500年前达芬奇手稿桥梁被证实可行,是时候来复习下赵州桥了…

2019-10-18     摩尔沫儿2017

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达芬奇的一生都做了什么?

作为画家,《蒙娜丽莎》为世人所知;

作为百科全书式的人物、博学者,在多个领域都有成就:数学,生物学,物理学,艺术,文学,天文学、建筑,甚至还设计兵器、潜水服和潜水艇的构想…

诚如之前有个帖子里很火的回答:达芬奇全能到令人无法相信他是地球人…

而作为科学家、发明家,近日达芬奇手稿桥梁被证实可行 。

1502年,奥斯曼帝国的统治者要求修建一座桥,链接君士坦丁堡和邻近的加拉塔地区,如果建成,将是当时最长的大桥。

达芬奇的设计,是实用一个扁平的拱门,可让帆船从桥下驶过,也可实用单个拱门。

但当时大多数桥梁都是使用半圆拱,这样长度的桥需要10多个桥墩,统治者认为达芬奇的的设计太冒险,拒绝了他的设计。

美国麻省理工学院10月9日发文称,已研究证明达芬奇500年前设计的桥是成功的!

研究人员做了小500倍的微型模型,用支架把3D打印的砖块拼在一起,把“拱顶石”安放在拱顶后,取掉支架,结果显示桥可以成功竖立,证明达芬奇的设计是可行的。

对此,来自微博网友的评论却非常有意思。

达芬奇的设计无疑是没有问题,但是限于当时的技术水平和条件,并无法实现在大江或者大河上建造这么一座世界最长大桥,因而他的设计没有被采纳。

而在中国,距今1400年赵州桥,作为现存最久,保存最完整的古代敞肩石拱桥,至今屹立不倒。

那么,不如来复习下赵州桥的相关知识。

图片天堂三人行(携程)

赵州桥是安济桥的俗称,它位于今河北省赵县城南五里的洨河上,横跨洨河南北两岸,是中国现存最早的大型石拱桥,也是世界上现存最古老、跨度最长的敝肩圆弧拱桥。

大桥全长50.83米,宽9米,主孔净跨度为37.02米。全桥全部用石块建成,共用石块1000多块,每块石重达1吨,桥上装有精美的石雕栏杆,雄伟壮丽、灵巧精美。

赵州桥建于隋代,隋朝统一中国后,结束了长期以来南北分裂、兵戈相见的局面,促进了社会经济的发展。

当时的赵县是南北交通必经之路,从这里北上可抵重镇涿郡(今河北涿州市),南下可达京都洛阳,交通十分繁忙。

可是这一交通要道却被城外的洨河所阻断,影响了人们来往,每当洪水季节甚至不能通行,为此隋大业元年(公元6O5年)决定建设一座大型石桥以结束长期以来交通不便的状况。

李春受命负责设计和大桥的施工。

李春雕像

李春,隋代造桥匠师。现今河北邢台临城人士。

隋开皇十五年至大业初(595~605)建造赵州桥(安济桥)。

唐中书令张嘉贞著《安济桥铭》中记有:“赵州蛟河石桥,隋匠李春之迹也,制造奇特,人不知其所以为。”

但历史悠久、结构奇特、造型美观、居世榜首的赵州桥,凝聚了李春的汗水和心血。李春成为中国、乃至世界建筑史上第一位桥梁专家。

在李春的设计下,赵州桥的技术有了不少创新:

圆弧拱形式

1.采用圆弧拱形式

改变了中国大石桥多为半圆形拱的传统。

赵州桥的主孔净跨度为37.02米,拱高只有7.25米,拱高和跨度之比为1:5左右,实现了低桥面和大跨度的双重目的,而像一张弓,桥面平坦宽阔,成为“坦拱”,兼顾了水陆交通,方便了车马运行。

这一石拱是由28道拱圈纵向并列砌成,每道拱圈可独立站稳,自成一体,既便于施工,又便于单独修补。

2.采用敞肩。

这是李春对拱肩进行的重大改进。

赵州桥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。

桥上石刻

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。

古代洨河每逢汛期,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。

桥下水色

3.单孔。

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。

赵州桥存世1400多年,堪称中国建筑史上的奇迹之一。

这期间经历了8次以上地震的影响,8次以上战争的考验;承受了无数次人畜车辆的重压,饱经无数次风刀霜剑、冰雪雨水的冲蚀,却雄姿不减当年,如今仍巍然屹立在洨河上。

赵州桥的建成在中国桥梁史上具有重要影晌,它的大跨度、圆弧拱、敝肩形式力以后的桥梁建设开创了新的天地。

隋代以后,出现了许多与赵州桥相类似的大型拱桥,已经发现的就有十几座,如山西崞县的普济桥、晋城的景德桥、河北赵县的永通桥、济美桥等。

赵州桥已经成为中国桥梁建设的典范。

气势雄伟

赵州桥的敞肩圆弧拱形式是中国劳动人民的一大创造,西方在14世纪才出现敞肩圆弧石拱桥,已经比中国晚了600多年。

然而象赵州桥这样突出的技术成就和象李春这样杰出的桥梁专家,在封建社会中并不为封建统治者所重视,甚至在史书中也没有留下多少痕迹,我们除了知道隋朝工匠李春设计建造了这座举世闻名的大桥外,其他却一无所知,不能不说是一个很大的遗憾。

但是即使如此我们仍然坚信:李春作为一代桥梁专家和赵州桥作为一座历史名桥将永载祖国史册,为后人所牢记。

部分图片来源:古建中国

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/qML86G0BMH2_cNUgAZzi.html