1400前的隋代,赵州洨河上建成了世界上第一座敞肩型圆弧石拱桥

2020-02-18 投稿人 : www.hebeihongye.com.cn 围观 : 673 次

赵州桥,又名安吉桥,位于河北省赵县以南2.5公里处。它在洹河上南北飞行。赵县在古代被称为赵州,所以世界上经常称它为“赵州桥”和“赵州大石桥”。赵州桥建于隋朝皇帝登基和伟大事业完成之间(595-605)。据唐刺史张所载,《石桥铭序》《赵县闫江石桥隋工匠迹》记载,距今已有1400年的历史。1933年,着名建筑师梁思成带领中国建筑学会的专业人员对赵州桥进行了详细的测绘,并将其确定为世界上最早的露肩石拱桥,由隋代李春建造。

赵州桥不仅是中国,也是世界上最古老、保存最完好的大型石拱桥,科技含量高,艺术形象优美。它在国际建筑史上占有非常重要的地位,并对世界上后来的桥梁建筑产生了深远的影响,尤其是“开肩弧形拱”的成功应用在世界桥梁史上尚属首例。

1961年,国务院宣布赵州桥(安吉桥)为全国首批重点文物保护单位。1991年,美国土木工程师协会将其选为第12个“国际土木工程历史遗址”。赵州桥是一座大型单跨曲肩石拱桥,全长64.4米,拱脚宽9.6米,拱冠宽9米,高8.65米(拱脚以上)。主体是由28个拱并排垂直铺设而成,跨度为37.02米。靠近大桥的主拱两端的两个小拱的跨度为3.81米,靠近大桥中心的两个小拱的跨度为2.85米。赵州桥的建筑结构非常巧妙,非常科学。它改变了以往“半圆拱”的做法,采用了“圆拱”,这是拱桥发展的一次飞跃。所谓的“圆弧”采用比半圆小的圆弧段作为拱桥的承重结构,与“半圆拱”相比,在相同跨度的情况下,可以大大降低桥梁的高度,使桥面更加平整。赵州桥是第一座跨度大、中间没有桥墩的古代“弧形拱门”。人们在桥上旅行和船只在桥下比赛都非常方便。它还节省了修建桥梁的石料,增加了泄洪功能。

赵州桥“开肩弧形拱”的巧妙运用,取得了一系列良好的综合效果。

首先,明拱肩减轻了桥身的自重,节约了材料,减轻了桥基的负担,也有利于下部结构的简化。从计算可知,与实心肩拱相比,赵州桥节省了15.3%的石头,重约700吨。由于桥身自重的减小,桥台和基础上的竖向压力和水平推力大大减小,可以使桥台越来越轻。

第二,“开肩拱”的设计符合结构力学的科学原理。根据验算,由于赵州桥在主拱肩上设置了四个小拱,拱轴线(即拱环的中心线)非常接近恒载压力线,导致拱环的所有截面都受到压力和很小的张力。大拱上小拱的“被动压力”的科学使用提高了桥梁的稳定性。

第三,“开肩拱”有助于泄洪(安吉大桥的四个小拱可增加过水面积约16.5%),从而减小水对桥梁的水平推力。正如张汤贾珍所说,“这两个区域被嵌在四个洞里,盖子被用来杀死汹涌的水流。尽管这座山孕育了生命,但它的保护是牢固的。”

桥采用“纵向平行砌筑法”。这种施工方法可以使每一个拱形成自己的体系,便于以后的施工和维修。同时,为了加强拱圈之间的横向连接,还安装了九根铁拉杆

这样一座巨大的石拱桥的基础有多大?这曾经是一个从未被解开的谜。传说这座桥是“圆的”,不能挖到底。因此,在清代,有一首诗说,“谁扔了一个瑶环不记得年份,一半下沉,一半悬在河底。”即使是现代工程界的一些人也推测,桥台一定是一个又深又大的后座式桥台,基础设施也应该非常复杂,可能有柱基础等。然而,1979年的机械钻孔和人工探坑表明,桥下没有埋设半圆体,基础并不像人们想象的那样深和大,而是低拱脚、浅基础和短桥台。基石是由五层石排组成的长方形。每层石排的厚度不同,从下到上逐渐减小,总厚度只有1.57米,从北到南的长度约为5米,这让世界大为惊讶。这座桥的地基没有加固。它是第四系冲积层(即亚粘土层)。地层稳定,土质均匀。这是一个良好的自然基础。然而,在国内外桥梁建设史上,在如此简单的基础上建造这样一座巨大的石拱桥是罕见的,而且它已经持续了1000多年,几乎没有下沉,这充分表明中国古代桥梁建设者已经能够全面而熟练地掌握水文、地质和结构力学。

赵州桥有一个巧妙的结构,非常科学,造型艺术也非常漂亮。它的大跨度、柔和的弧形和敞开的肩部布局给人一种宏伟、空灵、轮廓清晰、对称、典雅、曲线优美的视觉效果。从远处看,它就像“黑龙飞架”和“初月出云”,即“长虹飞”和“玉环半沉”,是建筑技术与艺术巧妙结合的典范。因此,宋代文人称赞:“驾石飞梁作虹,黑龙刺背空”;元代的刘伯熙也留下了“碧玉环中流,黑龙背上有人行”的佳句。美国建筑师伊丽莎白?莫斯克在他的书《《桥梁建筑艺术》》中说,赵州桥“有一个如此合乎逻辑和美丽的结构,以至于大多数西方古代桥梁相比之下都显得沉重和模糊”

赵州桥巧天工有一个美丽的形状。它的建成标志着我国桥梁建设技术达到了一个新的高度,是桥梁建设发展的里程碑。它的影响极其深远和巨大。