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達文西的一生都做了什麼?
作為畫家,《蒙娜麗莎》為世人所知;
作為百科全書式的人物、博學者,在多個領域都有成就:數學,生物學,物理學,藝術,文學,天文學、建築,甚至還設計兵器、潛水服和潛水艇的構想…
誠如之前有個帖子裡很火的回答:達文西全能到令人無法相信他是地球人…
而作為科學家、發明家,近日達文西手稿橋樑被證實可行 。
1502年,鄂圖曼帝國的統治者要求修建一座橋,連結君士坦丁堡和鄰近的加拉塔地區,如果建成,將是當時最長的大橋。
達文西的設計,是實用一個扁平的拱門,可讓帆船從橋下駛過,也可實用單個拱門。
但當時大多數橋樑都是使用半圓拱,這樣長度的橋需要10多個橋墩,統治者認為達文西的的設計太冒險,拒絕了他的設計。
美國麻省理工學院10月9日發文稱,已研究證明達文西500年前設計的橋是成功的!
研究人員做了小500倍的微型模型,用支架把3D列印的磚塊拼在一起,把「拱頂石」安放在拱頂後,取掉支架,結果顯示橋可以成功豎立,證明達文西的設計是可行的。
對此,來自微博網友的評論卻非常有意思。
達文西的設計無疑是沒有問題,但是限於當時的技術水平和條件,並無法實現在大江或者大河上建造這麼一座世界最長大橋,因而他的設計沒有被採納。
而在中國,距今1400年趙州橋,作為現存最久,保存最完整的古代敞肩石拱橋,至今屹立不倒。
那麼,不如來複習下趙州橋的相關知識。
圖片天堂三人行(攜程)
趙州橋是安濟橋的俗稱,它位於今河北省趙縣城南五里的洨河上,橫跨洨河南北兩岸,是中國現存最早的大型石拱橋,也是世界上現存最古老、跨度最長的敝肩圓弧拱橋。
大橋全長50.83米,寬9米,主孔凈跨度為37.02米。全橋全部用石塊建成,共用石塊1000多塊,每塊石重達1噸,橋上裝有精美的石雕欄杆,雄偉壯麗、靈巧精美。
趙州橋建於隋代,隋朝統一中國後,結束了長期以來南北分裂、兵戈相見的局面,促進了社會經濟的發展。
當時的趙縣是南北交通必經之路,從這裡北上可抵重鎮涿郡(今河北涿州市),南下可達京都洛陽,交通十分繁忙。
可是這一交通要道卻被城外的洨河所阻斷,影響了人們來往,每當洪水季節甚至不能通行,為此隋大業元年(公元6O5年)決定建設一座大型石橋以結束長期以來交通不便的狀況。
李春受命負責設計和大橋的施工。
李春雕像
李春,隋代造橋匠師。現今河北邢台臨城人士。
隋開皇十五年至大業初(595~605)建造趙州橋(安濟橋)。
唐中書令張嘉貞著《安濟橋銘》中記有:「趙州蛟河石橋,隋匠李春之跡也,製造奇特,人不知其所以為。」
但歷史悠久、結構奇特、造型美觀、居世榜首的趙州橋,凝聚了李春的汗水和心血。李春成為中國、乃至世界建築史上第一位橋樑專家。
在李春的設計下,趙州橋的技術有了不少創新:
圓弧拱形式
1.採用圓弧拱形式
改變了中國大石橋多為半圓形拱的傳統。
趙州橋的主孔凈跨度為37.02米,拱高只有7.25米,拱高和跨度之比為1:5左右,實現了低橋面和大跨度的雙重目的,而像一張弓,橋面平坦寬闊,成為「坦拱」,兼顧了水陸交通,方便了車馬運行。
這一石拱是由28道拱圈縱向並列砌成,每道拱圈可獨立站穩,自成一體,既便於施工,又便於單獨修補。
2.採用敞肩。
這是李春對拱肩進行的重大改進。
趙州橋把以往橋樑建築中採用的實肩拱改為敞肩拱,即在大拱兩端各設兩個小拱,靠近大拱腳的小拱凈跨為3.8米,另一拱的凈跨為2.8米。
橋上石刻
這種大拱加小拱的敞肩拱具有優異的技術性能:
首先可以增加泄洪能力,減輕洪水季節由於水量增加而產生的洪水對橋的衝擊力。
古代洨河每逢汛期,水勢較大,對橋的泄洪能力是個考驗,四個小拱就可以分擔部分洪流,據計算四個小拱可增加過水麵積16%左右,大大降低洪水對大橋的影響,提高大橋的安全性。
其次敞肩拱比實肩拱可節省大量土石材料,減輕橋身的自重,據計算四個小拱可以節省石料26立方米,減輕自身重量700噸,從而減少橋身對橋台和橋基的垂直壓力和水平推力,增加橋樑的穩固。
第三增加了造型的優美,四個小拱均衡對稱,大拱與小拱構成一幅完整的圖畫,顯得更加輕巧秀麗,體現建築和藝術的完整統一。
第四符合結構力學理論,敞肩拱式結構在承載時使橋樑處於有利的狀況,可減少主拱圈的變形,提高了橋樑的承載力和穩定性。
橋下水色
3.單孔。
李春在設計大橋的時候,採取了單孔長跨的形式,河心不立橋墩,使石拱跨徑長達37米之多。這是中國橋樑史上的空前創舉。
趙州橋存世1400多年,堪稱中國建築史上的奇蹟之一。
這期間經歷了8次以上地震的影響,8次以上戰爭的考驗;承受了無數次人畜車輛的重壓,飽經無數次風刀霜劍、冰雪雨水的沖蝕,卻雄姿不減當年,如今仍巍然屹立在洨河上。
趙州橋的建成在中國橋樑史上具有重要影晌,它的大跨度、圓弧拱、敝肩形式力以後的橋樑建設開創了新的天地。
隋代以後,出現了許多與趙州橋相類似的大型拱橋,已經發現的就有十幾座,如山西崞縣的普濟橋、晉城的景德橋、河北趙縣的永通橋、濟美橋等。
趙州橋已經成為中國橋樑建設的典範。
氣勢雄偉
趙州橋的敞肩圓弧拱形式是中國勞動人民的一大創造,西方在14世紀才出現敞肩圓弧石拱橋,已經比中國晚了600多年。
然而象趙州橋這樣突出的技術成就和象李春這樣傑出的橋樑專家,在封建社會中並不為封建統治者所重視,甚至在史書中也沒有留下多少痕跡,我們除了知道隋朝工匠李春設計建造了這座舉世聞名的大橋外,其他卻一無所知,不能不說是一個很大的遺憾。
但是即使如此我們仍然堅信:李春作為一代橋樑專家和趙州橋作為一座歷史名橋將永載祖國史冊,為後人所牢記。
部分圖片來源:古建中國