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东西问 | 梁勇:“中国第一石拱桥”何以千年不倒?

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  中新社石家庄5月12日电 题:梁勇:“中国第一石拱桥”何以千年不倒?

  作者 牛琳 李晓伟 谢欣笛

  “赵州桥来鲁班修,玉石栏杆圣人留,张果老骑驴桥上走,柴王爷推车轧了一道沟。”伴随中国北方民歌《小放牛》的广为传唱,关于赵州桥的历史,真实与传说纠缠了上千年。1400余年里,这座开创中国长跨度单孔敞肩桥先河的“中国第一石拱桥”历经地震考验和洪水冲蚀而不倒,它究竟拥有怎样的结构之谜?又蕴藏着古人怎样的建筑观?这种筑桥工艺和理念又是如何影响后人并远播海外的?河北省政府文史研究馆馆员梁勇近日就此接受中新社“东西问”专访,解读赵州桥千年不倒之谜及其在世界桥梁史上的独特价值。

  现将访谈实录摘要如下:

  

  梁勇:赵州桥是一座位于河北省石家庄市赵县城南洨河之上的石拱桥,因赵县古称赵州而得名。当地人俗称大石桥,后由宋哲宗赵煦赐名安济桥。

  中国是人类拱桥的起源地,历代建造的石拱桥有百万座之多。赵州桥被称为“中国第一石拱桥”,始建于隋代,由匠师李春设计建造,是目前世界上现存最早的大型单孔敞肩石拱桥。据考证,像这样的敞肩拱桥,欧洲到19世纪才出现,比中国晚了1200多年。著名建筑学家梁思成通过与欧洲拱券桥比较得出结论:真正的拱券桥,至19世纪中叶以后才盛行于欧洲。

  唐中书令张嘉贞的《赵州石桥记》记载:“赵州洨河石桥,隋匠李春之迹也,制造奇特,人不知其所以为。”这是关于赵州桥最早的历史记录。

河北省石家庄市赵县的赵州桥。朱涛 摄

  在民间,关于赵州桥修建的历史则更多以民歌、民谣形式传唱。这其中,人们津津乐道的是桥上迄今留有的“仙人”遗迹——“车辙印”和“驴蹄印”。据现代桥梁工程原理推测,桥面上的“车辙印”和“驴蹄印”或为行车标识,用以区分车马与人行。因为赵州桥的结构是纵向并列砌筑,为保证桥梁安全,如果超重车辆过于靠桥边行进,易对石拱券造成危险。

  赵州桥在中国本就是一座名桥,只是国际上并不闻名。最早把赵州桥推向世界的是梁思成先生。1933年,梁思成到赵县对赵州桥进行了详细考察、测绘,写成《赵州大石桥即安济桥》一文,并寄到美国发表,使得这座人类文明史上最早的大型石拱桥得以闻名于世。

赵州桥桥面上的“车辙印”。朱涛 摄

  中新社记者:赵州桥有何独特价值?其首创的“敞肩拱”结构形式,在世界桥梁史上有何意义?

  梁勇:赵州桥采取单孔长跨度、桥心中未设桥墩的建造方式,开创中国长跨度单孔桥之先河。

  隋代创建的赵州桥位于东都洛阳到涿郡(今涿州市)的南北驰道上,是跨越洨河的重要交通设施。在隋炀帝东征过程中,运载大量军需物资的车队都从这座大桥上通过。

  建成后的赵州桥全长64.40米,由28道并列的石条砌筑而成,几乎可横跨一座足球场,主孔净跨度37.02米,比篮球场长出近一半,拱高只有7.25米,拱高和跨度之比为1:5左右,完美地实现了低桥面和大跨度的双重目的。

  梁思成评价称:“这样大的单孔券,在以楣式为主要建筑方法的中国,尤其是在一千三百余年以前,实在是一桩值得惊异的事情。”

  赵州桥建造工艺独特之处还在于,它在世界桥梁史上首创“敞肩拱”结构形式。敞肩,即在大拱上面两侧各建两个小拱。这不仅造就了赵州桥独特的艺术之美,也成为赵州桥最让人津津乐道的工艺独创。

  它有以下几方面的重要作用:

  首先,敞肩拱较实肩拱可减轻桥身的自重。据计算,四个小拱节省石料26立方米,减轻重量700吨,从而减少桥身对桥台和桥基的压力。

  其次,有助于宣泄洪水。雨季山洪暴发时,洨河水对赵州桥的冲击很大,大拱上面两侧各开着两个孔,可增加泄洪能力。据计算,四个小拱增加过水面积16%左右,大大提高大桥的安全性。

  再次,符合结构力学理论。敞肩拱式在承载时可减少对主拱券的压力,提高桥梁的承载力和稳定性。且两侧敞肩可使桥面坡度变缓,这样上桥的人、畜都比较省劲。

  赵州桥体现了中华民族的伟大智慧,是世界桥梁史上的奇迹。它为后来中国、日本的石桥建筑,乃至西方很多大型石桥建筑提供了成功的模板,是楷模式的建筑经典。

  1991年,赵州桥经受住了严苛的评选标准,和埃及金字塔、英国伦敦塔桥、法国埃菲尔铁塔一起,被美国土木工程师学会认定为世界第十二处“国际土木工程历史古迹”,这也是中国唯一入选的土木工程建筑。

“国际土木工程历史古迹——赵州桥”铜牌。朱涛 摄

  中新社记者:赵州桥屹立千年而不倒的秘诀是什么?其蕴藏着何种建筑观?

