【科学家传记】中国第一桥的建造者
————隋代工匠李春


李春,隋代造桥匠师,唐中书令张嘉贞著《安济桥铭》中记有:“赵州洨河石桥,隋匠李春之迹也,制造奇特,人不知其所以为。”赵州桥存世1400多年,堪称中国建筑史上的奇迹之一。
奇巧固护 甲于天下
安济桥,俗称赵州桥,又称大石桥,位于今河北省赵县城南五里处,横跨洨河南北两岸。就古代桥梁而论,它是世界上现存最古、跨度最长的敞肩圆弧拱桥。全桥纯用石块建造,长50.83米,宽9米,由28条拱券并立而成,每拱用石约40块。每块石长约1米,宽0.25-0.40米,厚约1.03米,重量1吨左右。桥上饰有精美的石雕栏杆,修造之巧,堪称鬼斧神工。明隆庆元年(1567年)重修的《赵州桥》称:安济桥“奇巧固护,甲于天下”。
降低桥面 增大跨度
赵州桥是敞肩弧拱桥。拱石连线呈小于半圆的圆弧状。圆弧拱桥的拱高(矢)与跨距的比值越小,则拱形越扁。这种较扁的圆弧拱桥可以在不增加桥面高度的情况下增加桥的跨度,从而实现低桥面和大跨度的双重目的。
赵州桥主拱是由28道各自独立的并列拱券组成,拱厚皆为1.03米。每券各自独立,可以单独操作,比较灵活。但是这却成了建桥设计的重要技术难点。为此,李春采取了一系列的技术措施加强各券之间的横向联系。其一,每券都采用下宽上窄、略有收分的办法;其二,依靠桥身重量压住拱券;其三,两侧护拱石各设6块钩头石;其四,在主券上均匀地设有5根铁拉杆,拉杆两端有半圆形杆头露出石外,以增强其横向拉力;其五,在两侧外券相邻的每两石之间都穿有铁腰,各道券之间相邻的石块也都在拱背穿有铁腰。
赵州桥的建筑艺术成就不仅体现在主拱的修造上,同时也体现在敞肩即在主拱两端各有两个小拱的处理上。靠近拱脚的小拱净跨为3.8米,另一小拱的净跨为2.85米,两券都是65厘米厚。四个小拱也都采取各自独立的28道并列纵券,与主拱一样采取了护拱石等增强横向拉力的各种措施。
采用敞肩拱不仅可以减轻洪水对桥的推力,充分发挥圆弧拱桥的低桥面、长距离的优点,还可以减轻桥身自重对主拱和桥基的压力,较实肩拱桥更能节省土石材料。同时,敞肩比实肩更增加了造型的优美,主拱与小拱构成一幅完整的图画,使赵州桥显得更加轻巧、秀丽。
坦途箭直 驿使驰驱
由于地处中国南北交通的要冲,赵州桥在历史上发挥了重要作用,成为四方交通的一个枢纽,有“坦途箭直千人过,驿使驰驱万国通”的赞誉。
敞肩圆弧拱桥是中国的独特创造。最早在14世纪,西方才出现了敞肩圆弧石拱桥。因此,英国科技史学家李约瑟在介绍18世纪前后传到欧洲和其他地区的中国科技成果时,曾列举了26项发明和创造,其中第18项即为“弧形拱桥”。
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