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石共五层,共高1.58米,每层较上—层稍出台,下面并无坚实的基础,分明只是防水流冲刷而用的金刚墙,而非承纳桥券全部荷载的基础。
因再下30-40厘米便即见水,所以除非大规模的发掘,实无法进达我们据学理推测的大座桥基的位置。
”
古桥的传说及仙迹的来历,被民间艺人口口相传,流传甚广,其中最有名的,就是那首脍炙人口的民歌《小放牛》———
赵州桥是什么人修?
玉石栏杆什么人留?
什么人骑驴桥上过?
什么人推车轧了一道沟……
赵州桥是鲁班爷修。
玉石栏杆圣人留。
张果老骑驴桥上过。
柴王爷推车轧了一道沟……
赵州桥,见证了时间,承载了历史。
相信她的路还有很长很长……
第一章赵州桥简介………………………………5页
第二章赵州桥历史………………………………7页
第三章赵州桥调查………………………………9页
第四章赵州桥的特色……………………………10页
第七章赵州桥建筑原理…………………………12页
一)桥址选择比较合理,使桥基稳固牢靠。
二)赵州桥的砌置方法新颖、施工修理方便。
三)在保持大桥稳定性方面采取了许多严密措施。
第八章赵州桥三绝………………………………14页
1.“券”小于半圆
2.“撞”空而不实
3.洞砌并列式
第九章赵州桥评价………………………………15页
第十章赵州桥荣誉………………………………16页
第十一章赵州桥神话……………………………17页
赵州桥简介
时隔大约700年,欧洲才建成类似的桥。
赵州桥名称是以所在地命名的。
我国古代石拱桥的杰出代表是举世闻名的河北省赵县的赵州桥(又称安济桥),该桥在隋大业初年(公元605年左右)为李春所创建,是一座空腹式的圆弧形石拱桥,净跨37m,宽9m,拱失高度7.23m,在拱圈两肩各设有二个跨度不等的腹拱,这样既能减轻桥身自重,节省材料,又便于排洪、增加美观,赵州桥的设计构思和工艺的精巧,不仅在我国古桥是首屈一指,据世界桥梁的考证,像这样的敞肩拱桥,欧洲到19世纪中叶才出现,比我国晚了一千二百多年,赵州桥的雕刻艺术,包括栏板、望柱和锁口石等,其上狮象龙兽形态逼真,琢工的精致秀丽,不愧为文物宝库中的艺术珍品,我国石拱桥的建造技术在明朝时曾流传到日本等国,促进了与世界各国人民的文化交流并增进了友谊。
隋代大业年间,赵州号称“四通之域”,当时的赵州是华北的交通咽喉,横跨赵州的渡河便成了百舸争流的交通大动脉。
于是跨河大桥赵州桥,造桥大师李春率领能工巧匠,开始创造这个人类土木工程史上的壮举。
赵州地处平原,赵州桥两岸地形平坦,李春设计时选择了坡度极其平缓的圆弧拱形式,桥面坡度约为1:
12。
这一坡度的设计用现代的观点来看,有非常好的运输功能。
我国现行《民用建筑设计通则》规定:
“室内坡道不宜大于1:
12,室外坡道不宜大于1:
10,轮椅人使用的坡道不宜大于1:
8。
”由此看来,赵州桥的坡度设计是非常合理的。
因此赵州桥单孔净跨度37.4
米桥高,却只有7
米多
,所以桥面和当平稳,无论中间走马推车两旁挑担行路、都不吃力便于两岸的经商往来,大大地提高的运营效率。
桥身长五十多米、宽九米多,
中间走车马,
两旁走人这样既便于行人来往,也便于车辆通行;
并且赵州桥的拱顶高,又便于桥下行船,不会阻碍水路的运输。
赵州桥的敞肩圆弧拱提高了大桥的安全性。
河中间没有桥墩,
桥脚跨落在两岸这样的设计不仅有利于泄洪,保持水流的畅通,
也避免广河水对桥基的直接冲击、能延长石桥寿命。
而且赵州桥具有“撞”空而不实的特点也加强了这一功能。
券的两肩叫撞,一般石桥的撞多用石料砌实,但赵州桥的撞没有砌实,而是在券的两肩各砌两个弧形的小券。
这样桥体增加了4个小券,大约节省了石料,使桥的重量减轻了大约500吨。
古代佼河每逢汛期,
水势较大,
对桥的泄洪能力是个考验,4个小劵可以分担部分洪流。
据计算4个小拱可增加过水面积16%左右,
大大降低洪水对大桥的影响,
起到了泄洪的作用提高大桥的安全性。
赵州桥的外形为一条平滑的曲线,平缓浑厚的曲线与自然融为了一体。
2个小拱均衡对称,
大拱与小拱构成一幅完整的图画,
显得更加轻巧秀丽。
在交河之上,一条优美的弧线沟通两岸,两岸花堤绿树,行人车辆,络绎不绝,好一派燕赵雄风!
