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1、千年古橋，歷史奇跡 -趙州橋 趙州橋趙州橋坐落在河北省趙縣洨河上。建于隋代（公元581618年）大業年間（公元605618年），由著名匠師李春設計和建造，距今已有約1400年的歷史，是當今世界上現存最早、保存最完善的古代敞肩石拱橋。1961年被國務院列為第一批全國重點文物保護單位。因趙州橋是重點文物，通車易造成損壞，所以不允許車輛通行。我國古代石拱橋的杰出代表是舉世聞名的河北省趙縣的趙州橋（又稱安濟橋 該橋在隋大業初年（公元605年左 右）為李春所創建，是一座空腹式的圓弧形石拱橋，凈跨37m, 寬9m，拱矢高度7.23m，在拱圈兩肩各設有二個跨度不等的腹 拱，這樣既能減輕橋身自重，節省材料，又2、便于排洪、增加美觀，趙州橋的設計構思和工藝的精巧，不僅在我國古橋是首屈一指，據世界橋梁的考證，像這樣的敞肩拱橋，歐洲到19世紀中期才出現，比我國晚了一千二百多年，趙州橋的雕刻藝術，包括欄板、望柱和鎖口石等，其上獅象龍獸形態逼真，琢工的精致秀麗，不愧為文物寶庫中的藝術珍品，我國 石拱橋的建造技術在明朝時曾流傳到日本等國，促進了與世界各國人民的文化交流并增進了友誼。1991年，美國土木工程師學會將安濟橋選定為第12個“國際歷史土木工程的里程碑”，并在橋北端東側建造了“國際歷史土木工程古跡”銅牌紀念碑。趙州橋，又名安濟橋(宋哲宗賜名，意為“安渡濟民”)，位于河北趙縣洨河上，它是世界上現存最早、保存最3、好的巨大石拱橋。趙州橋是入選世界紀錄協會世界最早的敞肩石拱橋，創造了世界之最。被譽為“華北四寶之一”。橋長50.82米，跨徑37.02米，券高7.23米，兩端寬9.6米，中間略窄，寬9米。因橋兩端肩部各有二個小孔，不是實的，故稱敞肩型，這是世界造橋史的一個創造（沒有小拱的稱為滿肩或實肩型）。橋上有很多的東西，類型眾多，豐富多彩。唐朝的張鷟說，遠望這座橋就像“初月出云，長虹飲澗”。趙州橋建于公元605年距今1407多年，經歷了10次水災，8次戰亂和多次地震，特別是1966年3月8日邢臺發生7.6級地震，趙州橋距離震中只有40多公里，都沒有被破壞，著名橋梁專家茅以升說，先不管橋的內部結構，僅就它能4、夠存在1400多年就說明了一切。1963年的水災大水淹到橋拱的龍嘴處，據當地的老人說，站在橋上都能感覺橋身很大的晃動。據記載，趙州橋自建成至今共修繕9次。1979年5月，由中國科學院自然史組等四個單位組成聯合調查組，對趙州橋的橋基進行了調查，自重為2800噸的趙州橋，而它的根基只是有五層石條砌成高1.55米的橋臺，直接建在自然砂石上。這么淺的橋基簡直令人難以置信，梁思成先生1933年考察時還認為這只是防水流沖刷而用的金剛墻，而不是承納橋券全部荷載的基礎。他在報告中寫道：“為要實測券基，我們在北面券腳下發掘，但在現在河床下約70-80厘米，即發現承在券下平置的石壁。石共五層，共高1.58米，每層5、較上層稍出臺，下面并無堅實的基礎，分明只是防水流沖刷而用的金剛墻，而非承納橋券全部荷載的基礎。