[科普中国]-石拱桥

基本类型

按结构材料分类，桥梁主要有石桥和木桥两种，依跨数有单跨与多跨之别，依结构型式则有拱桥与梁桥。拱桥大都是石桥，也有个别为木结构，称叠梁拱桥；梁桥又有平梁与悬臂梁之别，前者可能是石结构也可能是木结构，后者都是木结构。在所有桥的桥面上都可以建造桥廊或亭阁一类建筑，构成特别美丽的形象，称为廊桥。总之，为满足不同场合下的不同需要，桥梁有多种类型。

施工方法1、砌筑拱圈前，应根据拱圈跨径、矢高、厚度及拱架的情况，设计拱圈砌筑程序，砌筑时，须设置变形观测缝，随时注意观测拱架的变形情况，必要时对砌筑程序进行调整，控制拱圈的变形。

2、跨径小于等于10m的拱圈，当用满布式拱架砌筑时，可从两端拱脚起顺序向拱顶方向对称、均衡地砌筑，最后砌拱顶石。当用拱式拱架砌筑时，宜分段、对称地先砌筑拱脚和拱顶段，后砌1/4跨径段。

3、跨径10～20m的拱圈，不论用何种拱架，每半跨均应分成三段砌筑，先砌拱脚段和拱顶段，后砌1/4跨径段，两半跨应同时对称地进行。分段砌筑的拱段，其倾斜角大于砌块与模板间的摩擦角时，应在拱段下侧临时设置支撑，避免拱段滑移。

4、跨径大于等于20m的拱圈，一般采用分段砌筑或分环分段相结合的方法砌筑，必要时应对拱架预加一定的压力。分环砌筑时，应待下环砌筑合龙、砌缝砂浆强度达到设计强度的75%以上后，再砌筑上环。

5、多孔连续拱桥拱圈的砌筑，应考虑连拱的影响，制定相应的砌筑程序。

特征特点1.历史悠久(记载的最早的石拱桥“旅人桥”大约建成于公元282年)

2.几乎到处都有(既多而且分布广）

3.形式优美结构坚固大小不一

4.施工技术巧妙绝伦

发展历史体系型式石拱桥是中国传统的桥梁四大基本型式之一1。石拱桥这一体系，又是多种多样的。本文所写的这两座桥，乃是千百万座石拱桥中杰出代表之作。几千年来，石拱桥遍布祖国山河大地，随着经济文化的日益发达而长足发展，它们是我国古代灿烂文化中的一个组成部分，在世界上曾为祖国赢得荣誉。迄今保存完好的大量古桥，可为历代桥工巨匠精湛技术的历史见证，显示出中国古代劳动人民的智慧和力量。一座古桥，能经得起天灾战祸的考验，历千百年而不坏，不仅是作为古迹而被保存，而且仍保持其固有的功能不变，可以称作奇迹。当然，还应归功于历代的辛勤修缮，这类修缮活动又往往是出自民间的爱桥护桥，这一社会风尚，在我国桥梁史上，有不少故事，是值得传颂的。我国素有多桥古国之誉，这种历史上的观念和数量上的概念，以及有实物可按的直觉印象，都是为理解中国石拱桥所涉及到的知识面。如果抽掉这些生动史实，则不仅内涵空虚，一两座孤立的躯壳，又能说明什么问题呢？

出现时间石拱桥在我国桥梁发展史上，出现较早，但它一经出现，便得到迅猛发展，即在1880年近代铁路公路桥梁 工程技术传入中国以后，它仍然保持其旺盛的生命力，结合现代的工程理论和新的建筑材料，取得了更大的发展。本文所介绍的两座桥，赵州桥已历时一千四百年，卢沟桥雄踞在湍流奔突的永定河上，也经历了近七百年，它们都称得上雄伟坚固，迄今仍保持着初创风貌，可以通行重车，在中外石桥中是罕见的。赵州桥敞肩式的创造，早于西方七个世纪，它们之所以能够经久不坏，说明设计与施工是符合科学道理的。再如赵州桥的浅基础、短桥台，不少现代工程师表示惊叹，因为经过多次地震洪水而屹立无恙，这决不是偶然的，唐张嘉贞的《石桥铭序》中所云：“制造奇特，人不知其所以为。”这一评价，几乎和二十世纪工程界学者异口同声，技术高超，于此可见。本文在大量史实中，用“用料省，结构巧，强度高”，来概括古代石拱桥技术上的成就，这是古今中外桥梁以及任何建筑物所一致追求的目标，在六世纪初，我国的能工巧匠发挥智力，大胆创新所取得的光辉成就，是值得自豪的。

