趙州橋坐落在河北省南部的洨河上，洨河流經(jīng)趙縣。建于隋代(公元581-618年)大業(yè)年間(公元605-618年)，由著名匠師李春設(shè)計和建造，距今已有1400年的歷史，是當今世界上現(xiàn)存最早、保存最完善的古代敞肩石拱橋。趙州橋1961年被國務(wù)院列為第一批全國重點文物保護單位。1991年，美國土木工程師學(xué)會將安濟橋選定為第12個“國際歷史土木工程的里程碑”，并在橋北端東側(cè)建造了“國際歷史土木工程古跡”銅牌紀念碑。

趙州橋，又名安濟橋(宋哲宗賜名,意為"安渡濟民")，位于河北趙縣洨河上，它是世界上現(xiàn)存最早、保存最好的巨大石拱橋。被譽為“華北四寶之一”。建于隋大業(yè)(公元605-618)年間。橋長64.40米，跨徑37.02米，券高7.23米，是當今世界上跨徑最大、建造最早的單孔敞肩型石拱橋。因橋兩端肩部各有二個小孔，不是實的，故稱敞肩型，這是世界造橋史的一個創(chuàng)造(沒有小拱的稱為滿肩或?qū)嵓缧?。橋上有很多的東西，類型眾多，豐富多彩。

趙州橋建成已距今1400年，經(jīng)歷了10次水災(zāi)，8次戰(zhàn)亂和多次地震，特別是1966年邢臺發(fā)生的7.6級地震，邢臺距這里有40多公里，這里也有四點幾級地震，趙州橋都沒有被破壞，著名橋梁專家茅以升說，先不管橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，僅就它能夠存在1300多年就說明了一切。1963年的水災(zāi)大水淹到橋拱的龍嘴處，據(jù)當?shù)氐睦先苏f，站在橋上都能感覺橋身很大的晃動。據(jù)記載，趙州橋自建成至今共修繕9次。 在主拱券的上邊兩端又各加設(shè)了二個小拱，一是可節(jié)省材料，二是減少橋身自重(減少自重15％)，而且能增加橋下河水的泄流量。

1979年5月，由中國科學(xué)院自然史組等四個單位組成聯(lián)合調(diào)查組，對趙州橋的橋基進行了調(diào)查，自重為2800噸的趙州橋，而它的根基只是有五層石條砌成高1.55米的橋臺，直接建在自然砂石上。 這么淺的橋基簡直令人難以置信，梁思成先生1933年考察時還認為這只是防水流沖刷而用的金剛墻，而不是承納橋券全部荷載的基礎(chǔ)。他在報告中寫道： “為要實測券基，我們在北面券腳下發(fā)掘，但在現(xiàn)在河床下約70-80厘米，即發(fā)現(xiàn)承在券下平置的石壁。石共五層，共高1.58米，每層較上—層稍 * ，下面并無堅實的基礎(chǔ)，分明只是防水流沖刷而用的金剛墻，而非承納橋券全部荷載的基礎(chǔ)。因再下30-40厘米便即見水，所以除非大規(guī)模的發(fā)掘，實無法進達我們據(jù)學(xué)理推測的大座橋基的位置?！?為了保護趙州橋，上世紀末在趙州橋東100米處新建的橋梁，其結(jié)構(gòu)還是沿襲趙州橋，只是主拱上的小拱數(shù)量增加到一邊5個,橋上有車輪印，膝蓋印。

趙州橋，又名安濟橋,坐落在石家莊東南45公里趙縣城南蟤河之上,因橋體全部用石料建成,當?shù)厮追Q大石橋。建于隋代開皇至大業(yè)年間(595年～605年),由匠師李春建造。趙州橋結(jié)構(gòu)新奇,造型美觀,古人說它"制造奇特,人不知其所以為"。橋全長64.4米,寬9.6米,跨度37.02米,是一座由28道相對獨立的拱券組成的單孔弧形大橋。趙州橋最大的科學(xué)貢獻就是它"敞肩拱"的創(chuàng)舉。在大拱兩肩,砌了四個并列小孔,既增大流水通道,減輕橋身重量,節(jié)省石料,又增強了橋身穩(wěn)定性。這就有力地保證了趙州橋在1400年的歷史中,經(jīng)受住了多次洪水沖擊,8次大地震搖撼,以及車輛重壓,仍挺立在蟤河之上。

