Question

河北赵州桥为什么是神秘的？

Answer 1

赵州桥横跨于河北赵县城南5里的洨河上，又名安济桥，因赵县古称赵州，故因地得名日赵州桥，当地俗称大石桥。

赵州桥由著名匠师李春、李通等主持设计，始建于隋开皇十五年（595），历10年之久，于大业元年（605）竣工。桥为单孔、弧形。南北向，全长50.82米，宽9.6米，由28道独立的石拱纵向并列砌筑，净跨37.37米。这座雄伟秀逸的古石桥，干余年来栉风沐雨，巍然屹立于河之上，期间除桥面经常更换及桥栏迭有维修外，其他各部位都未大修过。特别是经有关桥梁专家的实地考察和彻底检验，证实其28道石拱除西边的5道于明末倒塌以及东边的3道于清代塌落外，余者皆为隋朝原物，而桥台与桥基亦是隋朝原物，这在中外桥梁史上都是罕见的。那么古桥千年不坠，奥秘何在？

奥秘之一是选址适当。洨河是发源于太行山的一条山区径流性河道，有7～8米的水位落差。由山西至河北，渲泻千里的汶水流势已渐趋平稳，从上游挟带的泥沙，在冀中平原逐渐淤积，到赵县境内。这匹横冲直撞的野马已被驯服，河道稳定、河床顺直，淤积仅略大于冲刷。素有“四通之域”的古赵州是华北的交通要塞，石桥之址原是汶河的水陆运输码头，被加固的河岸，十分有利于河床的保护，遂使建筑在轻亚粘土上的桥台基础历千年洪水冲刷、地震的袭击而稳如磐石。

奥秘之二是坦形拱的创造应用。赵州是隋朝南北交通要邑、物资集散地，但汶河每逢夏秋之际，却“大雨时行，伏水迅发，建瓴而下，势不可遏”。据文献记载，赵州桥建成后的1300多年中，历经11次较大洪水的考验。所以，无论从自然环境还是从社会需要来看，这里均不宜建多跨的木、石梁桥，只有建拱桥才能借助其大跨径满足水上运输和排泄洪水的需要。

在拱形的设计上，李春等人匠心独运，根据桥址的地理位置及桥的作用，抛弃了传统的半圆形拱，而创造性地设计了前所未有的大跨径单孔坦拱。因赵州附近的汶河两岸，地势平坦，如用惯用的半圆形拱建一座孔径近40米的石桥，将使桥的高度由现在的8.7米增至20米以上，高桥陡坡，人力、畜力、车均难通过，故虽便利了水上运输却丧失了桥梁的陆路交通作用。而且如峰似丘的陡拱还将使桥梁自重成倍增加，费时耗料，使建桥费用增大，也将使冲积性的亚粘土层因难以承受桥的自重造成桥的倾斜、坍塌。李春等人在总结半圆形拱建筑经验的基础上，采取了增大跨径、减低拱矢（两拱脚连线至拱顶的高度）的“坦拱”方案。坦拱就是桥高的倍数小于拱弧的半径、整个桥身只是圆弧一般的拱体造型。坦拱不仅极大地降低了桥的坡度、便利了桥上人行与车马运输，而且还易于敝肩。我国拱桥自汉代诞生以来，一直是实撞券式（拱石又称券石，拱上石墙称撞券，实撞券即以沙石填实撞券，现代称拱上部分为拱肩），而赵州桥“两涯嵌四穴”的空撞券，不仅节约了填充撞券所需的500余吨沙石，减轻桥身自重11.4％，节省了人工，降低了成本。而且还增大了泄洪量。赵州桥大拱上开4个小孔后，增加洪水流通面积16.5％，使夏秋之季的汛发洪水得以迅速排泄，减少了水流对桥身、桥基的冲刷。

为降低纵坡坡度，李春等人还采取了薄填拱顶土石的方法，拱顶填石约30厘米，桥梁纵坡约为6.5％，既减轻了桥的自重又便利了陆上交通。为减缓拱桥主要受力构件拱脚的压力，李春等人从纵、横两个方面增加了桥拱脚的受力面积：纵向，在拱背两侧各平铺一层护拱石。其厚度由拱脚处的30厘米减至拱顶的16厘米。使拱券的拱顶窄于拱脚，拱顶宽9米、拱脚宽9.6米，这既增加了拱脚的受力面积又有利于拱券的横向稳定。这种坦拱敞肩式造型，完全符合现代力学原理。经现代学者推算，赵州桥坦拱敞肩式造型与拱顶薄填土石的施工方法，使拱轴线（拱券的中心线）与恒载压力线十分接近，使拱券各个横载面上受力均衡。这既符合了石料耐压强度极高的特点，又弥补了石料抗拉强度甚低的缺欠，极大地提高了桥梁拱券的承重能力与稳定性。在世界上为数众多的石拱桥中，像赵州桥这样拱轴线与恒载压力线比较接近的桥十分罕见。