结构美跨水架桥，意境之美，雕琢装饰，千姿百态，也是体现我国审美观的一种民族传统。建筑不论大小，工艺必须精益求精，如同一幅画图，不许有一处败笔。自从石窟造像盛行，古代石工，都有一套过硬本领，都具有一定的美工水平，赵州桥的栏板，卢沟桥的石狮，都以艺术珍品而闻名于世，这也是中国石拱桥在艺术方面一个可贵的传统，对于现代石拱桥装饰也还存在着深刻的影响。

中国的石拱桥，在古代有一定的成就，在今天仍有发展的前景，过去有用的东西，今天仍在起着作用，因此，它是一份可珍贵的遗产，显示着中国古代劳动人民勤劳勇敢和卓越才能。我们在现代桥梁事业中，必然能够取得更大的成就。茅以升曾写《中国石拱桥》赞美。

拱桥为桥梁的基本体系之一，建筑历史悠久外形优美，古今中外名桥遍布各地，在桥梁建筑中占有重要地位。它适用于大、中、小跨公路或铁路桥，尤宜跨越峡谷，又因其造型美观，也常用于城市、风景区的桥梁建筑。

自19世纪中叶以来，随着钢铁和混凝土建筑材料的出现，石拱桥已逐步为钢拱和钢筋混凝土拱桥所代替。拱桥结构向轻型结构发展，并逐步打破传统的上承式石拱桥的型式，创造出新型的拱桥。拱桥的拱圈发展成为分离式肋拱，桥面发展成新型板梁式结构，借立柱支承于拱肋之上（上承式），或用吊杆悬挂于拱肋之下（下承式）。当受地势或受桥梁建筑高度限制时，还可做成中承式拱桥。拱桥可以是单跨，也可以做成多跨。

组成：拱圈，桥面，楔石，拱脚。

基本分类分类方法1.按拱圈受力分：推力式拱桥、无推力式拱桥。

2.按拱圈（肋）结构的材料分：石拱桥、拱桥.

3.按拱圈（肋）结构的静力图式分：无铰拱、双铰拱、三铰拱。前两者属超静定结构，后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台（墩），结构最为刚劲，变形小，比有铰拱经济，但桥台位移、温度变化或混凝土收缩等因素对拱的受力会产生不利影响，因而修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承，铰可允许拱圈在两端有少量转动的可能。结构虽不如无铰拱刚劲，但可减弱桥台位移等因素的不利影响。三铰拱则是在双铰拱顶再增设一铰，结构的刚度更差些，但可避免各种因素对拱圈受力的不利影响。

赵州桥赵州桥，又名安济桥，也叫大石拱桥，坐落在河北省赵县城南五里的洨河上。它不仅是中国第一座石拱桥，也是当今世界上第一座石拱桥。唐代文人赞美桥如“初月出云，长虹饮涧”。这座桥建于隋朝公元605年至618年，由一名普通的石匠李春所建，距今已有1350多年的历史。在漫长的岁月中，虽然经过无数次洪水冲击、风吹雨打、冰雪风霜的侵蚀和8次地震的考验，却安然无恙，巍然挺立在清水河上。

李春设计的赵州桥，桥身长50．82米，宽9．60米，大拱的净跨度长37.37米，拱高7.23米。他考虑，为使桥面坡度小，将桥高与跨度呈1：5的比例，这样既便于行人来往，也便于车辆通行；拱顶高，又便于桥下行船。他又在大拱的两肩上，各做两个小拱，使得整个桥型显得格外均衡、对称，既便于雨季泄洪，又节省了建筑材料。其结构雄伟壮丽、奇巧多姿、布局合理，多为后人所效仿。李春设计的桥面坦直，共分三股，中间走车马，两旁走行人，不仅可使秩序井然，且又能防止交通事故的发生。可见，在1300多年前，在技术十分落后的情况下，一个普通石匠李春有这样高超的技术，实为难能可贵。

李春选用的石料和石料砌法技艺与众不同。他采用长方形石料，每块重约一吨，在1350多年前的隋朝，李春在没有起重机和吊车的情况下，运这么重的大石头是何等的艰辛。这充分显示了中国古劳动人民的伟大智慧。

李春带领其他工匠，将石料各面部凿有细密的斜纹，使石块相互咬合扣紧。全桥由28道独立的石拱纵向并列组成。他想，这样可以使每道石拱圈各自独立负荷载重，又便利于修缮。为了加强各拱圈的连接，他又采用9道铁梁贯于拱背之上，接着用腰铁嵌入拱石之间，使桥能“奇巧固护，用于天下”。

