e閱趙州:天人合一揭開「橋樑鼻祖」屹立千年之謎

2019-07-30     趙縣生活圈

趙州橋建成之後近1400年的時光里,一直在通連南北的交通要道上負載著南來北往的車馬行人,直到1984年趙州橋公園建成之後,才不再承擔交通功能。著名橋樑專家茅以升1962年考察趙州橋後說,先不管橋的內部結構,僅就它能夠存在一千多年就說明了一切。

在趙州橋存在的歷史上,曾歷經8次大地震而不倒,54次大洪水衝擊而不垮,又有無數次的戰亂而不毀,可謂歷久彌堅,老當益壯。1963年的特大洪水,淹沒了趙州橋的橋拱,據當地老人講,站在橋上都能感覺到橋身的晃動,可趙州橋安然無恙。1966年河北邢台發生7.6級地震,趙州橋距離震中僅40多千米,當地震感也很強烈,不過趙州橋卻毫髮無損。

20世紀50年代,為了揭開趙州橋千年不倒之謎,著名橋樑專家茅以升對趙州橋組織過一次承載力的測試,結論是趙州橋可以荷載8噸的重量。那麼,究竟是什麼樣的建築工藝,給了趙州橋超越世人想像力的鋼筋鐵骨,任時光漫漶而屹立至今?

一橋飛架南北,中間沒有橋墩,李春首創的這種「敞肩圓弧拱」的結構形式,是趙州橋最大的特點。這種建築形式節省石料,利於通行,橋上載人過車,橋下船運通暢,互不相擾,極其便利。同時,「敞肩拱」的設計符合現代結構力學的原理,大大增強了石橋的穩定性。而且,「敞肩拱」可以輔助宣洩洪水,增加過水麵積16.5%,這對建在「怒水盪突」的洨河上的石橋來說,無疑大大增加了安全係數。

趙州橋的另一個顯著特點是「縱向並列砌築法」的應用。不同於羅馬和現代的橫向砌築法,這種砌築法可以使每一道拱券自成體系,便於逐次施工,日後若有損壞修復起來也很容易。為了增加各道拱券之間橫向的聯繫,趙州橋採用了九道鐵拉杆橫穿拱背,還在相鄰的拱石之間用腰鐵橫向、縱向相卡,共同形成橋頭牢固的橫向聯絡,使整座大橋渾然一體。

圖:趙州橋鐵拉杆

這麼大型的一座圓弧形拱橋,對兩岸橋基的水平推力會非常之大,這也意味著趙州橋需要一個更結實更厚重的橋基。正因為如此,現代工程界一些人士,都在猜測趙州橋的橋台必然很深,應該是后座型式,甚至很有可能有樁基。而民間的傳說似乎比專家們更有想像力。當地人們認為,這座橋是一個完整的圓形,只不過大部分被埋在了地下。

圖:梁思成、莫宗江考察趙州橋

最早試圖揭開趙州橋橋基之謎的,是梁思成。1933年,梁思成動用了數十名民工對趙州橋的根基進行了挖掘探測。就像大樹必有深根一樣,梁思成也認為趙州橋應該有一座深深扎入地下的根基。然而,調查的結果卻大大出乎梁思成的預料,他並沒有看到預想中的深橋基。在後來的調查報告里,他寫道:「我因不得知道橋基造法而失望,也正如鄉下人,因不能證實橋券為整圓而大失望一樣。」

1979年5月,中國科學院自然科學史研究所對趙州橋橋台基礎進行了鑽探勘察,證實了梁思成當時挖的就是趙州橋的根基石。它沒有採用人工地基,而是直接砌築在沒有經過夯築的天然地層之上。1979年,科學的鑽探和人工坑探表明,橋台總厚度僅僅1.57米,南北長度約5米,地基沒有作任何加固處理,這又一次讓人們驚嘆不已。智慧的古代工匠,把趙州橋的地基選在了第四紀沖積層(亞黏土層)上,地層穩定,土質均勻,是良好的天然地基。正是這種地基,讓趙州橋在一千多年後依然「下沉甚微」。

趙州橋1400年屹立不倒的事實,讓我們不得不對古人的建築理念作出深刻的思考。中國古代建築的營造理念歷來主張順應自然,與自然保持和諧。仰則觀象於天,俯則觀法於地,這種「天人合一」的建築觀,一直是中國古代建築千百年來的中心思想 ,並成為了一項世界公認的建築倫理法則。這種順應自然的建築理念,在趙州橋的建築過程中得到了充分體現。

在沒有精密儀器設備和先進科學技術的支持下,李春是通過什麼樣的計算方法,竟敢如此大膽地採用超常規的「淺基礎」「短橋台」,在天然地基上建造了趙州橋呢?趙州橋所用石料為青白色石灰岩,全部橋體共用石一千多塊,平均每塊石料重達1噸。但趙州本地並沒有山石可供開採,那麼,修橋所用的石料來自哪裡?即使最近的山區距離趙州也有近百里之遙,這些巨大笨重的石料是怎樣運送到施工現場的呢?李春留給後人的這些謎團,有待我們慢慢去研究、破解。

來源:網信趙州

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