第二節 趙州橋——開創橋梁建造新局面

趙州橋又叫安濟橋，位于河北省趙縣的洨河上，因為整座橋全部由石頭構成，因此趙縣當地人稱之為“大石橋”。這座橋建造于隋代大業年間，主持其設計和建造的是隋朝著名的匠師李春。趙州橋是世界上現存最早、保存最完善的古代敞肩石拱橋。

趙州橋建造至今已有1400多年，經歷過多次水災、戰亂和地震，仍然保存完好，這在世界橋梁史上都是一個奇跡。1963年，趙縣爆發特大洪水，大水淹到了橋拱的龍嘴處，后來據當地的老人回憶說，站在橋上可以感覺到橋身在大幅晃動，而趙州橋最終也沒有坍塌。

建橋首先要做的是選擇橋址，好的橋址可以讓橋基穩固牢靠，不易垮塌。李春在這方面可以說是有豐富經驗的，他選擇的橋址所在的河岸比較平直，這里的地面表層是粗砂，下面是細石、粗石、細砂和黏土層，這樣的地層結構恰好可以滿足承載要求，并且使橋基不易下沉。

橋基的設計也是驚人的。當年建筑專家梁思成曾對趙州橋進行考察，在河床下80厘米左右的位置，便發現了承載橋身的石壁，當時他還以為這只是防止水流沖刷的金剛墻，而不是承納橋券全部荷載的基礎。他認為除非大規模發掘，否則是發現不了橋基的。但是后來經過中國科學院的調查，那淺淺的石壁便是橋基，它承擔了整座橋的重量。橋基只是高1.56米的五層石條，下面便是自然砂石。這在人們看來是不可思議的。

趙州橋的橋拱設計也非常獨特。當時的橋多選用半圓形拱，但趙州橋屬于大跨度的橋梁，如果使用半圓形拱，就會使拱頂很高，形成很高的坡度，這樣車馬行人將很難過橋，而且也增加施工的危險性。為了解決這個問題，李春大膽地采用了圓弧拱，也就是小于半圓的一段弧，這樣一來，石拱的高度就可以大大降低。并且用這種方式的話，還可以節省用料、方便施工。只不過這種方式，使得橋基要承擔更大的載荷，這也足以說明那種淺層橋基的設置多么令人驚嘆。

趙州橋的建筑結構是十分特殊的，它是一座空腹式的圓弧形石拱橋，全長64.4米，跨徑37.02米，拱高度7.23米，在拱圈兩肩各設有兩個跨度不等的小拱，即敞肩拱。在當時，這種造型是一種很大的創新，不但需要大膽的創意，還需要對建造橋梁的各個方面因素進行科學考量。在這一點上，李春做得很好，令世人驚嘆，甚至有人評價趙州橋“制造奇特，人不知其所以為”。

▲趙州橋建于隋朝年間，由著名匠師李春設計建造，距今已有1400多年的歷史，是世界上保存最完整的古代單孔敞肩石拱橋。趙州橋是古代勞動人民智慧的結晶，開創了中國橋梁建造的嶄新局面。

在拱肩方面，趙州橋首開先河。在此之前，橋梁建筑均采用實肩拱，而趙州橋則開創性地采用了敞肩拱。敞肩拱就是在大拱兩端各設兩個小拱，變實心為空心。這種大拱加小拱的敞肩拱有很多實肩拱所不具備的優點。

由于敞肩拱是空心的，可以增加河水的流量，在洪水季節，可以減輕洪水對橋的沖擊力。古代洨河每逢汛期，水勢都特別大，這非常考驗橋的泄洪能力，而趙州橋的四個小拱則在相當程度上減小了橋的壓力。相比于實肩拱，敞肩拱可節省大量土石材料，減輕橋的自身重量，從而減少橋身對橋臺和橋基的載荷，使得橋更加穩固。同時，這四個小拱還可以使橋梁處在有利的載荷狀態，減少主拱圈的變形，提高了橋梁的承載力和穩定性。從外觀上來看，敞肩拱也增加了橋的觀賞性，使得橋身的造型更加優美，將實用性和觀賞性合二為一。

在趙州橋的修建方式上，李春采用的方法也非常新穎。當時李春選取的材料是附近州縣生產的質地堅硬的青灰色砂石，這樣既方便修建，也節省了很多人力、物力。石拱的砌置方法也很獨特，均采用了順著橋的方向，依次砌置的方法，就是整個大橋修剪成28道各自獨立的拱，然后沿寬度方向把28道拱并列組合，橫向連接起來，就形成了趙州橋；每道拱的厚度都是1.03米，每道拱單獨砌成，操作起來非常方便。這種砌法有很多優點，既便于移動，又利于橋的維修。如果某道拱的石塊出了問題，只要更換上新的石塊就可以了，對局部進行操作即可，不必調整整個橋梁。