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文/小雨带你看历史:原创首发
古时候接到皇帝委派的工程,是天大的荣耀,同时也背负着性命。工程一旦出纰漏,参与修建的人很可能要付出沉重代价。
绝大多数工匠接到皇家差事,都会力求把建筑修得规整华丽,尽量迎合帝王的喜好。可在隋朝,就有这么一位特立独行的匠人,奉旨造桥的时候,偏偏在桥身的大洞两侧,额外开凿了四个小孔洞。
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当时不少人看见这个设计,全都一头雾水,甚至还有官员上书弹劾,说这位匠人肆意胡闹,好好的大桥,非要凿出窟窿,早晚要垮掉,是拿皇家工程当儿戏。
这座桥,就是赫赫有名的赵州桥,主持修建的匠人名为李春。隋朝大业年间,隋炀帝下令大兴土木,南北往来的交通压力越来越大。洨河河面宽阔,每到雨季山洪暴发,河水汹涌湍急,两岸百姓出行十分艰难,渡河事故时有发生。于是朝廷交给李春一项重任,要在洨河之上修建一座可以常年通行的大桥。
在李春接手之前,市面上主流的古桥样式,大多是多桥墩的多孔石桥。这种桥梁会在河水里竖立很多石墩,把长长的桥面分割成一个个小拱洞。
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这种造桥方式的弊端十分突出。每逢汛期,裹挟泥沙、树枝杂物的洪水冲过来,很容易直接撞击桥墩;漂浮的大树碎石还会卡在桥洞之间。洪水受阻,水位会进一步抬升,巨大冲击力,很容易直接把桥墩冲垮。古代很多石桥,都是毁于汛期的洪水。
李春实地勘察洨河之后,直接推翻了当时流行的造桥方案。他大胆采用了单拱大跨度的思路,整座大桥主体,只用一道巨型石拱横跨整条河面,河中不设立任何桥墩。
这个想法在当年属于惊世骇俗。单一大石拱,意味着整座桥全部重量,都要压在河流两岸的桥基之上。石头本身沉重无比,这么巨大的拱券,会不会直接把两岸地基压崩?桥面的重量全部集中两头,又该如何化解?
就在所有人还在为单拱设计感到不安的时候,李春又做出了一个让所有人费解的决定:在主大拱的拱肩位置,左右两边,再各开凿两个小型拱洞,合计四个窟窿。
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不少同僚看到图纸,当即提出反对。好好完整的石拱,硬生生挖出四个空洞,等于把桥身的石料给挖掉一部分,大桥的结实程度岂不是大打折扣?朝堂之上质疑声此起彼伏,流言四起,很多人断定,这座桥撑不了几年。
面对铺天盖地的非议,李春并没有妥协,依旧坚持自己的完整设计,按方案动工。
其实这四个看似多余的小洞,并不是随意凿出来的,每一处都藏着李春对水文、力学的深度思考。
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第一重作用,减轻桥身自重。完整厚实的大石拱,石料总量巨大,沉重的石块会给两岸桥基带来极大压力。四个副拱挖空拱肩位置,直接削减了大桥整体重量,降低地基承受的负荷,有效防止地基沉降塌陷。
第二重作用,宣泄洪水。每当夏季暴雨来临,洨河水位暴涨,湍急河水除了从中间主拱流过,上涨的水流还可以顺着这四个小孔洞分流出去。过水面积被进一步放大,洪水对桥体的撞击力量直接被削弱。河里飘来的树木杂物,也更容易顺着孔洞排走,不会死死抵住桥身。
第三重作用,缓冲形变。四季气温冷热交替,石材会出现热胀冷缩;车马长年累月从桥面碾压经过,桥体也会产生细微的受力形变。四个小拱相当于预留出缓冲空间,可以分散主拱承受的巨大应力,避免整块石拱因为受力集中直接断裂。
第四重作用,节约建材。开凿四处副拱,能够省下大量石料,工程整体造价下降,也减少了石料运输、开采的人力消耗。
这套精妙无比的敞肩拱设计,在那个年代属于全世界首创。
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赵州桥完工之后,岁月的考验接踵而至。一千四百多年时光里,这条河经历过无数次特大洪水,还遭遇过多次地震,战火战乱也轮番来袭。历史记载,数次特大洪峰几乎漫过桥面,汹涌河水疯狂冲刷桥体。同期国内许许多多同时代的石桥,大多已经损毁消失,唯独赵州桥顽强留存。
当然,漫长岁月当中,桥面栏杆、部分石块,后世经过多次修缮更换。但是李春当年设计的主体拱券,还有那四个充满智慧的窟窿,原始结构一直保存到今天。
后世很多近代桥梁专家,在实地考察赵州桥之后,都忍不住感叹古人的工程智慧。在没有现代力学计算,没有钢筋水泥的时代,仅凭实地观察、生活经验,李春就看透了水流与石材的规律,用四个不起眼的小洞,化解了千百年来洪水毁桥的难题。
很多人只知道赵州桥历史悠久,却很少有人明白,这四个当初饱受唾骂的窟窿,恰恰就是大桥长寿的关键。很多时候,看上去多余的设计,反而是守护安全的核心。
古人的智慧,从来不只是神话传说,就实实在在凝固在一砖一石当中。
看完赵州桥的设计,你还知道哪些充满巧思的古代建筑?欢迎评论区聊聊你的看法。
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