举世闻名的桥梁工匠李春

李春，隋代造桥匠师，现今河北邢台临城人士。李春设计和建造的赵州桥，开创了我国桥梁建造的崭新局面，为我国桥梁技术的发展作出了巨大贡献。

美国土木工程师学会将赵州桥选定为“国际历史土木工程的里程碑”，并在桥北端东侧建造了“国际历史土木工程古迹”铜牌纪念碑。

隋朝统一中国后，结束了长期以来南北分裂、兵戈相见的局面，促进了社会经济的发展。当时的赵州是南北交通必经之路，从这里北上可抵重镇涿郡，南下可达京都洛阳，交通十分繁忙。

可是这一交通要道却被城外的洨水所阻断，影响了人们来往，每当洪水季节甚至不能通行。为此，隋朝政府决定在洨水河上建设一座大型桥梁，以结束长期以来交通不便的状况。李春受命负责设计和大桥的施工。

李春监造的赵州桥又称安济桥，在石家庄东南的赵县城南2600米处，横跨洨水南北两岸。因桥体全部用石料建成，俗称“大石桥”。

赵州桥独特的建筑结构、新颖的创新设计，以及它特有的建筑特点，令古今中外无数人赞叹。

在选择桥址时，李春根据自己多年丰富的实践经验，经过严格周密勘查、比较，选择了洨河两岸较为平直的地方建桥。这里的地层是由河水冲积而成，地层表面是久经水流冲刷的粗砂层，以下是细石、粗石、细砂和黏土层。

根据现代测算，李春选的桥址，地层每平方厘米能够承受4至6千克的压力，而赵州桥对地面的压力为每平方厘米5至6千克，能够满足大桥的要求。选定桥址后在上面建造地基和桥台。自建桥后桥基仅下沉了5厘米，说明这里的地层非常适合于建桥。

桥址选好后，李春就地取材，选用附近州县生产的质地坚硬的青灰色砂石作为建桥石料。

在石拱砌置方法上，均采用了纵向即顺桥方向的砌置方法，就是整个大桥是由28道各自独立的拱券，沿宽度方向并列组合而成；拱厚皆为1米，每券各自独立、单独操作，相当灵活。每券砌完全合拢后就成一道独立拼券砌完一道供券，移动承担重量的“鹰架”，再砌另一道相邻拱。

这种砌法有很多优点，它既可以节省制作“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了，只要嵌入新石，进行局部修整就行了，而不必对整个桥进行调整。

在保持大桥稳定性方面，为了加强各道拱券间的横向联系，使28道拱组成一个有机整体，连接紧密牢固，李春在建筑结构上采取了一系列技术措施：

首先，每一拱券采用了下宽上窄、略有“收分”的方法，使每个拱券向里倾斜，相互挤靠，增强其横向联系，以防止拱石向外倾倒；在桥的宽度上也采用了少量“收分”的办法，就是从桥的两端到桥顶逐渐收缩宽度，从最宽9.6米收缩到9米，以加强大桥的稳定性。

其次，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，每个拉杆的两端有半圆形杆头露在石外，以夹住28道拱券，增强其横向联系。在4个小拱上也各有一根铁拉杆起同样作用。

再次，在靠外侧的几道拱石上和两端小拱上盖有护拱石一层，以保护拱石；在护拱石的两侧设有勾石6块，勾住主拱石使其连接牢固。

最后，为了使相邻拱石紧紧贴合在一起，在两侧外券相邻拱石之间都穿有起连接作用的“腰铁”，各道券之间的相邻石块也都在拱背穿有“腰铁”，把拱石连锁起来。

而且每块拱石的侧面都凿有细密斜纹，以增大摩擦力，加强各券横向联系。这些措施的采取使整个大桥连成一个紧密整体，增强了整个大桥的稳定性和可靠性。

赵州桥的创新设计可谓独具匠心，有突出的特点：

一是采用圆弧拱形式设计。赵州桥的拱用于跨度比较小的桥梁比较合适，而大跨度的桥梁选用半圆形拱，就会使拱顶很高，造成桥高坡陡、车马行人过桥非常不便。

同时，半圆形拱石砌石用的脚手架就会很高，增加施工的危险性。为此，李春和工匠们一起创造性地采用了圆弧拱形式，使石拱高度大大降低。

赵州桥的主孔净跨度为37米，而拱高只有7米，拱高和跨度之比为1：5左右，这样就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。当然圆弧形拱对两端桥基的推力相应增大，需要对桥基的施工提出更高的要求。

二是采用敞肩设计。这是李春对拱肩进行的重大改进，把以往桥梁建筑中采用的实肩拱改为敞肩拱，即在大拱两端各设两个小拱，靠近大拱脚的小拱净跨为3.8米，另一拱的净跨为2.8米。

这种大拱加小拱的敞肩拱具有优异的技术性能。其一，可以增加泄洪能力，减轻拱可洪水季节由于水量增加而产生的洪水对桥的冲击力，大大降低洪水对大桥的影响，提高大桥的安全性。

其二，敞肩拱比实肩拱可节省大量土石材料，减轻桥身的自重。据计算4个小拱可以节省石料26立方米，减轻自身重量700吨，从而减少桥身对桥台和桥基的垂直压力和水平推力，增加桥梁的稳固。