奥秘之三在于精湛的施工技术。赵州桥的建造继承并发扬了汉以来墓拱、拱桥的传统砌筑方法，采用了并列砌筑法：将大、小拱石均匀分为28券（南端小拱27道并列，系后世修缮时所砌），逐一砌筑合龙，每券约有拱石43块。拱石厚1.03米，长、宽分别为0.7～1.09米、0.25～0.4米不等，以适应圆弧状拱及筑成拱顶窄、拱底宽的变桥宽大拱券建筑之需，其中最大拱石块重约1吨。在主拱券上，铺设不同厚度的护拱石：在空腹段满铺，实腹段仅镶于桥宽的两侧，拱券外形如变截面拱。各拱石间均以极薄的白灰或泥浆砌筑，以提高拱券的抗压强度。为加强拱石间的结合，在拱石各面均凿有细密的斜纹，两石相接，斜纹吻合，缝隙减小。在拱石的纵向间安有腰铁一对，使每道拱券都形成一个坚固的整体，即使将单道拱券取下，也不会像一般的拱桥拱券那样，成为一堆松散的拱石。与此同时，还便于维修：一券或几券拱石损坏，不会影响全桥，修复起来较容易。因此，有关赵州桥西侧五券自明末塌落百余年后，乾隆时才得以修复的传说，并非全属空穴来风，而是符合该桥拱券并列砌筑结构原理的。

为克服并砌砌筑法横向易于离散的缺点，古代匠师为加强各道拱券间的横向联系，采取了拱券顶窄脚宽的方法，借助于护拱石与主拱石间的摩擦力以阻止两侧拱券外倾，以及拱石各面凿斜纹加强结合以克服横向离散力等措施，同时还利用冶铁技术，在大拱石背上设横向通长的铁拉杆5根，在小拱背上亦设拉杆1根，拉杆两端都有半圆状球头伸于拱石之外，利用拉力与剪力使拱券形成一体。每侧护拱各有6块长1.8米的勾石，其外端如钩，下伸5厘米，以钩住最外一道拱券，避免其外倾。经此番精心处理，极大地加强了各拱券间的横向联系。

赵州桥的修建，是世界桥梁史上具有划时代桥栏板苍龙石雕意义的伟大工程。这正像李约瑟博士在他的鸿篇巨著《中国科学技术史》中所指出的那样：该桥“显然建成了一个学派和风格，并延续了数世纪之久”。其流风所及，对历代石拱桥建筑产生了极大的影响。

李约瑟曾指出：“弓形拱（即坦拱）是从中国传到欧洲去的发明之一。”欧洲虽早在罗马时代就有了圆弧拱或割圆拱，但拱矢很高，接近半圆。素以建石拱桥领先而声名卓著的法国人，只是在1321～1339年建成赛兰特敞肩拱桥后，才使其净跨径（45.5米）超过了赵州桥，但其宽仅为3.9米，不及赵州桥的一半。赵州桥所创的跨径记录，在世界上一直保持到赛兰特大桥建成，长达730余年，在国内则一直保持到1959年湖北的黄虎港石桥建成，长达1300多年。

赵州桥的装饰艺术更是享誉中外，是我国艺术写实性与浪漫主义风格完美结合的典范。赵州桥石雕艺术之美，张魐在《朝野佥载》中的评价是其他雕刻“莫能相类”。赵州桥计有栏板42块，其中年代最早的为隋朝雕龙栏板。隋朝雕龙的特点是瘦骨峻嶒，穿石而过，古朴有力，但布局却很活泼。在半圆形寻杖和方形地袱之间刻的蛟龙，或单现或双飞，或盘踞戏游或登陆入水；有的鳞甲披身，有的以花叶宝珠为托，变幻多端，栩栩如生，神态动人。其次是六朝风格的斗子卷叶栏板，其尺寸与隋雕龙栏板相似，但却在地袱与寻杖间加盆唇一道，盆唇之上铭刻斗子卷叶，叶数由二至四不等。盆唇之下有交错钻纹，其雕刻风格与附近天龙山、响堂山等石窟雕刻相类。而金代栏板的高度仅40～50厘米，一部分以桥刻艺术中不常见的人物山水为题，另一部分则以龙虎及卷叶荷叶为题。其他栏板为明代复制品，雕刻图案较为简单。赵州桥共有望柱44根，分为三式。其中雕刻最为精美的是蟠龙望柱。该柱以地袱为底，在地袱与盆唇之间浮雕蟠龙，龙身尾部盘绕，上部直立，怒目舒爪，势相搏击，十分生动。盆唇上连续用斗形撮顶和覆钵，顶部饰以四节竹节。

赵州桥是集我国古代拱桥建筑艺术之大成的精品。李春等工艺大师们匠心独运，首创坦拱敞肩式的主体造型：主孔曲拱如波，四个小孔轻轻地静伏在主拱两侧，使桥梁的总体轮廓具有巨身空灵、驾石飞梁、线条明快、轻盈秀逸的特色，确为高度的科学性与完美的艺术性相结合的典范，并由此引发了历代名人雅士、专家学者对其不绝于口的赞誉。如“一虹横绝海神惊”、“石桥碧影架长虹”、“虹腰干丈驾云间”、“飞楹自夺天工巧，有窍能分地景幽”等赞美赵州桥的佳句，代有所见。美国建筑专家伊丽莎白·莫克在她的《桥粱建筑艺术》一书中由衷地赞誉赵州桥：“结构如此合乎逻辑和美丽，使大部分西方古桥，在对照之下，显得笨重和不明确。”