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赵州桥设计的三个好处
苟苟亮   2023-08-08 10:43    来源: 互联网
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赵州桥又名“安济桥”,是我国现存最早的大型石拱桥,也是世界上现存最古老的跨度最长的敞肩圆弧拱桥。

全长50.83米,宽9米,主孔净跨度37.02米。

赵州桥自隋代开皇中期建造,到现在为止已经经历了10次大规模水灾,经历8次战乱已经无数次地震,就更不要提车辆和人畜的踩踏了,让人不得不惊叹赵州桥施工的精巧和科学。

赵州桥建造共用了1000多块平均重量为1吨的石块,自重不是它能保留到现代的最大原因,我们不得不了解一下赵州桥建造之初的时代故事。

在隋朝,赵县的名字是“赵州”,是古时候南北交通的必经之地,北至如今的河北省涿州,南至东都洛阳。然而这样重要的交通枢纽,却被洨河隔断。尤其是到了降雨季节,洪水频发,严重影响南北通行。

因为已经严重到了影响生计,所以当时的朝廷大官李春临危受命,负责赵州桥的设计和施工。

可能我们以为李春应该是隋朝最杰出的工匠了,然而现实情况是李春只是当时无数普通工匠中的一位代表而已,他的身份普通到史书中甚至没有记载。唯一关于李春的文字是唐朝所写的赵州桥铭文里的一句:

“赵郡洨河石桥,隋匠李春之迹也,制造奇特,人不知其所为也。”

要不是因为这句铭文,我们都不知道赵州桥到底是谁建的。

就是这样一名普通的工匠,设计出了精美绝伦又完美符合科学的赵州桥。赵州桥对于中国桥梁史,体现了很多创新和贡献。

例如赵州桥改变了我国古代造桥半圆拱形的传统,采用了新潮的坦拱式结构。所以你会发现在赵州桥之前,我国的桥都是又高又圆的造型。

而赵州桥,把桥面变得更加平坦,垂直度更低了。赵州桥主孔净跨度37.02米,而拱高只有7.23米,拱高和跨度比为1:5。这样实现了低桥面和大跨度的双重功效,更利于马车通行,而且还节约了用料降低了成本,让施工更便捷。

赵州桥也开启了敞肩桥梁的先河。所谓敞肩就是在大拱的两端,设计小拱。其中一小拱跨度3.8米,另一拱2.8米。

这种设计为赵州桥带来了三个优势。

第一:节约了材料;

第二:减少桥身自重;

第三:增加了泄流量。

这种设计为赵州桥提供了美观不说,还符合结构力学理论,提高了桥梁的承载力和稳定性。

另外一点是,在古时候我们建造较长的桥梁时,往往采用多孔设计。

而李春大胆采用了单孔设计,来连接这么长的河面。在河心不立桥墩,所以石拱的跨径达到了37米之多!这是我国桥梁建造史上的一项空前壮举。

赵州桥1400年屹立不倒,还有一个很大的原因是因为桥梁地基非常合理。李春选择了洨河两岸最平直的地方建桥,这里的地层是河水冲积而成,表面是粗砂层,下面是细石、粗石、细砂和黏土层。

李春为了减少桥台的垂直移位,在桥台边打入许多木桩;为了减少桥台的水平移动,又延伸了桥台的后座;为了保护桥台和桥基,还在沿河一侧设立了一道金刚墙。这是为了防止水流对桥基产生侵蚀,金刚墙和桥台连成一体,增加了桥台的稳定性。

建造于公元605-618年的赵州桥,是华夏民族的伟大工程。直到800年后,西方国家才出现了第一座圆弧石拱桥。1991年,赵州桥还被美国土木工程师协会选定为世界第12处“国际土木工程历史古迹”。

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