趙州橋只用單孔石拱跨越?jīng)┖樱捎跊]有橋墩，既增加了排水功能，又方便舟船往來，石拱的跨度為37.7米，連南北橋堍(橋兩頭靠 * 地處)，總共長50.82米。采取這樣巨型跨度，在當時是一個空前的創(chuàng)舉。石拱跨度很大，但拱矢(石拱兩腳連線至拱頂?shù)母叨?只有7.23米。拱矢和跨度的比例大約是1比5。可見橋高比拱弧的半徑要小得多，整個橋身只是圓弧的一段。這樣的拱，叫做“坦拱”。坦拱降低了橋的坡度，方便往來的車馬行人。而更為高超絕倫的是，在大石拱的兩肩上各砌兩個小石拱，從而改變了過去大拱圈上用沙石料填充的傳統(tǒng)建筑型式，創(chuàng)造出世界上第一個“敞肩拱”，的新式橋型。這是一個了不起的科學(xué)發(fā)明，其優(yōu)越性在于：

第一、減輕橋體的重量，節(jié)省填腹的材料。經(jīng)計算，四個小石拱留下的空洞，可以減少填料180立方米，合700多噸。這不但省工省料，還減輕橋身凈重的15.3％，從而降低了石橋?qū)砂兜鼗膲毫?，相?yīng)增加了橋梁的安全系數(shù)11.4％，延長了橋梁使用的期限。另外，充分利用小拱對大拱所產(chǎn)生的“被動壓力”，從而大大增強了橋梁的穩(wěn)定性。

第二、四個小拱留下的四個空洞，增加排水面積16.5％，在洪汛季節(jié)。橋下過水面積增大、減輕了洪水對橋身的沖擊。

第三、大拱之上加兩對小拱，均衡、對稱，給人一種輕盈的美感。這個精巧的造型，使得趙州橋更加壯麗多姿。

再其次，趙州橋的施工方案極為科學(xué)巧妙。砌筑拱洞有兩種砌筑法，一是橫向聯(lián)式砌筑法，另一是縱向并列式砌筑法。橫向聯(lián)式砌筑的拱洞是一個整體，比較結(jié)實，但這種砌筑法要搭大木架，而且必須整個拱洞竣工才能拆除本架，施工期較長?？v向并列砌筑法是把整個大橋沿寬度方向用28道獨立拱券并列組合起來。每道拱券單獨砌筑，合龍后自成一體。這樣砌完一道拱后，移動承受拱券重量的木架，再砌相鄰的一道拱，一道一道地砌筑。這種砌筑法優(yōu)點是，既節(jié)省搭木架的材料，又便于移動木架分別施工，并且以后容易維修。因為每道拱券都能獨立承受重壓，28個拱券拼成一個大拱券，如果某一道拱券損壞了，可以部分施工維修，不影響整個橋身安全。但是，縱向并列砌筑法，并列的拱券之間缺乏聯(lián)系，整體結(jié)構(gòu)并不結(jié)實。李春建造趙州橋的時候，所以大膽采用縱向并列砌筑法是由于他充分考慮到?jīng)┖铀那闆r和施工進度的矛盾。在當時的生產(chǎn)水平條件下，建造這座大石橋不可能短期竣工。而洨河冬枯夏漲，如果采取橫向聯(lián)式砌筑法，工程進行到一半，遇上洪水，木架和已砌成的部分就要被沖毀，可是采取縱向并列砌筑法即使遇上洪水，也不會太受影響，李春為了克服縱向并聯(lián)砌筑法整體結(jié)為不結(jié)實的缺點，先用9條兩端帶帽頭的鐵梁橫貫拱背，串連住28道拱券，加強橫向聯(lián)系，再對兩塊毗鄰的拱石，用雙銀錠形的腰鐵卡住，然后在橋的兩側(cè)各有長1.8米，外頭向下延伸五厘米的鉤石六塊，勾住主拱券，拱券外還有護拱石，這樣，整個橋身結(jié)合在一起。另外，利用拱腳比拱頂寬0.6米的少量“收分”來防止拱券傾斜。經(jīng)過1350多年的考驗，證明這種施工方案是極其科學(xué)，極有成效的。