这样一幅美景,这就是赵州桥功能与形式的完美结合。
纵观国内外著名的建筑,都是建筑与自然的完美融合,因此这是赵州桥取得成功的最重要的因素之一。
赵州桥历史
我国古代石拱桥的杰出代表是举世闻名的河北省赵县的赵州桥(又称安济桥该桥在隋大业初年(公元605年左右)为李春所创建,是一座空腹式的圆弧形石拱桥,净跨37m,宽9m,拱矢高度7.23m,在拱圈两肩各设有二个跨度不等的腹拱,这样既能减轻桥身自重,节省材料,又便于排洪、增加美观,赵州桥的设计构思和工艺的精巧,不仅在我国古桥是首屈一指,据世界桥梁的考证,像这样的敞肩拱桥,欧洲到19世纪中期才出现,比我国晚了一千二百多年,赵州桥的雕刻艺术,包括栏板、望柱和锁口石等,其上狮象龙兽形态逼真,琢工的精致秀丽,不愧为文物宝库中的艺术珍品,我国石拱桥的建造技术在明朝时曾流传到日本等国,促进了与世界各国人民的文化交流并增进了友谊。
1991年,美国土木工程师学会将安济桥选定为第12个“国际历史土木工程的里程碑”,并在桥北端东侧建造了“国际历史土木工程古迹”铜牌纪念碑。
赵州桥,又名安济桥(宋哲宗赐名,意为“安渡济民”),位于河北赵县洨河上,它是世界上现存最早、保存最好的巨大石拱桥。
赵州桥是入选世界纪录协会世界最早的敞肩石拱桥,创造了世界之最。
被誉为“华北四宝之一”。
桥长50.82米,跨径37.02米,券高7.23米,两端宽9.6米,中间略窄,宽9米。
因桥两端肩部各有二个小孔,不是实的,故称敞肩型,这是世界造桥史的一个创造(没有小拱的称为满肩或实肩型)。
桥上有很多的东西,类型众多,丰富多彩。
唐朝的张鷟说,远望这座桥就像“初月出云,长虹饮涧”。
赵州桥建于公元605年距今1400多年,经历了10次水灾,8次战乱和多次地震,特别是1966年3月8日邢台发生7.6级地震,赵州桥距离震中只有40多公里,都没有被破坏,著名桥梁专家茅以升说,先不管桥的内部结构,仅就它能够存在1400多年就说明了一切。
1963年的水灾大水淹到桥拱的龙嘴处,据当地的老人说,站在桥上都能感觉桥身很大的晃动。
据记载,赵州桥自建成至今共修缮9次。
在主拱券的上边两端又各加设了二个小拱,一,可节省材料,二,减少桥身自重(减少自重15%),而且能增加桥下河水的泄流量。
三,使桥身更加美观。
1979年5月,由中国科学院自然史组等四个单位组成联合调查组,对赵州桥的桥基进行了调查,自重为2800吨的赵州桥,而它的根基只是有五层石条砌成高1.55米的桥台,直接建在自然砂石上。
这么浅的桥基简直令人难以置信,梁思成先生1933年考察时还认为这只是防水流冲刷而用的金刚墙,而不是承纳桥券全部荷载的基础。
“为要实测券基,我们在北面券脚下发掘,但在现在河床下约70-80厘米,即发现承在券下平置的石壁。
”
其结构还是沿袭赵州桥,只是主拱上的小拱数量增加到一边5个,桥上有车轮印,膝盖印。
赵州桥的调查
1979年5月,由中国科学院自然史组等四个单位组成联合调查组,对赵州桥的桥基进行了调查,自重为2800吨的赵州桥,而它的根基只是有五层石条砌成高1.55米的桥台,直接建在自然砂石上。
