石家庄桥梁的种类
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发布时间：2022-04-23 08:44
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时间：2022-06-18 12:58
安济桥位于河北省赵县城南五里的洨河上，又名赵州桥、大石桥，设计者是隋代杰出的工匠李春[1]，建造于大业六年(610年)。安济桥是目前世界最古老的现存完好的大跨度单孔敞肩坦弧石拱桥。
安济桥是单孔敞肩坦弧石拱桥，桥长50.82米，宽9米，南北向横跨洨河之上，桥面分三道，中道行车，左右二道行人。大桥券上方左右各有两个小空撞券[2]。大桥圆弧拱跨度37.47米，圆弧拱的半径为27.7米[3]，圆弧拱的高度为7.23米，扁平率（拱高/跨度之半）为0.38（高宽比为 7.23/37.47 =0.19），远低于半圆拱。实际上安济桥圆弧段的圆心角只有84°，略小于1/4圆周，基本上是一座1/4圆拱桥（坦弧圆拱桥），桥拱的仰角为42°（近45°）[1]。1/4圆拱桥的弧长与跨度比为π/(2√2)=1.1，半圆弧拱桥的弧长与跨度比为π/2=1.57，在同等跨度的情况下，1/4弧拱桥的弧长，比半圆弧拱桥的弧长，短少43%。因此安济桥桥身所用石料，要比同跨度的半圆拱桥节省40%以上，既减轻桥身的自重和应力，又使桥面坡度比较平坦，便利桥上的交通。由于安济桥圆弧拱的跨度大，圆弧拱仍然够高，水上船只来往通过非常方便。李春能在1300多年前的隋代意识到大跨度拱桥并不是非半圆拱不可，从而建成这种跨度大、扁平率低的单孔1/4圆拱桥梁结构，是建筑史上一个可贵的创造。
安济桥的桥券，是由4层28道弧形石砌券并排而成，和一些汉代石桥采用的纵连砌券法不同。每道弧形石砌券，宽约35厘米。砌弧形石券的长方形石块，长度在70厘米至109厘米不等。两石块之间由两组腰铁栓牢。为避免28道并排的弧形石砌券相互分离，李春特意设计每道弧形石砌券在桥的两头略大，逐渐向桥拱中心略微收小。结果使桥面在两头略宽约9米，桥心略窄约8.5米，相差0.5米。此种向中心受窄的设计，使得靠外边的弧形石券在重力之下，有向内倾斜的分力，使弧形石券相互靠拢[4]。
四个小桥券分布在桥两端，每端个二。这种建筑式样，称为敞肩空撞券，也是李春独特的创举，既能节约石料二百多立方米，又能减轻了桥身五分之一的重量，发大水时还可以起到分洪作用，减轻了洪流对桥身的冲击力量。由于安济桥在工程设计上的许多优点，所以经历了十次洪水，八场战争和多次地震，依然能保留到现在。
安济桥是目前世界最古老的现存完好的大跨度单孔敞肩坦弧圆弧拱桥。欧洲到19世纪中叶才出现类似的敞肩空撞券桥[5]。
安济桥上个部件的装饰也十分精美，顶部，塑造出想像中的吸水兽，寄托大桥不受水害、长存无疆的良好愿望；栏板和望柱上雕刻着精美的石雕群像，各式蛟龙、兽面、花饰、竹节等，尤以蛟龙最为精美。蛟龙或盘踞游戏，或登陆入水，变幻多端，神态极为动人。雕作刀法遒劲有力，艺术风格新颖豪放。
与安济桥同时期河北井陉县615年建成的楼殿桥，扁平率更低，只有0.32，但跨度小许多，只18米[6]。河北省还有其他两座1/4弧形拱桥，1130年建成的宋代赵县永通桥，跨度25.9米，扁平率0.23，为扁平率之冠，还有1175年建成的金朝滦县凌空桥，跨度20米，扁平率0.3。