【設(shè)計創(chuàng)新】

(1)采用圓弧拱形式，改變了我國大石橋多為半圓形拱的傳統(tǒng)。我國古代石橋拱形大多為半圓形，這種形式比較優(yōu)美、完整，但也存在兩方面的缺陷：一是交通不便，半圓形橋拱用于跨度比較小的橋梁比較合適，而大跨度的橋梁選用半圓形拱，就會使拱頂很高，造成橋高坡陡、車馬行人過橋非常不便。二是施工不利，半圓形拱石砌石用的腳手架就會很高，增加施工的危險性。為此，李春和工匠們一起創(chuàng)造性地采用了圓弧拱形式，使石拱高度大大降低。趙州橋的主孔凈跨度為37.O2米，而拱高只有7.25米，拱高和跨度之比為1:5左右，這樣就實現(xiàn)了低橋面和大跨度的雙重目的，橋面過渡平穩(wěn)，車輛行人非常方便，而且還具有用料省、施工方便等優(yōu)點。當然圓弧形拱對兩端橋基的推力相應(yīng)增大，需要對橋基的施工提出更高的要求。

(2)采用敝肩。這是李春對拱肩進行的重大改進，把以往橋梁建筑中采用的實肩拱改為敝肩拱，即在大拱兩端各設(shè)兩個小拱，靠近大拱腳的小拱凈跨為3.8米，另一拱的凈跨為2.8米。這種大拱加小拱的敝肩拱具有優(yōu)異的技術(shù)性能，首先可以增加泄洪能力，減輕洪水季節(jié)由于水量增加而產(chǎn)生的洪水對橋的沖擊力。古代佼河每逢汛期，水勢較大，對橋的泄洪能力是個考驗，四個小拱就可以分擔(dān)部分洪流，據(jù)計算四個小拱可增加過水面積16％左右，大大降低洪水對大橋的影響，提高大橋的安全性。其次敝肩拱比實肩拱可節(jié)省大量土石材料，減輕橋身的自重，據(jù)計算四個小拱可以節(jié)省石料26立方米，減輕自身重量700噸，從而減少橋身對橋臺和橋基的垂直壓力和水平推力，增加橋梁的穩(wěn)固。第三增加了造型的優(yōu)美，四個小拱均衡對稱，大拱與小拱構(gòu)成一幅完整的圖畫，顯得更加輕巧秀麗，體現(xiàn)建筑和藝術(shù)的完整統(tǒng)一。第四符合結(jié)構(gòu)力學(xué)理論，敝肩拱式結(jié)構(gòu)在承載時使橋梁處于有利的狀況，可減少主拱圈的變形，提高了橋梁的承載力和穩(wěn)定性。

(3)單孔。我國古代的傳統(tǒng)建筑方法，一般比較長的橋梁往往采用多孔形式，這樣每孔的跨度小、坡度平緩，便于修建。但是多孔橋也有缺點，如橋墩多，既不利于舟船航行，也妨礙洪水宣泄;橋墩長期受水流沖擊、侵蝕，天長日久容易塌毀。因此，李春在設(shè)計大橋的時候，采取了單孔長跨的形式，河心不立橋墩，使石拱跨徑長達37米之多。這是我國橋梁史上的空前創(chuàng)舉。