  梁勇:赵州桥作为交通要道,自建成之日起就被高密度地使用着。“来往征人急于蚁”,这是明代诗人鲍捷对赵州桥繁忙交通的描写。在1984年营建赵州桥公园前,赵州桥一直作为一个正常的交通运输桥梁发挥着作用。

  荷载力强是赵州桥千年不倒的一个重要原因。上世纪50年代,著名桥梁专家茅以升对赵州桥组织过一次承载力测试,结论是赵州桥可荷载8吨。

  作为桥梁,最大的危险还是来自于洪水。1996年8月,赵州桥附近多条河流发生50年一遇的特大洪水,遭遇洪水袭击的赵州桥再一次安然无恙,“敞肩拱”的建造方式起到了重要作用。

  此外,稳定的地基是赵州桥千年不倒的另一个重要原因。赵州桥自重2800吨,但桥基仅是由5层石条砌成1.55米高的桥台,直接建在自然砂石上。桥台为浅基础、短桥台,且建于没有经过夯筑的天然地基上。为什么这么重的石桥,桥基却这么浅?因为李春根据自己的经验,选址在洨河两岸较为平直的地方建桥。此处地面由河水常年冲击形成,表面是粗砂,往下是细石、粗石、细沙和粘土层。经过科学测算,桥下地层每平方厘米能承受4.5至6.6公斤压力,而赵州桥对地面的压力为每平方厘米5至6公斤,完全能够满足大桥的要求。自建桥到现在1400多年,桥基仅下沉5厘米。所以赵州桥才能在千余年里经历若干次大洪水和地震而屹立不倒。

  这其中蕴藏着古人独到的建筑观。事实证明,在上部结构相对完整独立的情况下,这种“浅基础、短桥台”的做法非常成功。这是中国人的一种哲学,就是顺应自然,道法自然,与自然保持和谐。这种天人合一的建筑观,一直是中国古代建筑千百年来的中心思想,并成为世界公认的建筑伦理。赵州桥无疑是践行这一法则的范例。

  赵州桥施工时采用纵向并列砌置法,整个大桥由28道各自独立的拱券并列组合在一起,每道券独立砌置,可灵活针对每一道拱券进行施工。每砌置完一道拱券,只需移动鹰架(施工时用以撑托结构构件的临时支架),再继续砌置另一道相邻拱。这种被日本学者称为扇形拱,被梁思成称为巴比伦式的并列砌券法,也曾用于罗马石拱桥的建造。

  此种砌筑方式既节省制作鹰架所用的木材,便于移动,又利于日后修缮,如果一道拱券的石块损坏,只需替换成新石,而不必对整个桥进行调整。施工期间还减少了对船只通航和夏秋泄洪的影响。这是天人合一建筑理念的又一应用。

一名游客在赵州桥上拍照。中新社记者翟羽佳 摄

  中新社记者:中国石拱桥建造技术在明代时曾流传到日本等国,这在促进与各国文化交流方面发挥了何种作用?

  梁勇:赵州桥建成后,中国先后出现了许多仿制赵州桥修建的大型拱桥,大型敞肩石拱桥的建造技术在中国遍地生根开花。国外受影响最大的是日本,日本有很多这样的石拱桥,遍布日本的古老石桥与中国拱桥有着一脉相承的渊源。

  日本最早的石桥是在1634年建于长崎的眼镜桥,被誉为“日本最古最有名的石拱桥”,是由中国明代福建籍的如定和尚设计建造的,如今如定的塑像就矗立在桥头。在20世纪50年代的大水灾中,眼镜桥附近的钢筋混凝土现代桥梁全遭冲毁,唯有眼镜桥安然无恙。

  中国石拱桥建造技术还传播到印度、斯里兰卡、越南等国,这些国家很多古代桥梁均受中国赵州桥影响。赵州桥所开启的高超的中国拱桥技艺,及其蕴藏的顺应自然、天人合一的建筑理念,震撼了世人,也促进了中国的国际文化交流并增进了与世界各国的友谊。(完)

  受访者简介:

  梁勇,人文学者。中国留学人才发展基金会“一带一路”研究院研究员,中国邮政邮票史研究中心暨中国邮政邮票博物馆特聘研究员,中国文化产业协会新经济专业委员会智库专家,李可染画院研究员,河北省政府文史研究馆馆员,河北省政府参事室特聘研究员,河北省社会科学院北学研究院学术顾问,河北师范大学、河北经贸大学、河北科技大学、河北地质大学客座教授;河北省元曲研究会会长,燕赵文化研究会副会长,河北省中山国文化研究会副会长。河北省文化和旅游厅智库专家,河北省旅发大会督导专家。著有《文化资产价值论》《京津冀挽起一带一路》《万里茶道河北印记》《大美雄安》《中国工匠·河北卷》等专著。

【编辑:于晓】
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