因再下30-40厘米便即見水，所以除非大規模的發掘，實無法進達我們據學理推測的大座橋基的位置。”創新的設計理念圓弧拱形式設計趙州橋的拱用于跨度比較小的橋梁比較合適，而大跨度的橋梁選用半圓 形拱，就會使拱頂很高，造成橋高坡陡、車馬行人過橋非常不便。二是施工不利，半圓形拱石砌石用的腳手架就會很高，增加施工的危險性。為此，李春和工匠們一起創造性地采用了圓弧拱形式，使石拱高度大大降低。趙州橋的主孔凈跨度為37.02米，而拱高只有7.23米，拱高和跨度之比為1：5左右，這樣就實現了低橋面和大跨度的雙重目的，橋面6、過渡平穩，車輛行人非常方便，而且還具有用料省、施工方便等優點。當然圓弧形拱對兩端橋基的推力相應增大，需要對橋基的施工提出更高的要求。采用敞肩這是李春對拱肩進行的重大改進，把以往橋梁建筑中采用的實肩拱改為敞肩拱，即在大拱兩端各設兩個小拱，靠近大拱腳的小拱凈跨為38米，另一拱的凈跨為2.8米。這種大拱加小拱的敞肩拱具有優異的技術性能，首先，可以增加泄洪能力，減輕拱可洪水季節由于水量增加而產生的洪水對橋的沖擊力。古代佼河每逢汛期，水勢較大，對橋的泄洪能力是個考驗，四個小拱就可以分擔部分洪流。據計算四個小拱增加過水面積16%左右，大大降低洪水對大橋的影響，提高大橋的安全性。其次，敞肩拱比實肩拱可節省大7、量土石材料，減輕橋身的自重。據計算四個小拱可以節省石料26立方米，減輕自身重量700噸，從而減少橋身對橋臺和橋基的垂直壓力和水平推力，增加橋梁的穩固。第三、增加了造型的優美，四個小拱均衡對稱，大拱與小拱構成一幅完整的圖畫，顯得更加輕巧秀麗，體現建筑和藝術的完整統一。第四、符合結構力學理論，敞肩拱式結構在承載時使橋梁處于有利的狀況，可減少主拱圈的變形，提高了橋梁的承載力和穩定性。單孔中國古代的傳統建筑方法，一般比較長的橋梁往往采用多孔形式，這樣每孔的跨度小、坡度平緩，便于修建。但是多孔橋也有缺點，如橋墩多，既不利于舟船航行，也妨礙洪水宣泄；橋墩長期受水流沖擊、侵蝕，天長日久容易塌毀。因此，李春在8、設計大橋的時候，采取了單孔長跨的形式，河心不立橋墩，使石拱跨徑長達37米之多。這是中國橋梁史上的空前創舉。建筑原理趙州橋橋址選擇比較合理，使橋基穩固牢靠李春根據自己多年豐富的實踐經驗，經過嚴格周密勘查、比較，選擇了洨河兩岸較為平直的地方建橋。這里的地層是由河水沖積而成，地層表面是久經水流沖涮的粗砂層，以下是細石、粗石、細砂和粘土層。根據現代測算，這里的地層每平方厘米能夠承受4.5到6.6公斤的壓力，而趙州橋對地面的壓力為每平方厘米56公斤，能夠滿足大橋的要求。選定橋址后在上面建造地基和橋臺。自建橋到現在，橋基僅下沉了5厘米，說明這里的地層非常適合于建橋。趙州橋的砌置方法新穎、施工修理方便李春就9、地取材，選用附近州縣生產的質地堅硬的青灰色砂石作為建橋石料。在石拱砌置方法上，均采用了縱向（順橋方向）砌置方法，就是整個大橋是由28道各自獨立的拱券沿寬度方向并列組合而成；拱厚皆為1.03米，每券各自獨立、單獨操作，相當靈活。每券砌完全合攏后就成一道獨立拼券砌完一道供券，移動承擔重量的“鷹架”，再砌另一道相鄰拱。