【建造技術(shù)創(chuàng)造性】

(1)橋址選擇比較合理，使橋基穩(wěn)固牢靠。 李春根據(jù)自己多年豐富的實踐經(jīng)驗，經(jīng)過嚴格周密勘查、比較，選擇了佼河兩岸較為平直的地方建橋，這里的地層是由河水沖積而成，地層表面是久經(jīng)水流沖涮的粗砂層，以下是細石、粗石、細砂和粘土層。根據(jù)現(xiàn)代測算，這里的地層每平方厘米能夠承受4.5到6.6公斤的壓力，而趙州橋?qū)Φ孛娴膲毫槊科椒嚼迕?——6公斤，能夠滿足大橋的要求。選定橋址后在上面建造地基和橋臺，自建橋到現(xiàn)在，橋基僅下沉了5厘米，說明這里的地層非常適合于建橋。

(2)趙州橋的砌置方法新穎、施工修理方便。 李春就地取材，選用附近州縣生產(chǎn)的質(zhì)地堅硬的青灰色砂石作為建橋石料，在石拱砌置方法上，均采用了縱向(順橋方向)砌置方法，就是整個大橋是由28道各自獨立的拱券沿寬度方向并列組合而成，拱厚皆為1.O3米，每券各自獨立、單獨操作，相當靈活，每券砌完全合攏后就成一道獨立拼券，砌完一道供券，移動承擔(dān)重量的“鷹架”，再砌另一道相鄰拱。這種砌法有很多優(yōu)點，它既可以節(jié)省制作“鷹架”所用的木材，便于移動;同時又利于橋的維修，一道拱券的石塊損壞了，只要嵌入新石，進行局部修整就行了，而不必對整個橋進行調(diào)整。

(3)在保持大橋穩(wěn)定性方面采取了許多嚴密措施。 為了加強各道拱券間的橫向聯(lián)系，使28道拱組成一個有機整體，連接緊密牢固，李春采取了一系列技術(shù)措施。

l)每一拱券采用了下寬上窄、略有“收分”的方法，使每個拱券向里傾斜，相互擠靠，增強其橫向聯(lián)系，以防止拱石向外傾倒;在橋的寬度上也采用了少量“收分”的辦法，就是從橋的兩端到橋頂逐漸收縮寬度，從最寬9.6米收縮到9米，以加強大橋的穩(wěn)定性。

2)在主券上均勻沿橋?qū)挿较蛟O(shè)置了5個鐵拉桿，穿過28道拱券，每個拉桿的兩端有半圓形桿頭露在石外，以夾住28道拱券，增強其橫向聯(lián)系。在4個小拱上也各有一根鐵拉桿起同樣作用。

3)在靠外側(cè)的幾道拱石上和兩端小拱上蓋有護拱石一層，以保護拱石;在護拱石的兩側(cè)設(shè)有勾石6塊，勾住主拱石使其連接牢固。

4)為了使相鄰拱石緊緊貼合在一起，在兩側(cè)外券相鄰拱石之間都穿有起連接作用的“腰鐵”，各道券之間的相鄰石塊也都在拱背穿有“腰鐵”，把拱石連鎖起來。而且每塊拱石的側(cè)面都鑿有細密斜紋，以增大摩擦力，加強各券橫向聯(lián)系。這些措施的采取使整個大橋連成一個緊密整體，增強了整個大橋的穩(wěn)定性和可靠性。

(4)趙州橋的橋 * 具特色。 橋臺是整座大橋的基礎(chǔ)，必須能承受大橋主拱圈(橋身主體)軸而向力分解而成的巨大水平推力和垂直壓力。趙州橋的橋臺具有下述特點：

l)低拱腳：拱腳在河床下僅半米左右;

2)淺橋基：橋基底面在拱腳下1.7米左右;

3)短橋臺：由上至下，用逐漸略有加厚的石條砌成5米長、6.7米寬、9.6米高的橋臺。這是一個既經(jīng)濟又簡單實用的橋臺。為了保障橋臺的可靠性，李春采取了許多相應(yīng)的固基措施。為了減少橋臺的垂直位移(即由大橋主體的垂直壓力造成的下沉)，李春采取了在橋臺邊打入許多木樁的措施，以此來加強橋臺的基礎(chǔ);這種方法在今天的廠房、橋梁的建造上也經(jīng)常采用。為了減少橋臺的水平移動(即由大橋主體的水平推力造成的橋臺后移)，李春采用了延伸橋臺后座的辦法，以抵消水平推力的作用。為了保護橋臺和橋基，李春還在沿河一側(cè)設(shè)置了一道金剛墻，一方面可以防止水流的沖蝕作用，另一方面金剛墻和橋基、橋臺連成一體，增加了橋臺的穩(wěn)定性。由以上措施保證了大橋具有堅固的橋臺，提高了大橋的堅實程度。