这么浅的桥基简直令人难以置信,梁思成先生1933年考察时还认为这只是防水流冲刷而用的金刚墙,而不是承纳桥券全部荷载的基础。
“为要实测券基,我们在北面券脚下发掘,但在现在河床下约70-80厘米,即发现承在券下平置的石壁。
赵州桥特色
赵州桥精美的石雕
采用圆弧拱形式,改变了中国大石桥多为半圆形拱的传统。
中国古代石桥拱形大多为半圆形,这种形式比较优美、完整,但也存在两方面的缺陷:
一是交通不便,半圆形桥拱用于跨度比较小的桥梁比较合适,而大跨度的桥梁选用半圆形拱,就会使拱顶很高,造成桥高坡陡、车马行人过桥非常不便。
二是施工不利,半圆形拱石砌石用的脚手架就会很高,增加施工的危险性。
为此,李春和工匠们一起创造性地采用了圆弧拱形式,使石拱高度大大降低。
赵州桥的主孔净跨度为37.02米,而拱高只有7.23米,拱高和跨度之比为1:
5左右,这样就实现了低桥面和大跨度的双重目的,
桥面过渡平稳,车辆行人非常方便,而且还具有用料省、施工方便等优点
。
当然圆弧形拱对两端桥基的推力相应增大,需要对桥基的施工提出更高的要求。
赵州桥的敞肩
这是李春对拱肩进行的重大改进,把以往桥梁建筑中采用的实肩拱改为敞肩拱,即在大拱两端各设两个小拱,靠近大拱脚的小拱净跨为3.8米,另一拱的净跨为2.8米。
这种大拱加小拱的敞肩拱具有优异的技术性能,首先,可以增加泄洪能力,减轻洪水季节由于水量增加而产生的洪水对桥的冲击力。
古代佼河每逢汛期,水势较大,对桥的泄洪能力是个考验,四个小拱就可以分担部分洪流。
据计算四个小拱可增加过水面积16%左右,大大降低洪水对大桥的影响,提高大桥的安全性。
其次,敞肩拱比实肩拱可节省大量土石材料,减轻桥身的自重。
据计算四个小拱可以节省石料26立方米,减轻自身重量700吨,从而减少桥身对桥台和桥基的垂直压力和水平推力,增加桥梁的稳固。
第三、增加了造型的优美,四个小拱均衡对称,大拱与小拱构成一幅完整的图画,显得更加轻巧秀丽,体现建筑和艺术的完整统一。
第四、符合结构力学理论,敞肩拱式结构在承载时使桥梁处于有利的状况,可减少主拱圈的变形,提高了桥梁的承载力和稳定性。
赵州桥的单孔
中国古代的传统建筑方法,一般比较长的桥梁往往采用多孔形式,这
样每孔的跨度小、坡度平缓,便于修建。
但是多孔桥也有缺点,如桥墩多,
既不利于舟船航行,也妨碍洪水宣泄;
桥墩长期受水流冲击、侵蚀,天长日久容易塌毁。
因此,李春在设计大桥的时候,采取了单孔长跨的形式,河心不立桥墩,使石拱跨径长达37米之多。
这是中国桥梁史上的空前创举。
赵州桥建筑原理
李春根据自己多年丰富的实践经验,经过严格周密勘查、比较,选择了洨河两岸较为平直的地方建桥。
这里的地层是由河水冲积而成,地层表面是久经水流冲涮的粗砂层,以下是细石、粗石、细砂和粘土层。
根据现代测算,这里的地层每平方厘米能够承受4.5到6.6公斤的压力,而赵州桥对地面的压力为每平方厘米5—6公斤,能够满足大桥的要求。
选定桥址后在上面建造地基和桥台。
自建桥到现在,桥基仅下沉了5厘米,说明这里的地层非常适合于建桥。
李春就地取材,选用附近州县生产的质地坚硬的青灰色砂石作为建桥石料。
在石拱砌置方法上,均采用了纵向(顺桥方向)砌置方法,就是整个大桥是由28道各自独立的拱券沿宽度方向并列组合而成;
