浅议中国古代桥梁的技术创新及艺术价值

时间:2022-06-18 11:58:45

浅议中国古代桥梁的技术创新及艺术价值

摘要:桥梁是人类在生活和生产活动中,为克服天然障碍而建造的建筑物,也是有史以来人力所建造的最古老最壮观的文明建筑。据史料记载,在距今三千多年的周朝也加过浮桥。古代桥梁主要有梁桥、拱桥和索桥,它们足以体现在桥梁史上的技术创新之处,且对近现代桥梁建设有极其高的借鉴价值及指导意义。

关键词:古代桥梁;创新;价值

1. 古代桥梁概貌

我国古代桥梁有着极其丰富的内涵。一般来讲,我国古桥大致有梁桥,索桥和拱桥。但不管哪一种形式的桥梁,都毫无例外地有许多的技术上的创新和借鉴价值。

梁桥结构简单,外形平直,是我国古代最普遍、最早出现的桥梁;索桥,即吊桥、悬索桥,首建于秦朝;拱桥是在汉代拱式结构坟墓建造技术的启发下,从伸臂木石梁桥和撑架桥逐步演变和发展起来的,因为其承重部分是弯曲的,所以又称为曲桥。针对这几种形式的桥梁,下面选取典型桥梁详细介绍创新及价值。

2. 拱桥―赵州桥

2.1 桥的技术创新

赵州桥正名安济桥,是我国现存最古老的大跨径石拱桥,位于河北省赵县城南2.5公里处的河上。它由隋朝工匠李春设计建造,距今已有 1400年的历史,全长64.4米,跨径37.02米,弧矢7.23米,拱顶宽9米,拱脚处宽9 .6米,主拱两端靠桥头的两个小拱跨径3.81米,由2 8道石拱券纵向并列砌筑而成。

(1)桥址选择合理,使基础稳固牢靠。经过严格周密勘查、比较,选择了佼河两岸较为平直的地方建桥,因为这里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。根据现代测算,这里的地层的承受力的大小,能够满足大桥的要求,到目前,桥基仅下沉了5厘米。

(2)砌置方法有创新、使施工修理方便。此桥采用了纵向(顺桥方向)砌置方法,既可以节省制作“鹰架”所用的木材,便于移动;同时又利于桥的维修,一道拱券的石块损坏,只要把新的石块嵌入,进行局部修整,而不必对整个桥进行调整。

(3)在保持大桥稳定性方面采取了许多严密措施。每一拱券采用了下宽上窄、略有“收分”的方法,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,增强其横向联系。

(4)赵州桥的桥具特色。 赵州桥的桥台低拱脚,浅桥基,短桥台;而且在桥台边打入了许多木桩以减少垂直位移,延伸桥台后座,以抵消水平推力的作用。沿河一侧设置的金刚墙不仅可以防止水流的冲蚀,而且增加了桥台的稳定性。

(5)采用敝肩拱。赵州桥首次对拱肩进行的重大改进,在主拱的两肩上各建两个小拱,不仅能够利于渲泄洪水,据计算四个小拱可增加过水面积16%左右,大大降低洪水对大桥的影响,提高大桥的安全性,减轻洪水对桥身的冲击力,增强大桥的稳固性;而且四个小拱可以节省石料26立方米,减轻自身重量700吨,可以减轻桥身自重,节省石料,同时使桥梁的结构更加合理实用,美观大方。

(6)采用圆弧拱形式,改变了我国大石桥多为半圆形拱的传统。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、施工方便等优点。桥面坡度为百分之六点五。这样的坦拱,打破了我国圆形拱与半圆拱的惯例,加大了流水面积,减缓了大桥的坡度,便于人员和车辆通行。

(7)单孔长跨的形式很是创新。我国古代的传统建筑方法,一般比较长的桥梁往往采用每孔的跨度小、坡度平缓,便于修建的多孔形式,而此设计利于舟船航行,也不会妨碍洪水宣泄;也不会有桥墩长期受水流冲击、侵蚀,天长日久塌毁的风险。这是我国桥梁史上的空前创举。

2.2 桥的艺术价值

石雕艺术细腻传神,巧夺天工,具有独特的民族艺术风格。从整体观察,桥身坦拱敞肩,轮廓清晰,线条柔和,轻盈匀称,势若长虹,寓秀逸于雄伟之中。由远而望,犹如苍龙飞架, 又似玉环半沉;既是力量的象征,又渗透着传神灵气。沧州狮子定州塔,赵州石桥大菩萨”的民谚,在国内 外广为流传。建造者李春以超人的聪明才智,完成的这一举世无双的宏伟建筑,给人留下了无限遐想的诗画意境。

经过以上论述,我们可以看到赵州桥有这如此独特的结构形式和特殊的自然条件,所以其创新之处经久不灭,在历史的长河中 ,历经千余年,至今巍然屹立,光彩照人。

1400多年的历史实践充分证明,赵州桥的确是一座经得起历史检验的“良心桥”、“功德桥”。如果用赵州桥来比试时下那些“昧心桥”、“腐败桥”和其他“豆腐渣”工程,的确令人为之汗颜。

3.梁桥―洛阳桥

洛阳桥位于福建省江海汇合处,是中国现存最早的跨海梁式大石桥,其在建桥技术和工艺上有许多创新,主要表现在:

第一,洛阳桥首创了筏形基础。所谓的筏型基础就是沿着桥梁中轴线的水下底部抛置大量的石块,形成一条连结江底的矮石埕作桥基,然后在上面建桥墩,这种建造方式对中国乃至世界造桥科学都是一个伟大的贡献。

第二,洛阳桥应用和发展了利于分水的尖劈形桥墩。

第三,洛阳桥利用了牡蛎胶固桥墩,即在基石上养殖牡蛎,使之胶结成牢固的中流砥柱,这是世界上第一个把生物学应用于桥梁工程的先例。

第四,洛阳桥利用了海潮涨落的高低位置,架设桥面大石板,即潮汐的涨落浮运和架设石梁。

4.索桥―卢沟桥

凌驾于大渡河的泸定桥,是铁索桥中的佼佼者,建成于清朝康熙四十五年(公元1706年),长为103.7米,宽三米,由13根大铁链组成,它是当时世界上独一无二的大铁索桥。200多年来,它为便利西南地区的交通做出了贡献。“金沙水拍云崖暖,大渡桥横铁索寒”为这座在工农红军长征途中立下汗马功劳的铁索桥增添了光彩。

中国古代桥梁的设计制造不仅为中国也是给世界做出了重大的贡献,它们的技术创新之处,艺术价值之高超,是无可比拟的,对后世及至当代的建筑界都产生了很大的指导意义。

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