這種砌法有很多優點，它既可以節省制作“鷹架”所用的木材，便于移動，同時又利于橋的維修，一道拱券的石塊損壞了，只要嵌入新石，進行局部修整就行了，而不必對整個橋進行調整。三）在保持大橋穩定性方面采取了許多嚴密措施為了加強各道拱券間的橫向聯系，使28道拱組成一個有機整體，連接緊密牢固，李春采10、取了一系列技術措施。l、每一拱券采用了下寬上窄、略有“收分”的方法，使每個拱券向里傾斜，相互擠靠，增強其橫向聯系，以防止拱石向外傾倒；在橋的寬度上也采用了少量“收分”的辦法，就是從橋的兩端到橋頂逐漸收縮寬度，從最寬9.6米收縮到9米，以加強大橋的穩定性。2、在主券上均勻沿橋寬方向設置了5個鐵拉桿，穿過28道拱券，每個拉桿的兩端有半圓形桿頭露在石外，以夾住28道拱券，增強其橫向聯系。在4個小拱上也各有一根鐵拉桿起同樣作用。3、在靠外側的幾道拱石上和兩端小拱上蓋有護拱石一層，以保護拱石；在護拱石的兩側設有勾石6塊，勾住主拱石使其連接牢固。4、為了使相鄰拱石緊緊貼合在一起，在兩側外券相鄰拱石之間都穿11、有起連接作用的“腰鐵”，各道券之間的相鄰石塊也都在拱背穿有“腰鐵”，把拱石連鎖起來。而且每塊拱石的側面都鑿有細密斜紋，以增大摩擦力，加強各券橫向聯系。這些措施的采取使整個大橋連成一個緊密整體，增強了整個大橋的穩定性和可靠性。三絕“券”小于半圓趙州橋中國習慣上把弧形的橋洞、門洞之類的建筑叫做“券”。一般石橋的券，大都是半圓形。但趙州橋跨度很大，從這一頭到那一頭有37.04米。如果把券修成半圓形，那橋洞就要高18.52米。這樣車馬行人過橋，就好比越過一座小山，非常費勁。趙州橋的券是小于半圓的一段弧，這既減低了橋的高度，減少了修橋的石料與人工，又使橋體非常美觀，很像天上的長虹。 “撞”空而不實券的兩12、肩叫“撞”。一般石橋的撞都用石料砌實，但趙州橋的撞沒有砌實，而是在券的兩肩各砌一兩個弧形的小券。這樣橋體增加了四個小券，大約節省了一百八十立方米石料，使橋的重量減輕了大約500噸。而且，當洨河漲水時，一部分水可以從小券往下流，既可以使水流暢通，又減少了洪水對橋的沖擊，保證了橋的安全。洞砌并列式它用二十八道小券并列成9.6米寬的大券。可是用并列式砌，各道窄券的石塊間沒有相互聯系，不如縱列式堅固。為了彌補這個缺點，建造趙州橋時，在各道窄券的石塊之間加了鐵釘，使它們連成了整體。用并列式修造的窄券，即使壞了一個，也不會牽動全局，修補起來容易，而且在修橋時也不影響橋上交通。評價梁思成：“河北趙縣安濟橋可稱為中國工程界一絕”。李約瑟：“在西方圓弧拱橋都被看作是偉大的杰作，而中國的杰出工匠李春，約在610年修筑了可與之輝映，甚至技藝更加超群的拱橋”。橋梁專家福格邁耶（H. Fugl-Meyer）：“羅馬拱橋屬于巨大的磚石結構建筑獨特的中國拱橋是一種薄石殼體中國拱橋建筑，最省材料，是理想的工程作品，滿足了技術和工程雙方面的要求”。榮譽1961年3月4日中國國務院公布為全國第一批重點文物保護單位,所以不能通車；1991年美國土木工程師學會選定為世界第十二處“國際土木工程歷史古跡”，并贈牌紀念；1999年被定為省級愛國主義教育基地。