第二节 赵州桥——开创桥梁建造新局面

赵州桥又叫安济桥，位于河北省赵县的洨河上，因为整座桥全部由石头构成，因此赵县当地人称之为“大石桥”。这座桥建造于隋代大业年间，主持其设计和建造的是隋朝著名的匠师李春。赵州桥是世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱桥。

赵州桥建造至今已有1400多年，经历过多次水灾、战乱和地震，仍然保存完好，这在世界桥梁史上都是一个奇迹。1963年，赵县爆发特大洪水，大水淹到了桥拱的龙嘴处，后来据当地的老人回忆说，站在桥上可以感觉到桥身在大幅晃动，而赵州桥最终也没有坍塌。

建桥首先要做的是选择桥址，好的桥址可以让桥基稳固牢靠，不易垮塌。李春在这方面可以说是有丰富经验的，他选择的桥址所在的河岸比较平直，这里的地面表层是粗砂，下面是细石、粗石、细砂和黏土层，这样的地层结构恰好可以满足承载要求，并且使桥基不易下沉。

桥基的设计也是惊人的。当年建筑专家梁思成曾对赵州桥进行考察，在河床下80厘米左右的位置，便发现了承载桥身的石壁，当时他还以为这只是防止水流冲刷的金刚墙，而不是承纳桥券全部荷载的基础。他认为除非大规模发掘，否则是发现不了桥基的。但是后来经过中国科学院的调查，那浅浅的石壁便是桥基，它承担了整座桥的重量。桥基只是高1.56米的五层石条，下面便是自然砂石。这在人们看来是不可思议的。

赵州桥的桥拱设计也非常独特。当时的桥多选用半圆形拱，但赵州桥属于大跨度的桥梁，如果使用半圆形拱，就会使拱顶很高，形成很高的坡度，这样车马行人将很难过桥，而且也增加施工的危险性。为了解决这个问题，李春大胆地采用了圆弧拱，也就是小于半圆的一段弧，这样一来，石拱的高度就可以大大降低。并且用这种方式的话，还可以节省用料、方便施工。只不过这种方式，使得桥基要承担更大的载荷，这也足以说明那种浅层桥基的设置多么令人惊叹。

赵州桥的建筑结构是十分特殊的，它是一座空腹式的圆弧形石拱桥，全长64.4米，跨径37.02米，拱高度7.23米，在拱圈两肩各设有两个跨度不等的小拱，即敞肩拱。在当时，这种造型是一种很大的创新，不但需要大胆的创意，还需要对建造桥梁的各个方面因素进行科学考量。在这一点上，李春做得很好，令世人惊叹，甚至有人评价赵州桥“制造奇特，人不知其所以为”。

▲赵州桥建于隋朝年间，由著名匠师李春设计建造，距今已有1400多年的历史，是世界上保存最完整的古代单孔敞肩石拱桥。赵州桥是古代劳动人民智慧的结晶，开创了中国桥梁建造的崭新局面。

在拱肩方面，赵州桥首开先河。在此之前，桥梁建筑均采用实肩拱，而赵州桥则开创性地采用了敞肩拱。敞肩拱就是在大拱两端各设两个小拱，变实心为空心。这种大拱加小拱的敞肩拱有很多实肩拱所不具备的优点。

由于敞肩拱是空心的，可以增加河水的流量，在洪水季节，可以减轻洪水对桥的冲击力。古代洨河每逢汛期，水势都特别大，这非常考验桥的泄洪能力，而赵州桥的四个小拱则在相当程度上减小了桥的压力。相比于实肩拱，敞肩拱可节省大量土石材料，减轻桥的自身重量，从而减少桥身对桥台和桥基的载荷，使得桥更加稳固。同时，这四个小拱还可以使桥梁处在有利的载荷状态，减少主拱圈的变形，提高了桥梁的承载力和稳定性。从外观上来看，敞肩拱也增加了桥的观赏性，使得桥身的造型更加优美，将实用性和观赏性合二为一。

在赵州桥的修建方式上，李春采用的方法也非常新颖。当时李春选取的材料是附近州县生产的质地坚硬的青灰色砂石，这样既方便修建，也节省了很多人力、物力。石拱的砌置方法也很独特，均采用了顺着桥的方向，依次砌置的方法，就是整个大桥修剪成28道各自独立的拱，然后沿宽度方向把28道拱并列组合，横向连接起来，就形成了赵州桥；每道拱的厚度都是1.03米，每道拱单独砌成，操作起来非常方便。这种砌法有很多优点，既便于移动，又利于桥的维修。如果某道拱的石块出了问题，只要更换上新的石块就可以了，对局部进行操作即可，不必调整整个桥梁。