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李春营建赵州桥

古老的赵州桥,像一条美丽的彩虹横卧在赵州(今河北赵县)城南洨河之上。唐朝文人赞美它如同“初云出月,长虹饮涧”。它结构坚固,雄伟壮观,历经1400多年的风霜,依然屹立不倒,可以称得上是我国桥梁建筑史的奇迹。

赵州桥,又名安济桥,也叫大石拱桥,是我国现存最早的大型石拱桥,也是世界上现存最古老的跨度最长的敞肩圆弧拱桥。它全长50.83米,宽9米,主孔净跨度为37.02米。赵州桥全部用石块建成,共用石块1000多块,每块的重量达1吨,整个桥梁自重约为2800吨。大桥自建成到现在,期间经历了10次水灾、8次战乱和多次地震,承受了无数次人畜车辆的重压,都没有被破坏,让人不能不佩服其施工的精巧和科学。

赵州桥建于隋代开皇中期(581~600年),是由隋代著名的桥梁工匠李春设计和主持建造的。隋时的赵县是南北交通的必经之路,由此北上可到重镇涿郡(今河北涿州市),南下可抵东都洛阳,交通十分繁忙。可是这一要道却被洨河所阻断,严重影响了南北交通。到了洪水季节,甚至不能通行。在洨河上建造一座大型石桥成为人们的迫切需要,朝廷授命李春负责大桥的设计和施工。

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隋唐灞桥考古

隋唐灞桥是多孔石拱桥,桥长约400余米,它始建于隋文帝开皇二年(582年)七月,建造时间应该比赵州桥还要早20多年。《唐书》等史料记载当时“天下巨梁十有一”,而“天下石柱梁四,洛三灞一。洛则天津、永济、中桥,灞则灞桥”。石柱桥三座建在洛水上,一座建在灞水上,就是现在的灞桥遗址。大桥由国家部门主持修建,并设置专门机构进行管理。不仅有水部郎中官员,专管造桥、修渠等设施的建造和管理,而且还有津令、典正、录事等专门负责。现存的桥墩用大石条逐层砌筑,船形造型,南北两端均凿刻成尖角状,用来分水劈波、缓冲水势。每两个桥墩之间形成5米多的跨度,上面用石砌拱券相接,从桥墩底部到拱券顶部高度约为6米左右。

赵州桥桥石雕刻

李春是隋代的无数普通工匠中一位杰出代表,身份的普通使他在史书中没有记载,有关他的文字记载仅见于唐代中书令张嘉贞为赵州桥所写的“铭文”中:“赵郡洨河石桥,隋匠李春之迹也,制造奇特,人不知其所为。”

李春率领工匠来到赵县,对洨河及两岸地质等情况进行了实地的综合考察,在认真总结了前人建桥经验的基础上,提出了独具匠心的设计方案。然后再按照设计方案组织施工,出色地完成了赵州桥的建造。

赵州桥不仅设计独特,而且建造技术也非常出色,在我国桥梁技术史上有许多创新和贡献,表现在以下几个方面:

(1)采用坦拱式结构,改变了我国早期拱桥半圆形拱的传统。赵州桥的主孔净跨度为37.02米,而拱高只有7.23米,矢跨比(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。这种结构不仅使桥面平坦,易于车马通行,而且还有节省用料和施工方便的优点。

(2)开敞肩之先河。李春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。其中一小拱净跨为3.8米,另一拱净跨为2.8米。这种设计的好处有三:一是可节省材料,二是减少桥身自重,三是能增加桥下河水的泄流量。这种大拱加小拱的敞肩拱设计不仅增加了造型的优美,而且符合结构力学理论,提高了桥梁的承载力和稳定性。

(3)单孔设计。建造比较长的桥梁,我国古代一般采用多孔形式。李春采取了单孔长跨的形式,河心不设立桥墩,石拱跨径长达37米之多。这在我国桥梁史上是一项空前的创举。

(4)合理选择桥基址,设计了独具特色的桥台。李春选择洨河两岸较为平直的地方建桥,地层都是由河水冲积而成,表面是粗砂层,以下是细石、粗石、细砂和黏土层。基址特别牢固。赵州桥的桥台的特点是低拱脚、短桥台、浅桥基。李春在桥台边打入许多木桩,目的是为了减少桥台的垂直位移(即由大桥主体的垂直压力造成的下沉);采用延伸桥台后座的办法,目的是为了减少桥台的水平移动(即由大桥主体的水平推力造成的桥台后移)。另外,为了保护桥台和桥基,李春还在沿河一侧设置了一道金刚墙。这种设计不仅可以防止水流的冲蚀作用,而且使金刚墙和桥基以及桥台连成一体,增加了桥台的稳定性。

赵州桥的敞肩圆弧拱形式是我国劳动人民的一个伟大创造,西方直到14世纪才出现敞肩圆弧石拱桥,比我国晚了600多年。赵州桥建筑结构奇特,融科学性和民族特色为一体,是我国古代建筑的精品。1991年,赵州桥被美国土木工程师学会选定为世界第12处“国际土木工程历史古迹”。

赵州桥