是谁塑造了赵州桥屹立不倒的神话?
是谁塑造了赵州桥屹立不倒的神话?
赵州桥,这座被誉为“桥梁史神话”的千年古桥,究竟凭什么在8次地震和54次洪水的考验中屹立不倒?是它自身的坚固结构,还是历代修桥人的智慧结晶?本文将为您揭示这座世界文化遗产背后不为人知的故事。
如果仔细观察就会发现,赵州桥拱券外侧有一圈密密麻麻像图钉一样的东西,这是用以加固拱券整体性的核心工艺之一:腰铁。|图源:新华社
“经历8次地震,54次洪水而不倒”的赵州桥被奉为桥梁史神话。美国杜克大学土木工程学教授亨利·波卓斯基(Henry Petroski)在《宽恕设计:理解失败》中说,大型工程垮塌的周期大约是30年。
赵州桥屹立不倒,真的靠它自己吗?
前仆后继的修桥人
在赵州桥屹立1400年中,有一群人被忽略了——他们不是设计者,也不是参与者,而是历代的修复人。
赵州桥能有今天,离不开史上8次大修。据资料显示,唐朝贞观年间,大水冲毁了一小部分桥体,栏板被冲掉,唐人进行过一次修缮;宋代修缮过一次;明代修缮过四次;清代修缮过一次。
明朝末年,已经使用了千年的赵州桥二十八道拱券中西侧的五道发生坍塌。据记载,当时赵州桥拱券残缺,力学结构发生改变,剩余拱券扭成S形。
1898年破损严重的赵州桥。
赵州桥拱券坍塌图。
一般的桥发生如此大的问题很有可能当场彻底毁损,但赵州桥却撑到了清朝乾隆年间得以修缮。期间,行人和车马并未停止穿流。
亨利·波卓斯基认为,“人是会犯错的,由人建造的建筑也是如此。我们意识到人类的本性就是超越过去,建筑如此,艺术如此,工程学就是一种人为的尝试。”
尝试的后果需要由谁来承担?那就是桥梁的维修者。
1933年,梁思成和林徽因前往赵县测绘赵州桥时发现,28道拱券中,东面3道拱券已经坍塌,西面5道拱券重修于乾隆年间,石质新鲜可辨。
他写道,“已经显然有向外崩倒的倾向,若不及早修葺,则损坏将更进一步了”。但在兵荒马乱的时代,无人在意一座古桥的生命,梁思成只能带着遗憾离开。
梁思成当年绘制的“河北赵县安济桥现状实测图”。| 《图像中国建筑史》
赵州桥最近一次大修,是1956年竣工。
争议巨大的修复
事实证明,赵州桥固然结实,但如果没有平均300年一次的大修,恐怕也无法在洪水和地震中撑到今天。
但修复也曾引起巨大争议。在2013年公布的研究报告中显示,1955年赵州桥修缮工程的最终技术方案被确定如下:采用水泥砂浆灌注的方法加固拱券;用混凝土盖板浇注在石拱券顶部,进一步加强拱券的整体性。
水泥砂浆灌注加固的技术方案曾在50年代的世界各国古建修复中相当普遍。法国人同期也采用大量水泥做修复的案例。
1955年赵州桥修缮工程现场。
梁思成于1935年所提交的《重修赵县大石桥计划大纲》中,也能看到相似的技术方案:
“首先须将已崩倒之东面三券,及其次已倾斜之数券,恢复原位,然后将各券之间加以联络,或用钢骨水泥,石缝之间,全部用水泥灌满。”
但从今天技术看来使用水泥留下了诸多隐患。文物保护讲究“四原”原则——“原材料、原形制、原工艺、原做法”,钢筋混凝土结构,严重破坏赵州桥的形制和结构。1000多年的桥面石板则在1954年的方案中,被全部废弃,存放于博物馆中。
修缮后的赵州桥
当然,再厉害的修复也抵不了桥梁本身优质的工程结构。
坚实的地基
赵州桥是修建于隋开皇十五年至大业元年(595-605年)的石拱桥,由工匠李春设计建造,最初的名字为赵郡洨河石桥,北宋哲宗皇帝赐名“安济桥”。
一般人去赵州桥最感兴趣的是它的雄伟和精美,但主体何能千年不毁?桥梁专家夏树林介绍,“因为基础好”。
建筑最重要的是地基,地基不牢如同空中楼阁。洨河两岸的土质以松软的沙土为主,不适合建造高拱石桥,因为两侧桥脚承受巨大的重量,会让桥梁发生严重沉降,最终导致坍塌。
赵州桥为什么能做到?据乡人所传,赵州桥的拱券是一个深埋地下的整圆,像轮子一样深深嵌在土里。
但1979年5月,现场勘测的结果发现,赵州桥下并不是传言的“整圆”,承托主拱的桥台由厚度不同的5层条石砌成,总高仅1.554米。
1933年,梁思成拍摄的赵州桥全景。
秘密就在于5层桥台下的基础,证实桥台基础的持力层为轻亚黏土。经现代科学检测,轻亚黏土的承载力与粗砂基本相近,可以承受长37.02米、宽9.3米的石头桥梁。赵州桥所采用的“低拱脚、浅基础、短桥台”的筑桥方法全赖于这种基础。
夏树林说,问题的关键是,在1400年前设计者李春没有现代设备,如何凭借经验便能估算如此跨度的拱桥,可以搭载在轻亚黏土上而不会坍塌?
前方何时无危桥
桥梁安全一直是人类的永恒话题,古今中外,概莫能外。
据剑桥大学教授科林·奥康纳(Colin O'Connor)统计,现存的罗马石拱桥(含遗迹)一共有384座,其中54座为石拱渡槽。
其中,意大利朱利安桥(Pont Julien),是保存最完好的古罗马石拱桥之一,距今已有2000年的历史。该桥建成之后一直使用,近现代作为公路桥使用直至2005年才停用,现在只供人行。
没有钢筋水泥,只有石料干砌,这些桥梁躲过了洪水和地震,屹立千年不倒,但它们的背后始终站着一群人——那些默默的维修人。
本文原文来自国家地理中文网