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【志載冀往】河北著名古建築知多少(八)

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「方誌河北」

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古建築,是燦爛的古代文化藝術中最具獨特魅力的部分,是古文化、古文明的標誌和象徵,它凝聚著古代各階層人民的智慧和才能。

燕趙大地擁有眾多的古建築,如同一座古建築博物館,暢遊其間,您會流連忘返。

今天介紹趙州橋!

趙州橋又稱安濟橋(宋哲宗賜名,意為「安渡濟民」),坐落在河北省趙縣洨河上。建於隋朝大業年間(605—618年),由著名匠師李春設計建造,距今已有1000多年的歷史,是當今世界上現存最早、保存最完善的古代敞肩石拱橋。趙州橋凝聚了古代漢族勞動人民的智慧與結晶,開創了橋樑建造的嶄新局面。

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。

趙州橋橋長50.82米,跨徑37.02米,券高7.23米,兩端寬9.6米,橋的設計完全合乎科學原理,施工技術更是巧妙絕倫。唐朝的張嘉貞說它「製造奇特,人不知其所以為」。這座橋的特點是:

(一)全橋只有一個大拱,長達37.4米,在當時可算是世界上最長的石拱。橋洞不是普通半圓形,而是像一張弓,因而大拱上面的道路沒有陡坡,便於車馬上下。

(二)大拱的兩肩上,各有兩個小拱。這是創造性的設計,不但節約了石料,減輕了橋身的重量,而且在河水暴漲的時候,還可以增加橋洞的過水量,減輕洪水對橋身的衝擊。同時,拱上加拱,橋身也更美觀。

(三)大拱由28道拱圈拼成,就像這麼多同樣形狀的弓合龍在一起,作成了一個弧形的橋洞。每道拱圈都能獨立支撐上面的重量,一道壞了,其他各道不致受到影響。

(四)全橋結構勻稱,和四周景色配合得十分和諧;橋上的石欄石板也雕刻得古樸美觀。唐朝的張鷟說,遠望這座橋就像「初月出雲,長虹引澗」。趙州橋高度的技術水平和不朽的藝術價值,充分顯示出了勞動人民的智慧和力量。趙州橋的設計構思和工藝的精巧,不僅在古橋是首屈一指,據世界橋樑的考證,像這樣的敞肩拱橋,歐洲到19世紀中期才出現,比晚了一千二百多年。

建築原理

(一)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。這裡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,這裡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5—6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台。自建橋到現在,橋基僅下沉了5厘米,說明這裡的地層非常適合於建橋。

(二)趙州橋的砌置方法新穎、施工修理方便。李春就地取材,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,均採用了縱向(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並列組合而成;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,它既可以節省製作「鷹架」所用的木材,便於移動,同時又利於橋的維修,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採取了許多嚴密措施。為了加強各道拱券間的橫向聯繫,使28道拱組成一個有機整體,連接緊密牢固,李春採取了一系列技術措施:

1、每一拱券採用了下寬上窄、略有「收分」的方法,使每個拱券向里傾斜,相互擠靠,增強其橫向聯繫,以防止拱石向外傾倒;在橋的寬度上也採用了少量「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個鐵拉杆,穿過28道拱券,每個拉杆的兩端有半圓形桿頭露在石外,以夾住28道拱券,增強其橫向聯繫。在4個小拱上也各有一根鐵拉杆起同樣作用。

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,加強各券橫向聯繫。這些措施的採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。

外觀結構

根基

1979年5月,由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1.56米的橋台,直接建在自然砂石上。

這麼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牆,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70-81厘米,即發現承在券下平置的石壁。石共五層,共高1.58米,每層較上—層稍出台,下面並無堅實的基礎,分明只是防水流沖刷而用的金剛牆,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,實無法到達我們據學理推測的大座橋基的位置。」

拱形

趙州橋的拱用於跨度比較小的橋樑比較合適,而大跨度的橋樑選用半圓形拱,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採用了圓弧拱形式,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。

敞肩

這是李春對拱肩進行的重大改進,把以往橋樑建築中採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3.8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於水量增加而產生的洪水對橋的衝擊力。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麵積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,從而減少橋身對橋台和橋基的垂直壓力和水平推力,增加橋樑的穩固。

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,體現建築和藝術的完整統一。

第四、符合結構力學理論,敞肩拱式結構在承載時使橋樑處於有利的狀況,可減少主拱圈的變形,提高了橋樑的承載力和穩定性。

單孔

古代的傳統建築方法,一般比較長的橋樑往往採用多孔形式,這樣每孔的跨度小、坡度平緩,便於修建。但是多孔橋也有缺點,如橋墩多,既不利於舟船航行,也妨礙洪水宣洩;橋墩長期受水流衝擊、侵蝕,天長日久容易塌毀。因此,李春在設計大橋的時候,採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。這是橋樑史上的空前創舉。

建築評價

梁思成:「河北趙縣安濟橋……可稱為工程界一絕」。

李約瑟:「在西方圓弧拱橋都被看作是偉大的傑作,而的傑出工匠李春,約在610年修築了可與之輝映,甚至技藝更加超群的拱橋」。

橋樑專家福格·邁耶(H. Fugl-Meyer):「羅馬拱橋屬於巨大的磚石結構建築……獨特的拱橋是一種薄石殼體……拱橋建築,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」。

水龍吟 蕭公弼生朝

李庭,元

喜逢天上天人,一尊共醉梅花底。朝元已了,讀書未遍,復來人世。憩鶴台邊,景龍門外,十年遊戲。自歸來,卻過趙州橋上,閱橋下,東流水。盡道翱翔物外,解牛刀、刃游餘地。誰知別有,香山遠韻、謫仙豪氣。應笑蹉跎,半生書劍,今猶如此。待西風,拂口貂裘塵土,進黃公履。

上聯:水從碧玉環中去;

下聯:人在蒼龍背上行。

傳說趙州橋上的仙跡,主要指傳說中張果老倒騎毛驢在橋上走留下的驢蹄子印;柴王爺推車過橋軋下的車道溝印和膝蓋跪下的膝蓋印;魯班為救自己用綿羊(傳說魯班會點石術)做的石橋躍身跳入河中,用手力頂石橋的手掌印,但最後還是教他點石術的師傅往水裡扔了一塊玉佩救了他。《小放牛》里所歌唱的就是這一段生動的傳說。



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