拱厚皆为1.03米,每券各自独立、单独操作,相当灵活。
每券砌完全合拢后就成一道独立拼券砌完一道供券,移动承担重量的“鹰架”,再砌另一道相邻拱。
这种砌法有很多优点,它既可以节省制作“鹰架”所用的木材,便于移动,同时又利于桥的维修,一道拱券的石块损坏了,只要嵌入新石,进行局部修整就行了,而不必对整个
桥进行调整。
为了加强各道拱券间的横向联系,使28道拱组成一个有机整体,连接紧密牢固,李春采取了一系列技术措施。
l、每一拱券采用了下宽上窄、略有“收分”的方法,使每个拱券向里倾斜,相互挤靠,增强其横向联系,以防止拱石向外倾倒;
在桥的宽度上也采用了少量“收分”的办法,就是从桥的两端到桥顶逐渐收缩宽度,从最宽9.6米收缩到9米,以加强大桥的稳定性。
2、在主券上均匀沿桥宽方向设置了5个铁拉杆,穿过28道拱券,每个拉杆的两端有半圆形杆头露在石外,以夹住28道拱券,增强其横向联系。
在4个小拱上也各有一根铁拉杆起同样作用。
3、在靠外侧的几道拱石上和两端小拱上盖有护拱石一层,以保护拱石;
在护拱石的两侧设有勾石6块,勾住主拱石使其连接牢固。
4、为了使相邻拱石紧紧贴合在一起,在两侧外券相邻拱石之间都穿有起连接作用的“腰铁”,各道券之间的相邻石块也都在拱背穿有“腰铁”,把拱石连锁起来。
而且每块拱石的侧面都凿有细密斜纹,以增大摩擦力,加强各券横向联系。
这些措施的采取使整个大桥连成一个紧密整体,增强了整个大桥的稳定性和可靠性。
赵州桥三绝
“券”小于半圆
中国习惯上把弧形的桥洞、门洞之类的建筑叫做“券”。
一般石桥的券,大都是半圆形。
但赵州桥跨度很大,从这一头到那一头有37.04米。
如果把券修成半圆形,那桥洞就要高18.52米。
这样车马行人过桥,就好比越过一座小山,非常费劲。
赵州桥的券是小于半圆的一段弧,这既减低了桥的高度,减少了修桥的石料与人工,又使桥体非常美观,很像天上的长虹。
“撞”空而不实
券的两肩叫“撞”。
一般石桥的撞都用石料砌实,但赵州桥的撞没有砌实,而是在券的两肩各砌一两个弧形的小券。
这样桥体增加了四个小券,大约节省了一百八十立方米石料,使桥的重量减轻了大约500吨。
而且,当洨河涨水时,一部分水可以从小券往下流,既可以使水流畅通,又减少了洪水对桥的冲击,保证了桥的安全。
洞砌并列式
它用二十八道小券并列成9.6米宽的大券。
可是用并列式砌,各道窄券的石块间没有相互联系,不如纵列式坚固。
为了弥补这个缺点,建造赵州桥时,在各道窄券的石块之间加了铁钉,使它们连成了整体。
用并列式修造的窄券,即使坏了一个,也不会牵动全局,修补起来容易,而且在修桥时也不影响桥上交通。
赵州桥评价
梁思成:
“河北赵县安济桥……可称为中国工程界一绝”。
李约瑟:
“在西方圆弧拱桥都被看作是伟大的杰作,而中国的杰出工匠李春,约在610年修筑了可与之辉映,甚至技艺更加超群的拱桥”。
桥梁专家福格·
迈耶(H.Fugl-Meyer):
“罗马拱桥属于巨大的砖石结构建筑……独特的中国拱桥是一种薄石壳体……中国拱桥建筑,最省材料,是理想的工程作品,满足了技术和工程双方面的要求”。
赵州桥荣誉
