漫话赵州桥

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我国是世界著名的文明古国,几千年来勤劳智慧的人民创造了光辉灿烂的历史、文化,并给我们遗留下来极为丰富的优秀文化遗产。

建于一千四百来年前的隋代的赵州桥(安济桥)是世界上现存建造年代最久、科学技术极高、艺术形象极美、古代跨度最大的石拱桥。在国内外享有崇高的盛誉,自古(唐代)即为“天下之雄胜”,今人誉其为“天下第一桥”“桥梁之祖”,被国外专家称为现代钢筋混凝土拱桥的祖先。一九九一年美国土木工程师学会选择其为第十二个“国际土木工程历史古迹”。她吸引着国内外无数人士向往、参观、瞻仰。然而人们在欣赏赞叹之余,不免产生了一些疑问和不解之谜。当时先民为什么在这里建造如此宏伟、技术高妙的大石桥?这么浩大的工程的资金来源于何处?在当时技术设备条件尚比较原始的情况下是怎样将大桥建起来的?她的基础情况到底如何呢?

漫话赵州桥

建桥的社会背景和起因

赵县历史悠久,古称赵郡赵州,为历代州、郡、县治所。《赵州志》称燕南重地冀北名区。这里西屏太行,地势平坦、土质肥沃,洨河、冶河、槐河、潴龙河几条河流贯穿境内,优越的地理自然环境赋予一方的物产丰富、人民康庶。三国时平棘(今赵县)已有经房子(今临城一带)通往魏都邺城的交通大道,西晋时这里已显重要,为赵国治所,统县九。北魏时废赵国置赵郡仍治平棘(今赵县),孝文帝“均田制”的推行使农业、手工业、商业经济得到发展。政治上北朝时期的各代君主都很倚重北方的豪门望族赵郡李氏。北齐风云人物高欢以冀中为根据地而成霸业,其子高洋皇帝又纳赵郡李氏女为皇后,自然对赵州更加重视,所以南北朝时期赵州即成为河北中南部的一个重要城市、重要区域。

隋朝的建立结束了南北对峙、长期战乱的不利局面,实现了中华民族的第二次大统一。人民渴望和平安定,国家、地方急需建设,经济需要发展。隋文帝是个较清醒,较有作为的皇帝,进行了一系列的改革,并取得了一定的成功,经济得到发展,人民较丰衣足食,综合国力较强。可以说国家要发展,发展交通事业必为其中一个重要环节。史书记载开皇初年,隋文帝就颁布诏书征召天下能工巧匠,兴建了一些土木工程,形成了大搞建设的气氛。此时赵州统县十一,是河北中南部的重要城市,经济得到发展、人民殷实。但经济要进一步发展,必然要发展交通。赵州城南五里的洨水是赵州城至皇都的必经之地,两岸往来、经济等流通受到严重影响,赵州上至官吏下至平民迫切愿望建造大桥。所以在国家地方官吏的倡导下,赵州一方人士积极响应,有钱出钱、有力出力,富主大贾、官绅豪族以及平民百姓踊跃捐资建桥。从修桥主题名石上为数众多的人名上便可得知赵州桥的资金主要来源于众人集资,这些人有的有官阶,更多的则是普通百姓,反映出古代燕赵的民风淳朴,优良的社会美德,和赵州人民的有作为。目前还未找到国家、地方投资的资料,但估计如此巨大的工程、且设计施工精良,雕饰艺术卓越来分析,此工程应为国家扶持工程,则国家地方也投入了一定的资金,人力物力。

漫话赵州桥

赵州桥所跨的洨河,发源于太行山区,古时有几泉,雨后水流湍急,流经获鹿、栾城、赵县至宁晋与槐河汇流入滏阳河。在山区水流湍急,及至赵州水势缓减,所挟泥砂遂渐淤积,即淤积稍大於冲刷,故有铜帮铁底老洨河之说。所以河水难以冲坏桥基。这里的地基为第四纪冲积层,地层稳定,是良好的天然地基,适宜建桥。可见李春等匠师对水文地理应用亦很娴熟,这也是在此建赵州桥的一个原因。

根据史料分析,赵州桥建成前后,国家开辟了从镇州(今正定)经赵州、邢州南达邺城至洛阳的交通干线,此干线为当时全国七大干线之一(相当于后来的京广线),而取代了原来经房子、元氏、石邑(石家庄市西南)的南北交通线,使赵州的地位更加重要,成为河北中南部的一个政治、经济文化中心城市。赵州桥亦成为重要水陆码头、交通枢纽,对经济发展、文化交流发挥了巨大作用。