【趙州橋三絕】

(1)“券”小于半圓。我國習(xí)慣上把弧形的橋洞、門洞之類的建筑叫做“券”。一般石橋的券，大都是半圓形。但趙州橋跨度很大，從這一頭到那一頭有37.04米。如果把券修成半圓形，那橋洞就要高18.52米。這樣車馬行人過橋，就好比越過一座小山，非常費勁。趙州橋的券是小于半圓的一段弧，這既減低了橋的高度，減少了修橋的石料與人工，又使橋體非常美觀，很像天上的長虹。

(2)“撞”空而不實。券的兩肩叫“撞”。一般石橋的撞都用石料砌實，但趙州橋的撞沒有砌實，而是在券的兩肩各砌一兩個弧形的小券。這樣橋體增加了四個小券，大約節(jié)省了一百八十立方米石料，使橋的重量減輕了大約500噸。而且，當洨河漲水時，一部分水可以從小券往下流，既可以使水流暢通，又減少了洪水對橋的沖擊，保證了橋的安全。

(3)洞砌并列式。它用二十八道小券并列成9.6米寬的大券?？墒怯貌⒘惺狡觯鞯勒氖瘔K間沒有相互聯(lián)系，不如縱列式堅固。為了彌補這個缺點，建造趙州橋時，在各道窄券的石塊之間加了鐵釘，使它們連成了整體。用并列式修造的窄券，即使壞了一個，也不會牽動全局，修補起來容易，而且在修橋時也不影響橋上交通。

趙州橋的故事非常感人可是橋身上為什么會鑿上這些痕跡呢?據(jù)現(xiàn)代橋梁專家羅英先生按照工程原理推測，這些痕跡是行車指標和工程指標。由于趙州橋是采取縱向并列砌筑法修建的，兩邊如行重車，橋就容易損傷。橋面廠的驢蹄印都在東側(cè)1/3的位置。這就是說，重載過橋如果太靠邊，石拱券容易變型外傾發(fā)生危險，應(yīng)當走中間。橋腹上的手掌印應(yīng)當是一種工程指標，表示萬一橋發(fā)生裂痕，可在手掌印處暫時支撐，以免立刻坍圮，可以從容維修。

總之，趙州橋處處都體現(xiàn)著中國古代工匠們的聰明才智。象趙州橋這樣古老的大型敞肩石拱橋。在世界上相當長的時間里是獨一無二的。在歐洲，公元14世紀時，法國泰克河上才出現(xiàn)類似的敝肩形的賽雷橋，比趙州橋晚了700多年，而且早在1809年這座橋就毀壞了。隋代著名石匠李春的重人貢獻在世界橋梁建筑史上永放光輝。

附：河北省衡水市安濟橋

安濟橋，橫跨滏陽河兩岸，石砌七孔拱橋，橋長116米，面寬7‘5米，橋兩側(cè)各有60個石柱，上雕石獅，石獅形象生動，姿態(tài)各異，每尊石獅下還雕有1——2只小獅，獅下有蓮花座，通獅柱高1’62米、寬0‘32米，橋欄板浮雕卷云紋，欄板高0’84米、寬1‘55米、2’11米不等。橋墩分水口月臺用石塊堆砌，橋孔雕有水龍頭，整個建筑，渾然一體，即雄偉壯觀，又精巧玲瓏。

安濟橋建于清乾隆三十年(1765年)五月，乾隆皇帝賜名“安濟”，故名安濟橋。1937年發(fā)大水，被日寇炸毀中孔，1956年用木材銜接修復(fù)。1982年4月，由地區(qū)公路工程隊動工，用鋼筋水泥修繕石橋中孔，水泥鋪面。 * 5月定為市級文物保護單位。