1961年3月4日中国国务院公布为全国第一批重点文物保护单位;
1991年美国土木工程师学会选定为世界第十二处“国际土木工程历史古迹”,并赠牌纪念;
1999年被定为省级爱国主义教育基地。
赵州桥传说
传说赵州桥赵州桥上的仙迹,主要指传说中张果老倒骑毛驴在桥上走留下的驴蹄子印;
柴王爷推车过桥轧下的车道沟印和膝盖跪下的膝盖印;
鲁班为救石桥跃身跳入河中,用手力顶石桥的手掌印,这些仙迹常常成为游人津津乐道的最有趣内容之一。
相传从前在河北省赵县城南五里的地方,有一条大河,名叫洨河。
洨河发源于河北西部的井陉山。
在古代,它的水势很大,每逢夏秋两季,大雨来临,雨水和山泉一并顺流而下,沿途又汇合几条河水,形成了汹涌的洪流。
因此,洨河两岸的居民和来往的行人,都感到非常不便。
赵县人民的这个困难,被著名的工匠祖师鲁班知道了。
他特地远道赶来,施展出卓越的技术,在一夜之间就造好这座赵州大石桥。
赵州桥造好的消息,很快地传遍了四方。
远近居民都怀着惊喜的心情,争先恐后地前来参观。
这个奇迹甚至惊动了“八仙”之一的张果老。
在驴背的褡裢里一边装上了“太阳”,一边又装上了“月亮”,要在桥上走过。
这还不算,张果老存心要和鲁班开个玩笑,他又约了柴荣,推着载有“五岳名山”的独轮车,一道来到桥头,开口便问这桥能不能让他们两人同时行走。
这时,鲁班刚把大桥修好,正在十分得意,便很不以为然地说:
“这么坚固的石桥,还经不起你们两人走么?
”不料他们上桥以后,把桥压得摇摇欲坠。
鲁班一看情况不妙,赶忙跳下桥去,用手使劲托住桥身东侧,才使这两位仙人带着日月和五岳名山顺利通过。
从此,桥上留下了几处人们津津乐道的“仙迹”;
张果老的驴蹄印和斗笠颠落压成的圆坑;
柴荣因推车力过猛,一膝着地压成的膝盖印和车道沟;
还有鲁班托桥的手印。
后来,除了因为东侧一度塌毁,手印已经不见,其余的仙迹“都留存下来。
《小放牛》里所歌唱的就是这一段生动的传说。
结语
赵州桥是世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥,是世界桥梁史上的一个奇迹。
它被誉为是天下第一桥。
始建于隋朝的赵州桥,至今已有1400多年的历史了。
赵州桥结构新奇,造型美观,全长50.82米,宽9.6米,跨度为37.37米,是一座由28道独立拱券组成的单孔弧形大桥。
在大桥洞顶左右两边拱肩里,各砌有两个圆形小拱,用以加速排洪,减少桥身重量,节省石料,这在建桥史上是个创举。
敞肩拱的运用更为赵州桥赢得了世界声誉。
1991年9月,赵州桥被美国土木工程师学会选定取为第十二个“国际土木工程里程碑”。
赵州桥也是一件艺术珍品。
它横跨河上,宛如一道长虹,气势雄伟。
巨身空灵,线条明快,在恢宏之中,透出矫健、轻盈的美感。
大桥顶部,塑造出想象中的吸水兽,寄托了人们祝福大桥不受水害、长存无疆的良好愿望;
栏板上和望柱上雕刻着各式蛟龙、兽面、花饰、竹节等,其中尤以蛟龙最为精美。
蛟龙或盘踞游戏,或登陆入水,变幻多端,神态极为动人。
雕作刀法遒劲有力,艺术风格新颖豪放。
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