第四章 中国传统科学技术的发展 第十四节 奇巧固护的赵州桥

我们的祖先很早就发明了建桥技术,历史上的桥梁主要有两大类,一是拱桥,一是梁桥。

桥洞呈半圆型或圆弧形的桥梁,叫拱桥。拱桥至迟在汉代就已经出现,汉代的画像砖上就刻有一些拱桥的图形。

赵州桥本名安济桥,赵州桥是它的俗称。赵州桥于隋文帝开皇十五年(公元595年)开始兴建,隋炀帝大业元年(公元605年)建成。它横跨赵州(今河北赵县)城南的洨〔xiao淆〕河上,全长50.82米,拱券净跨37.37米,桥面宽九米,是一座单孔坦拱式拱桥,也是我国现存最古老的大型石拱桥。它是由著名工匠李春设计和主持建造的。李春在拱桥建造工艺方面,进行了两项重大的革新。

第一项是首创坦拱式拱桥。以前的拱桥,都建在河道狭窄的地方,采用半圆形拱形式。洨河两岸地势坦平,水面又较宽,如采用半圆拱,桥面最高处要高出地面一二十米,形成陡坡,车辆无法通行,人马行走也很困难。李春把半圆拱改为圆弧拱,拱圈矢高只有7.23米,与拱跨度比约为1:5,成为坦拱桥,方便了人马车辆的通行。

第二项是首创敞肩拱。以前拱桥的两肩都是实肩,李春在桥肩处各建两个小拱,使成敞肩拱结构。这是世界上最早的敞肩拱桥形。敞肩拱结构可减少主拱桥承重变形,提高桥梁的承载力和稳定性,同时又节省材料,减轻桥身的重量及其对桥基的压力,汛期还可起分泄洪水的作用。


图16 赵州桥

为了增加桥梁的稳固性,在桥台和桥脚的联接处、主桥上、拱石间以及拱背上,都用铁件联结加固,拱石间又灌注了生铁(这种工艺叫“冶金固隙”),使全桥构成一个整体。

赵州桥结构合理,外型秀丽,有着“奇巧固护,甲于天下”(隆庆《赵州志·安济桥》)之美称。它建成之后,成为北通涿郡(今北京西南),南通东都洛阳的交通要冲。“坦平箭直千人过,驿使驰驱万国通”(隆庆《赵州志》引宋·杜德源《安济桥诗》),正是其真切的写照。