——河北赵县赵州桥
　　
本刊记者  郑莉颖

　　
　　
　　在河北赵县的洨河之上，伫立着一座当今世界上跨径最大、建造时间最早的单孔敞肩型石拱桥——赵州桥。其又称“安济桥”，建于隋大业（公元605～618）年间，距今已有1400年历史。桥长64.4米，跨径37.02米，券高7.23米，两端宽9.6米，中间略窄，宽9米。它由古代著名匠师李春主持建造，入选首批国家级重点文物保护单位，也是省级爱国主义教育基地之一。同时它还被列入世界遗产后备名录，被誉为世界上第12处国际土木工程历史古迹。
　　
它，自历史中走来
　　
　　赵州桥在桥梁建筑史上是个伟大的创造，整座大桥更像是一件精湛的艺术珍品。桥的主拱顶上雕有龙头型龙门石1块，八瓣莲花的仰天石点缀于桥侧。桥两边的拦板和望柱上，更雕刻着各种蛟龙、兽面、竹节、花饰。蟠龙汪洋戏水，苍龙飞欲腾空，无不形神俱备，栩栩如生。雕琢刀法苍劲古朴，风格豪放雄健，显示出隋代浑厚严整、矫健俊逸的石雕风貌，绝对是隋唐石雕艺术的精华。
　　赵州桥精湛的技艺令人惊叹，因而民间也广泛流传起有关赵州桥建造的神话故事。最著名的当数，鲁班在一夜之间造起这座大桥，惊动了“八仙”之一的张果老。张果老便邀柴王爷一齐下凡。他倒骑毛驴，在驴背的褡裢里装着太阳和月亮，柴王爷则推着独轮车，载着五岳名山一起上了桥。桥顿时被压得吱嘎作响，摇摇欲坠。鲁班一见不妙，情急之中赶紧用双手托住桥身，使两位神仙顺利过桥。从此，桥面上便留下了车道沟、驴蹄印和柴王爷的膝盖印。传说虽为缥缈之谈，但不免会引人遐想，给赵州桥镀上传奇的趣味儿。
　　抛开神秘色彩，根据史实记载，赵州桥为隋朝匠师李春建造，自建成共修缮8次，历经了10次水灾，8次战乱和几次多级地震，至今桥身依旧完好。且自古其所受赞誉极高，世人言“奇巧固护，甲于天下”。唐朝的张佳贞评价它是“制造奇特，人不知其所以为”。著名桥梁专家茅以升说，“我国的石拱桥几乎到处都有。这些桥大小不一，形式多样，有许多是惊人的杰作。其中最著名的当推河北省赵县的赵州桥，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”。
　　赵州桥自重2800吨，它的根基却只是一个由5层石条砌成的1.58米高的桥台，直接建在自然砂石之上。这么浅的桥基令人难以置信！梁思成先生在1933年考察时，还认为这仅是防水流冲刷而用的金刚墙，而并非承纳桥券全部荷载的基础。他在报告中写道：“我们在北面券脚下发掘，在现在河床下约70～80厘米，即发现承在券下平置的石壁。石壁共5层，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厘米便见水，所以除非大规模的发掘，实在无法进达我们据学理推测的大座桥基的位置。”
　　
创造性建筑设计
　　
　　一般而言，大跨度的桥梁多选用半圆形拱，这会直接致使拱顶过高，造成桥高坡陡、车马行人过桥非常不便。不仅如此，半圆形拱石在砌石时，所用脚手架相对较高，对施工影响极为不利，加重了施工的危险性。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。据测量，赵州桥主孔净跨度为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、施工简易等优点。当然，圆弧形拱对两端桥基的推力也会相应增大，这就需要对桥基的施工提出更高的要求。
　　赵州桥的敞肩，是设计者李春对传统桥梁建筑拱肩的重大改进。把实肩挖空，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。李春凭借大拱、小拱结合建构出的稳定结构，实现桥体的多项技术进步。就泄洪而言，这种设计明显增加了桥身的渡水能力，大大减轻了洪涝季节因水量暴涨给桥身带来的冲击力。根据计算，4个小拱分担过水面积达16%左右，这使赵州桥面对汛期的大水量攻势，安全性能有了显著提升。
　　与此同时，敞肩拱相较于实肩拱可节省大量土石材料，减轻桥身的自重。桥体一端两个小拱可节省13立方米石料，4个小拱则共计石料26立方米，即相当于减轻自身重量700吨。这将会减少桥身对桥台和桥基的垂直压力和水平推力，对于桥梁的稳固防护有着不言而喻的效果。从结构力学理论方面分析，赵州桥的设计构架堪称完美，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，提高桥梁的承载力和稳定性。而抛开工程建造的功用论述，赵州桥的结构设计在美学界也可圈可点。4个小拱均衡对称，大拱、小拱不但为造型添色，其搭配还彰显出一股轻巧秀丽之美，体现出建筑和艺术和谐、完整的统一。
　　单孔，是赵州桥的另一大特色。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。但是多孔桥往往也存在缺点，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。故此，李春在设计大桥的时候，克服技术难题，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，极大地提高了赵州桥的实用价值。如此跨度的建筑设计也成为中国建桥史上的空前创举。
　　
匠心独运
　　
　　赵州桥不仅砌置方法新颖、施工修理方便，李春对桥址的选择也有一番意味可寻。经过严格周密的勘查、比较，李春发现?河两岸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，较为适合建桥。而今测算来看，这里的地层每平方厘米能够承受4.5～6.6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，精准地满足了桥梁的建造要求。
　　另外，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，将整个大桥由28道各自独立的拱券沿宽度方向并列组合而成。其中拱厚皆为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形成一道独立拱券，砌完一道拱券，移动承担重量的“鹰架”，再砌另一道相邻拱。这种砌法优点颇多，既可以方便移动，节省制作“鹰架”所用的木材，同时又利于桥的维修，即一道拱券的石块损坏便嵌入新石，进行局部修整，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。其一便是将每一拱券采用下宽上窄、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；在桥的宽度上则采用少量“收分”的办法，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。其次，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。再次，在靠外侧的几道拱石上和两端小拱上各盖有护拱石一层，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。最终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。
　　这一系列措施的采取使整个大桥连成一个紧密整体，有效地增强了赵州桥的稳定性和可靠性。科