你不可不知的历史知识《最古老的石拱桥——赵州桥》

隋朝虽然短暂,但是在科学技术方面却有不少卓越的成就。比如保留至今的赵州桥,就在工程设计、建造技巧和建筑艺术上,达到了很高的水平。

河北赵县城南的河上有座雄伟的石桥,叫作赵州桥。这座桥的设计和建造者,是隋朝一个名叫李春的石匠。尽管经历了一千三百多年的风风雨雨和无数次的洪水冲击,赵州桥却依然屹立在河面上,这不能不说是一个伟大的奇迹。据一些研究者介绍,赵州桥不仅是我国,而且也是全世界现存的最古老的一座石拱桥。

隋朝匠师 李春雕像

关于赵州桥的建造者李春,史书上对他并没有什么记载。我们虽然已无从了解他的生平事迹,但是我们可以断定,他既是一位心灵手巧、不畏辛劳的工匠,也是一位才智出众、富有创造精神的建筑大师。他默默地劳动一生,没有人知道他的历史,但他的劳动成果却在我国的建筑史上留下了光辉的一页,为千千万万人所津津乐道。

赵州桥也叫“安济桥”,整个桥身只有一个弧形桥洞。这种弧形桥洞以及门洞之类的建筑,在我国历来被称为“券”。石桥的券,一般都是半圆形,而赵州桥的券却是小于半圆的一段弧,样子十分美观。券的两肩叫作“撞”。一般石桥的“撞”都用石料砌实。赵州桥却与众不同,券的两肩上还有弧形小券。人们把这种形式的桥叫作“空撞券桥”。

赵州桥

原来,这样的设计更符合科学原理。首先,这样的设计节省了大量石料,减轻了桥身重量。科学家曾作过估算,不把“撞”砌实而是在券的两肩砌弧形小券,节省的石料约为180立方米,桥身的重量能减轻500吨左右。其次,这样还可以减轻洪水对桥身的冲击。在洪水季节,河水暴涨,水流量很大,如果把桥的“撞”砌实了,水流不畅,上游的水就会漫上岸来,石桥可能会因为承受不了洪水的冲击而倒塌。4个小券增加了桥洞的过水量,自然大大减轻了洪水对桥身的冲击,保证了石桥的安全。在欧洲,这种“空撞券桥”,直到14世纪才在法国出现,也就是法国泰克河上的赛雷桥。算起来,赛雷桥比赵州桥晚了700多年,却早就被洪水冲毁了。从这个比较中,我们更能看出李春设计的高明与卓越。

赵州桥的设计,除了采用“空撞券桥”这种形式外,还有许多别致而值得称道的地方。例如,赵州桥的桥洞跨度很大,跨径37.02米,在当时可算是世界上最长的跨度。这样大的跨度,按照通常的设计,采用半圆形,券的高度一般是长度的一半。这样算来,桥洞就有18.51米高,车马行人过桥,会像是翻过一座小山一样,吃力而不方便。因此,跨度较大的桥,只好多造几个桥潮,以减低桥的高度。这样做,又会出现另外一个问题,即既费石料又费工时。赵州桥的高度比通常设计的高度低很多,一个桥洞只有7.23米高,克服了高度和消耗大的缺陷,而这主要归功于李春独特的创造。他设计的桥洞不是半圆形,而是小于半圆的弧形,像一张弓。因此,赵州桥的桥面没有陡坡,比较平缓,便于车马上下,路人行走,而且省工省料,实在是一种一举多得、超逸绝伦的设计。

赵州桥设计的别致之处,还在于桥洞的砌法也是一反常规的。桥洞的砌法,常用的是“纵联式”,就像砌墙那样,一层一层往上砌,各层石块相互交错,最后形成的桥洞是一个整体,比较坚固。另一种砌法,叫作“并列式”。这种方式是先并排砌成许多道窄券,最终合成一个整券。由于各道窄券的石块之间没有联系,因此不如纵联式的坚固,一般也就不为人们所采用。然而李春却恰恰选择了后一种。整个赵州桥的宽度约为10米,这么宽的大券,就是由28道小券并列而成的。

李春之所以采用并列式而不用纵联式,是因为他看到了纵联式的缺点,发挥了并列式的长处。纵联式虽然坚固,但是只要有一块石块坏了,修补起来十分困难,就会牵连整个桥洞,以致造成全桥的倒塌。恰恰相反,并列式的桥券,坏了一块石块,只不过是坏了一个窄券,它在整个大券中是微不足道的,根本不会影响全局,而且坏了的石块修补起来也并不困难,修补的时候也不会影响交通。李春正是看到了一般人所没有看到的两种方式的优缺点,所以才大胆地采用了并列式,同时又吸取了纵联式的优点,即在各道窄券的石块之间加了铁钉,把各道窄券栓连在一起,使它们成为整体,从而形成一个既相互独立又紧密联系的独特结构,这种设计方式使赵州桥达到了前所未有的坚固效果。

一千三百多年的漫长岁月,正是这种设计效果的最好体现与检验。

1955年4—6月,因赵州桥是重点文物,通车易造成损坏,赵县在赵州桥侧下游,建造木结构便桥引道,石桥从此禁止车辆通行。

1984年,河北省人民政府决定,以赵州桥为中心建成赵州桥公园,用以保护赵州桥。

1986年,河北省的管理部门在赵州桥旁边按原貌新建了一座拱桥,以满足通行汽车的需要。

1991年,赵州桥被美国土木工程师学会认定为世界第十二处“国际土木工程历史古迹”,并赠送铜牌立碑纪念。这标志着赵州桥已与埃及金字塔、巴拿马运河、法国埃菲尔铁塔等世界著名历史古迹齐名。

1993年,河北省政府决定进行赵州桥污水治理,制定了“污水绕流、建坝蓄清、保护古桥”的治污方案。

1995年3月底,赵州桥污水治理工程完工。

2010年,赵州桥景区被评为国家AAAA级旅游景区。

2014年,“赵州桥馆藏栏板及构件抢救保护修复工程”启动,修复隋二龙交颈栏板、清饕餮栏板等栏板和构件30件。2017年修复工程结束。

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