其三，增加了造型的优美。4个小拱均衡对称，大拱与小拱构成一幅完整的图画，显得更加轻巧秀丽，体现建筑和艺术的完整统一。

其四，采用敞肩也符合结构力学理论。敞肩拱式结构在承载时使桥梁处于有利的状况，可减少主拱圈的变形，提高了桥梁的承载力和稳定性。

三是采用单孔设计。我国古代的传统建筑方法，一般比较长的桥梁往往采用多孔形式，这样每孔的跨度小、坡度平缓，便于修建。但是多孔桥也有缺点，如桥墩多，既不利于舟船航行，也妨碍洪水宣泄；桥墩长期受水流冲击、侵蚀，天长日久容易塌毁。

因此，李春在设计大桥的时候，采取了单孔长跨的形式，河心不立桥墩，使石拱跨径长达37米之多。这是中国桥梁史上一个空前的创举。

除了建筑原理和创新设计之外，赵州桥还具有“三绝”：

一是“券”小于半圆。我国习惯上把弧形的桥洞、门洞之类的建筑叫做“券”。一般石桥的券，大都是半圆形。但赵州桥跨度很大，从这一头到那一头有37.04米。如果把券修成半圆形，那桥洞就要高18.52米。

这样车马行人过桥，就好比越过一座小山，非常费劲。赵州桥的券是小于半圆的一段弧，这既减低了桥的高度，减少了修桥的石料与人工，又使桥体非常美观，很像天上的长虹。

二是“撞”空而不实。券的两肩叫“撞”。一般石桥的撞都用石料砌实，但赵州桥的撞没有砌实，而是在券的两肩各砌一两个弧形的小券。这样桥体增加了4个小券，大约节省了180立方米石料，使桥的重量减轻了大约500吨。

而且，当洨河涨水时，一部分水可以从小券往下流，既可以使水流畅通，又减少了洪水对桥的冲击，保证了桥的安全。

三是洞砌并列式。它用28道小券并列成9.6米宽的大券。可是用并列式砌，各道窄券的石块间没有相互联系，不如纵列式坚固。

为了弥补这个缺点，建造赵州桥时，在各道窄券的石块之间加了铁钉，使它们连成了整体。用并列式修造的窄券，即使坏了一个，也不会牵动全局，修补起来容易，而且在修桥时也不影响桥上交通。

赵州桥建成后，成为我国北南交通的要冲，有“坦途箭直千人过，驿使驰驱万国通”的美誉。舟船在桥下航行，人马车辆从桥上驶过，大大方便了交通运输和人民生活，为洨水两岸人员来往提供了便利条件。

这座大桥从605年建成到现在，已有1400多年的历史，经历了10次水灾，8次战乱和多次地震。1963年的水灾大水淹到桥拱的龙嘴处，据当地的老人说，站在桥上都能感觉桥身很大的晃动。

特别是1966年邢台发生7.6级地震，赵州桥距离震中只有40多千米，都没有被破坏。著名桥梁专家茅以升曾经说：先不管桥的内部结构，仅就它能够存在1400多年就说明了一切。

李春在设计和施工中创下许多技术成就，把我国古代建筑技术提高到一个全新的水平，也为中国在桥梁建筑上赢得了全世界的赞誉。

[旁注]

赵州　即今石家庄市赵县，位于华北平原中南部，太行山东麓。现存最早、保存最完整的单孔敞肩石拱桥，被誉为“世界桥梁鼻祖”和“天下第一桥”。

拱券　一种建筑结构。简称拱，或券，又称券洞、法圈、法券。它除了竖向荷重时具有良好的承重特性外，还起着装饰美化的作用。其外形为圆弧状，由于各种建筑类型的不同，拱券的形式略有变化。

跨度　建筑物中，梁、拱券两端的承重结构之间的距离，两支点中心之间的距离。在建筑工程中，按设计图标注的相邻两横向定位轴线的跨距。

洨水　古水名，亦称洨河。源出河北井陉东南，东南流至宁晋南合槐河。据《水经注》说：“首受蕲水干今安徽宿县北，东南流与涣水合流入淮。”相当今沱河。洨水以赵州石桥而名闻天下。

圆弧拱　圆弧拱是取某圆周的一部分构成巷道拱部的形状。拱形圆滑一致，在巷道周围压力作用下不易产生应力集中，支护结构受力状态好。此断面利用率较高，可减少开挖工程量，施工技术亦较简单，是采用较多的一种断面形式。

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赵州桥有一段美丽的传说：相传赵州桥是鲁班所造。这座大桥建成后，“八仙”之一的张果老约了柴王爷一同来试桥。张果老倒骑毛驴，驴背褡裢里装着日、月；柴王爷推上小车，运载着五岳名山，行至桥中央，将桥压得摇摇欲坠。

鲁班见状不妙，纵身跳入水中，用手将桥托住，石桥安然无恙。于是，桥面上留下了清晰的驴蹄印、车道沟；桥底留下鲁班的手印。当然这只是人们编造的一个神话故事，以纪念古代的能工巧匠。