赵州桥建于隋朝大业年间,距今已有约1400年的历史,是目前世界上保存的最古老的一座石拱桥。赵州桥既是土木建筑史上一项划时代的工程,又是一件高度的科学性和完美的艺术性相结合的文化瑰宝,因此被称为“天下第一桥”。
赵州桥坐落在河北省赵县,原名安济桥,因桥体全部用石料建成,又俗称“大石桥”。它横跨洨河南北两岸,于隋代开皇十五年(595)开始建造,建成于大业初年(605),迄今已有约1400年历史,是世界上第一座敞肩式单孔圆弧形石拱桥。
隋朝统一中国后,天下稳定,社会经济迅速发展。当时的河北赵县是南北交通必经之路,交通十分繁忙。可城外的洨河的阻断,严重影响了南来北往人们的通行,每当洪水季节甚至不能通行,为此隋朝朝廷决定在洨河上建一座桥。
著名匠师李春受命负责设计和大桥的施工。他对洨河及两岸地质等情况进行了实地考察,选择了洨河两岸较为平直的地方建桥,提出了独具匠心的设计方案,按照设计方案精心细致施工,很快就出色地完成了建桥任务。
首先来说,赵州桥所处位置其地层表面是久经水流冲刷的粗沙层,以下是细石、粗石、细沙和黏土层。这样的地层承重力较大,能够满足大桥的要求。赵州桥自建桥到现在,桥基仅下沉了5厘米,说明李春当初选址的正确性。
赵州桥最大的特点是石拱桥。拱桥在竖直平面内以拱作为结构承重构件,巧妙设计的桥梁,能够把竖直向下的纵向力通过桥身内力转化成横向的力,最后将力作用到两边的基体,这样一来,拱桥这种桥梁就变得十分坚固、耐用。晋代以后的石拱桥,最古老的便是赵州桥了。赵州桥在它之前,与它同时和较后的一些石拱桥多已坍落,唯有赵州桥历时1400多年而依旧坚固,它的跨度之大、技术之精、桥型之美也都是首屈一指的。
赵州桥还是一件高度的科学性和完美的艺术性相结合的文化瑰宝。桥上两侧的石栏板和柱子,雕刻着各式各样的蛟龙和花饰,是罕见的隋代石刻精品。
赵州桥又是单孔圆弧形石拱桥。它全长50.82米,却只有一个大圆弧拱。不过它不是普通的半圆形,而是像一张弓,既可以大幅度地降低桥梁高度,又可以取得更大的跨度,是拱桥技术的一个创新。
此外,赵州桥还创造性地在大拱的两肩上对称地垒架了4个小拱。靠河岸的两个小拱较大,净跨度约4米。靠河中心的两个小拱较小,净跨度约2.7米。这种创造性的设计,一方面节约了许多石料,另一方面增加了泄水通道,有助于应付洨河夏秋时节的爆发性山洪,增强了桥梁的安全性。
赵州桥这个大拱跨度达37.02米,创造了大拱跨径的世界纪录,而且它保持这个世界纪录长达730余年,直到1339年法国的赛兰特桥的出现。
当时李春就地取材,选用附近州县生产的质地坚硬的青灰色沙石作为建桥石料,在大拱砌置方法上,均采用了“纵向并列砌拱法”,即顺着桥的方向砌置,把大拱和小拱都纵向分为28道各自独立的拱券,沿宽度方向并列组合,毎券砌完全合拢后就成一道独立拼券,砌完一道供券,再砌另一道相邻拱。
这种砌法,使毎道拱圈都能独立支撑上面的重量;并且利于桥的维修,一道拱券的石块损坏了,只要嵌入新石,进行局部修整就行了,其余各道不受影响。