Question

世界第一现存最古老、保存最完好的巨大石拱桥

Answer 1

赵州桥，又名安吉桥，位于河北赵县汴河上，横跨汴水南北两岸。由于桥身全部由石头砌成，故俗称大石桥。建于公元595年至605年的隋朝，由著名工匠李春设计建造。距今约有1500年历史，是当今世界上最早、保存最完好的古代敞肩石拱桥。赵州桥凝聚了古代汉族劳动人民的智慧和结晶，开创了中国桥梁建设的崭新局面。大约在1397年以后(有些数据是700年左右)欧洲才开始建造类似的石拱桥。该桥为空心圆拱桥，是世界上最古老、保存最完好的巨型石拱桥。赵州桥被世界纪录协会选为世界上最早的敞肩石拱桥，创造了世界之最。河北民间把赵州桥、沧州铁狮子、定州开元寺宝塔、正定龙兴寺菩萨称为“华北四宝”。[2]桥长50.82米，长37.02米，高7.23米，两端宽9.6米。大桥的设计完全符合科学原理，施工工艺更是别出心裁。唐朝的张说它“造得奇，人不知其所以然”。这座桥的特点是：(1)全桥只有一个大拱，长37.4米。在当时，它是世界上最长的石拱桥。桥洞不是普通的半圆，而是像弓一样，所以大拱上面的道路没有陡坡，方便车马上下。(2)大拱门两肩有两个小拱门。这是一个很有创意的设计，既节省了石头，减轻了桥身重量，又增加了桥孔的水流，减少了河水暴涨时洪水对桥身的冲击。同时拱上加拱，桥身更美观。(3)大拱由28个拱组成，就像那么多同样形状的拱龙，做成一个弧形的桥洞。每个拱圈都可以独立支撑其上的重量。如果一个拱圈坏了，其他拱圈不会受影响。(4)全桥结构对称，与周围景物十分协调；桥上的石板也雕刻得古朴美观。唐朝的张坤说，远远望去，这座桥就像“云初升月，长虹引流”。赵州桥高超的技术水平和不朽的艺术价值，充分显示了我国劳动人民的智慧和力量。赵州桥的设计构思和精湛的工艺不仅在中国古代桥梁中首屈一指，而且根据对世界桥梁的研究，像这样的敞肩拱桥直到19世纪中叶才在欧洲出现，比中国晚了1200多年。1979年5月，由中国科学院自然历史组等四个单位组成的联合调查组对赵州桥桥基进行了调查。重达2800吨的赵州桥的地基只是一个1.56米高的桥台，有五层石条，直接建在天然砂岩上。如此浅的桥基令人难以置信。1933年梁思成老师考察时，认为它只是防止水流的菱形墙，而不是承受桥券全部荷载的地基。他在报告中写道：“为了测量券基，我们在北面的券脚下，但在河床下约70-81厘米处进行了挖掘，也就是我们在券下发现了平坦的石墙。共有五层石楼，总高1.58米，每层比上层略高，下面没有坚实的地基。明明只是用来阻止水流的菱形墙，而不是承受桥券全部荷载的基础。因为再过30-40厘米就能看到水了，除非进行大规模挖掘，否则不可能到达我们根据理论推测的大桥基础位置。”它的结构仍然遵循赵州桥的结构，只是主拱上的小拱数量增加到一侧五个，桥上有车轮痕迹和膝盖痕迹。中国桥梁科学家茅以升在《中国石拱桥》中也有提及。赵州桥始建于公元605年，距今已有1400多年的历史，其间经历了10次洪水、8次战争和9次大地震
(备注：在修复过程中，对历史年代损坏的桥梁建筑材料进行了整理和收集，大部分存放在赵州桥风景区的博物馆中进行展示。)拱赵州桥的拱比较适合小跨度的桥，半圆拱用于大跨度的桥，会使拱顶非常高，造成桥的坡高而陡，行人和马匹过桥非常不方便。二是施工不利，半圆拱石的脚手架会很高，增加施工风险。因此，李春和工匠们创造性地采用了圆拱的形式，大大降低了石拱的高度。赵州桥主跨37.02m，但拱高只有7.23m，拱高与跨度之比约为1: 5。这样就达到了低桥面和大跨度的双重目的，桥面过渡平顺，车辆和行人都很方便，还具有节省材料、施工方便的优点。当然，两端圆拱对桥基的推力也相应增大，这对桥基的施工提出了更高的要求。敞肩赵州桥景观赵州桥景观(66张)是李春对拱肩的重大改进。以前造桥用的实肩拱改为开肩拱，即在大拱两端各设两个小拱。靠近大拱脚的小拱净跨度为3.8m，另一拱净跨度为2.8m，这种大拱小拱的开肩拱技术性能优良。首先可以增加泄洪能力，减少拱汛期水量增加带来的洪水对桥梁的影响。在古代，蛟河在汛期水势较大，对桥梁的泄洪能力是一个考验。四个小拱门可以分担部分洪水。根据计算，四个小拱将增加16%左右的水域面积，大大减少洪水对桥梁的影响，提高桥梁的安全性。其次，与实肩拱相比，开肩拱可以节省大量土石方材料，减轻桥梁自重。据计算，四个小拱可节省石料26立方米，减轻自重700吨，从而减少桥台和桥基对桥体的竖向压力和水平推力，增加桥梁的稳定性。第三，增加了造型的美感。四个小拱架均衡对称，大拱架和小拱架构成一幅完整的画面，更加轻盈美观，体现了建筑与艺术的完全统一。第四，根据结构力学理论，开肩拱架结构使桥梁在承载时处于有利状态，可以减少主拱圈的变形，提高桥梁的承载能力和稳定性。单孔我国古代传统的建筑方法，一般情况下，长桥往往采用孔的形式，这样每个孔跨度小，坡度平缓，易于建造。但多孔桥也有缺点，如桥墩多，不利于船艇航行，也阻碍泄洪；桥墩长期受到水流的冲击和侵蚀，久而久之很容易坍塌。因此，当李春设计这座桥时，他采用了单孔大跨度的形式。河中央没有桥墩，使得石拱桥跨度长达37米。这是中国桥梁史上前所未有的创举。