趙縣的名字是“趙州”,是古時(shí)候南北交通的必經(jīng)之地,北至如今的河北省涿州,南至東都洛陽(yáng)。然而這樣重要的交通樞紐,卻被洨河隔斷。尤其是到了降雨季節(jié),洪水頻發(fā),嚴(yán)重影響南北通行。
因?yàn)橐呀?jīng)嚴(yán)重到了影響生計(jì),所以當(dāng)時(shí)的朝廷大官李春臨危受命,負(fù)責(zé)趙州橋的設(shè)計(jì)和施工。
可能我們以為李春應(yīng)該是隋朝最杰出的工匠了,然而現(xiàn)實(shí)情況是李春只是當(dāng)時(shí)無(wú)數(shù)普通工匠中的一位代表而已,他的身份普通到史書中甚至沒(méi)有記載。唯一關(guān)于李春的文字是唐朝所寫的趙州橋銘文里的一句:
“趙郡洨河石橋,隋匠李春之跡也,制造奇特,人不知其所為也。”
要不是因?yàn)檫@句銘文,我們都不知道趙州橋到底是誰(shuí)建的。
就是這樣一名普通的工匠,設(shè)計(jì)出了精美絕倫又完美符合科學(xué)的趙州橋。趙州橋?qū)τ谥袊?guó)橋梁史,體現(xiàn)了很多創(chuàng)新和貢獻(xiàn)。
例如趙州橋改變了我國(guó)古代造橋半圓拱形的傳統(tǒng),采用了新潮的坦拱式結(jié)構(gòu)。所以你會(huì)發(fā)現(xiàn)在趙州橋之前,我國(guó)的橋都是又高又圓的造型。
而趙州橋,把橋面變得更加平坦,垂直度更低了。趙州橋主孔凈跨度37.02米,而拱高只有7.23米,拱高和跨度比為1:5。這樣實(shí)現(xiàn)了低橋面和大跨度的雙重功效,更利于馬車通行,而且還節(jié)約了用料降低了成本,讓施工更便捷。
趙州橋也開啟了敞肩橋梁的先河。所謂敞肩就是在大拱的兩端,設(shè)計(jì)小拱。其中一小拱跨度3.8米,另一拱2.8米。
這種設(shè)計(jì)為趙州橋帶來(lái)了三個(gè)優(yōu)勢(shì)。
第一:節(jié)約了材料;
第二:減少橋身自重;
第三:增加了泄流量。
這種設(shè)計(jì)為趙州橋提供了美觀不說(shuō),還符合結(jié)構(gòu)力學(xué)理論,提高了橋梁的承載力和穩(wěn)定性。
另外一點(diǎn)是,在古時(shí)候我們建造較長(zhǎng)的橋梁時(shí),往往采用多孔設(shè)計(jì)。
而李春大膽采用了單孔設(shè)計(jì),來(lái)連接這么長(zhǎng)的河面。在河心不立橋墩,所以石拱的跨徑達(dá)到了37米之多!這是我國(guó)橋梁建造史上的一項(xiàng)空前壯舉。
趙州橋1400年屹立不倒,還有一個(gè)很大的原因是因?yàn)闃蛄旱鼗浅:侠怼@畲哼x擇了洨河兩岸最平直的地方建橋,這里的地層是河水沖積而成,表面是粗砂層,下面是細(xì)石、粗石、細(xì)砂和黏土層。
李春為了減少橋臺(tái)的垂直移位,在橋臺(tái)邊打入許多木樁;為了減少橋臺(tái)的水平移動(dòng),又延伸了橋臺(tái)的后座;為了保護(hù)橋臺(tái)和橋基,還在沿河一側(cè)設(shè)立了一道金剛墻。這是為了防止水流對(duì)橋基產(chǎn)生侵蝕,金剛墻和橋臺(tái)連成一體,增加了橋臺(tái)的穩(wěn)定性。
建造于公元605-618年的趙州橋,是華夏民族的偉大工程。直到800年后,西方國(guó)家才出現(xiàn)了第一座圓弧石拱橋。1991年,趙州橋還被美國(guó)土木工程師協(xié)會(huì)選定為世界第12處“國(guó)際土木工程歷史古跡”。