西方直到13世纪，跨度在24米以上的大跨度弧拱桥，扁平率都在0.70-0.83之间，基本上属于半圆拱桥。例如古罗马前62年的 Fabriccius 桥，跨度24.8米，扁平率为0.83，与圆心夹角为159°，基本上是一座半圆拱桥。1187年法国阿维尼翁桥，跨度33.7米，扁平率0.70。 欧洲现存最早的圆弧拱桥建于2世纪的Alconétar多孔桥遗迹[7]，扁平率0.5-0.6（高宽比为0.25-0.3），但跨度很小，第一、二拱跨度仅仅为6.72米，7.28米。扁平的大跨度圆弧拱桥在14世纪初在欧洲始露端倪，例如1306年法国罗拿河上的 St Esprit桥，跨度34米，扁平率为0.51，无论跨度或扁平率都不及安济桥。要到14世纪中叶开始，大跨度1/4圆拱桥才在欧洲流行[8]。欧洲到了1345年才出现跨度29.9米，扁平率为0.37的大跨度扁平1/4圆弧拱桥——佛罗伦萨的老桥[9]
年代 地点 桥 跨度(米) 扁平率 高跨比 圆弧半径 圆弧角度 弧长/跨度
前62年 罗马 Pons Fabricius 24.8 0.83 0.42 12.6 159 1.41
2世纪 西班牙 Alconétar桥 6.72 0.5 0.25 4.2 105 1.16
300年 土耳其 利米拉桥 12.87 0.16
610年 河北省赵县 安济桥 37.5 0.38 0.19 28 84 1.1
615年 河北井陉县 楼殿桥 18 0.33 0.17 15 73.7 1.07
1130年 河北赵县 永通桥 25.9 0.23 0.12 29.5 52.2 1.04
1187年 法国 Pont d'Avignon 33.7 0.83 0.42 17.1 159 1.41
1345年 佛罗伦萨 老桥 29.9 0.37 0.19 22.8 82 1.09
古籍中关于永济桥的记述
从唐代到明代，安济桥屡见于文献，其中最著名的数唐玄宗开元年间中书令张嘉贞所作《安济桥铭》，对安济桥有生动的描述：“赵州交河桥，隋匠李春之迹也。制造奇特，人不知其所以为。试观乎用石之妙，楞平砧斫，缄穹隆崇，豁然无楹……又详乎刈插骈，磨砻致密……腰铁栓蹙。两涯嵌四穴，盖以杀怒水之荡突……”。
明代隆庆丁卯年（1567年）举人张居敬有《重修大石桥记》，记述大石桥(安济桥)因火灾受损后重修的经过。安济桥火灾的起因，是运输薪炭的船家，泊舟桥下，发生火灾，延烧到桥券隙缝，使腰铁剥落，石桥颓危。从明世宗嘉靖四十二年（1563年）动工，开始维修，到明神宗万历二十五年（1597年）冬竣工，使“胜地飞粱，依然如故”。
民间传说
民间传说安济桥是鲁班一夜之间修建而成，这座桥为洨河两岸人民提供了便利，人们就用美好的传说来赞扬造桥者。
关于赵州桥最有名的民间文艺作品是河北民歌“小放牛”。歌中唱道：“赵州石桥什么人修？玉石栏杆什么人留？什么人骑驴桥上走？什么人推车轧（或碾）了一道沟？”对唱答案分别是：鲁班爷、圣人（一说古人）、张果老、柴王爷或柴世宗。
永通桥
永通桥河北赵县的一座著名的单孔圆弧拱桥，建于金代明昌年间(1190年－1195年)，又叫“小石桥”。永通桥的圆弧拱的跨度是25.9米，拱高3米，扁平率为0.23，是全世界扁平率最小的古桥。
1961年，永通桥（小石桥）和赵县的另一座著名的圆弧拱桥安济桥（大石桥）、福建安平桥、同列全国重点文物保护单位，成为中国重点保护的三座古桥。
参考
《中华科学文明史》[英]李约瑟原著，[英]柯林·罗南改编，上海交通大学科学史系译，上海人民出版社出版，2003年第五卷第四章《桥梁》