一虹飞架南北

赵州桥建于隋代,距今一千四百来年。当时的科学技术、施工设备还不发达,建桥者们是怎样将如此巨大的大桥建起来的。

早在唐代中书令张嘉贞《石桥铭(并序)》中就有“赵郡洨河石桥制造奇特人不知其所以为”“缄穹窿崇豁然无楹吁可怪也”之句。深感大桥之奇之怪,不知大桥是怎样兴建而成的。即便是现在,一般人也想象不出在当时科学技术、工程设备尚不发达的情况下,建桥者们是用什么方法进行的施工。甚至至今工程界人士有的亦认为赵州桥桥体巨大,其基础一定很深很大,是长后座型等等。

那么赵州桥终究是怎样砌筑起来的呢?根据文献资料,我国古代修建石拱桥多是在砌筑好桥基桥台之后,桥主体的营造方法主要是搭设木拱架,也有采用在河中堆筑“土牛”拱模的,这样还需另浚河绕流,耗费人力物力更大,极少采用。赵州桥所跨的洨河当时有山泉汇入常年不竭,且其建造工程之大绝非一般,绝非一二年可以完成,故利用冬季河干涸堆筑“土牛”法当不可取,也就是说赵州桥的营造方法只能采用搭设木拱架方法,古时人少地广,木材来源比现在较容易。赵州桥的木拱架应为满布的木架,采用类似古建筑房屋的几架梁式结构,平行的为梁,竖立的为柱,挨近拱石处设桁即檩,檩上铺木板,再置若干拉扯戗木。拱架下面由柱桩承托,水仍可流过,当然柱桩下的地基要处理好。可以想象这么大跨度的拱桥,其施工无疑相当艰巨,且桥下常年流水,夏秋水势很猛,对拱架造成很大的威胁。

漫话赵州桥

(图片:王志明捐赠)

搭设好拱架后始砌筑主拱,每块拱石均需一一雕琢成略呈扇形,尺寸准确,相接面要精细密贴,平而不滑,以利抗剪,并使用灰浆填缝。砌好一道拱券再砌下一道,各道自成一个支撑体,减少了对拱架的负荷压力。每道拱石由两端始砌,砌至正拱顶后,用木楔楔紧诸石(用大锤击砸木楔),然后拔去木楔,再挤入龙门石。各拱石之间嵌入腰铁(中间细两头宽的双银锭形铁巴锔),待各道主拱全部砌好后,将拱架慢慢拆去使主拱石落实,拱肋上之间嵌入腰铁。主拱完成之后,然后在主拱上满铺护拱石,安设五根横向铁拉杆、六块长条勾石,将主拱联结牢固。而后搭设四小拱拱架、砌筑四小拱、砌法和主拱一样,填平山花墙(主拱和小拱、小拱和小拱之间),小拱顶安上铁拉杆,铺砌桥面石、帽石、安置栏板望柱、至此大桥竣工。

桥台之谜

如此宏伟的大石桥,其基础究竟有多大,这是千百年来人们未能解开的一个谜,至今仍有很多人迷惑,历代相传赵州桥的基础是圆的,下面埋有半圆,挖不到底。古诗亦云“谁掷瑶环不记年,半沉河底半高悬”。即使现在工程界亦有人推测赵州桥的基础一定很深很大,是长后座深基础型,并怀疑基下可能有木桩加固等。1979年通过科学钻探和坑探,终于解开了这个谜,其下埋置半圆之传说不能成立。而且基础并非人们想象得这样又深又大,而只有五层平铺石,总厚度仅 1.57米,南北长度亦不过五米左右,为低拱脚浅基础短桥台,并且千多年来下沉甚微,经过验算其地基应力每平方米34吨,与桥址处轻亚粘土的允许应力相似。古代没有科学精密仪器,凭经验得来的基础尺寸却能充分利用基底的承载力,如此精确,这是很不容易的。另一方面,若基础砌得过长则不一定会安全,若只计基础的抗滑力则是不安全的,只有计入后台土压始能满足抗滑要求,故桥台砌置较短,这是一个很经济科学的设计。换句话说,如基础过长基石底恐会因主拱的平推力向后滑动,倒不如短桥台而在桥台后面填土夯实利于抗桥台后滑。最后呢,想再谈一下大桥的石料是怎样运来的。这就比较简单了。这里虽不产石料,但距太行山不远,洨河发源于太行山区,当然是从山里采石,装上船舟顺流而下至赵州桥处,相比陆路运输,经济便利。

来源:2005年《赵州桥——古桥肇建一千四百年纪念特刊》 赵县档案

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