最后，李春又组织能工巧匠，在桥面的两侧石栏杆上，刻有许多精美的古典雕刻艺术，图案细腻，刀法苍劲有力，雕刻灵变，各种鸟兽龙腾虎跃，欲飞若动，形象逼真，堪称隋唐时代雕刻艺术的佳作。这种拱上加拱“敞肩拱”的新式桥型，这样的布局，采用这样的巨形跨度，构成这样的优美的造型，是李春在世界上的首创。在欧洲，14世纪才出现法国泰克河上的赛雷桥，但是，比中国赵州桥晚了700多年，并且早已被洪水毁坏无存。所以，李春造的赵州桥是全世界桥梁建筑史上唯一尚存的时间最长的一座，在世界占有重要地位，是相当有价值的。这是中国人民的骄傲和自豪。

这座历史悠久、结构奇特、造型美观、居世榜首的赵州桥，凝聚了李春的汗水和心血。李春成为中国、乃至世界建筑史上第一位桥梁专家。

但是，关于李春的生平事迹却没有留下更多的记载。就连隋朝之后的唐朝人，也只有"制造奇特赵州桥的人是隋匠李春"等数语记载。在赵州桥建成100年以后的唐朝开元13年（公元726年）中书令张士贞在《安济桥铭》中简略提到："赵州清水河石桥，隋匠李春之迹也，制造奇特，人不知其所为。"这说明，在封建社会里，劳动人民的创造发明，不知有多少被埋没了。

特别值得提出的是赵州桥的基础非常坚固。1350年来，两边桥基下沉水平只差5厘米，这说明李春桥址选择科学合理。赵州桥桥基，是建筑在清水河河床的白粗沙层上，既没有打桩，也没有其他石料，桥台仅用五层石料砌成，桥基很牢，结构简单。在1350年前，李春就敢用这样天然地基来承担大桥的全部重量，可见李春对工程学、力学、建筑学、水文、地质等都有深刻的理解。李春有这么多科学知识，无疑是他从劳动实践中获得和积累的。

赵州桥显示了中国古代劳动人民的伟大智慧，李春的名字也永垂史册。

一线天跨度最大的铁路石拱桥——“一线天”桥

在四川省境内的大渡河畔，有一条古老凉山分裂成的长达几里的大裂缝，名叫老昌沟。沟的两边平行相峙，山壁陡峭，直插云天，沟深达200余米，宽仅50余米，沟里云飘雾绕，从沟底仰望天空，好像一条蓝色的绳索悬在空中，人称“一线天”。1964年修建成昆铁路时，桥梁建设者们在这里修建了一座中国跨度最大的铁路石拱桥。

1965年，西南铁路建设工程指挥部在制订成昆线铺轨进度计划时发现，倘若集中采用预制的梁部结构，仅架桥时间就需一年多，于是决定把一些梁桥改为石拱桥，以缩短架梁的工期和减少水泥长途运输，达到提前通车的目的。本桥就是由简支梁桥改为石拱桥中的一座.

一线天石拱桥位于成昆线北段，在关村坝和长河坝之间，跨越大渡河支流老昌沟。桥址地质，沟底为冲积漂石土、卵石土、夹砾石土、粉粗砂，总厚度达25米以上；两侧沟壁为震旦系灰岩，岩层局部形成平缓褶曲，节理发育，石质坚硬。

本桥孔跨54米，是我国跨度最大的空腹式铁路石拱桥，全长63．14米，具有民族传统的建筑结构形式。全桥总圬工量l600多立方米，各类拱石计4930块。拱石从乌斯河至毛头马一带沿大渡河采集的花岗片麻岩加工而成，与附近山石浑然一体，显得格外壮观。

石拱桥位于直线3%o纵坡上，主拱圈应力按固端无铰拱原理计算，主拱跨度54米，矢高13．5米，拱宽4米，拱顶厚1．6米，拱脚厚2．815米，拱轴线用倒悬链线。拱上结构选用等截面悬链线小拱，每端布置小拱三孔，跨度5米，矢跨比1：2，拱厚为0．5米，外观较为协调。外小拱一端伸入隧道内支承于岩石地基上，一端支承在主拱圈的支承墩上。为了使拱上结构与两岸岩层隔开，起伸缩缝的作用，中间一跨用三铰拱，内外两跨用无铰拱。主拱圈于1966年7月开始砌筑，同年10月建成，历时99天，施工较为快速。全桥共使用45615工天，平均每成桥一米用722．4工天。

绍兴桥梁量多面广，据1993年底统计全市有桥10610座，誉为“万桥市”。在这众多桥梁中，古桥占有很大比例，是国内保存古桥品类、数量最多的地区之一，自适应于小江小河的木梁桥、木拱桥，到适应于大江大河的浮桥继而发展到石梁桥、三边形桥、五边形桥、七边形桥、半圆形石拱桥、马蹄形石拱桥、椭圆形石拱桥及至跨入当今世界先进拱圈结构的准悬链线拱桥，构成了一个极完整的古桥系列，成为中国古代桥梁发展,演化的一个缩影，被称为中国的“古桥博物馆”。

在全市现存的604座古桥中石拱桥（包括多折边拱、半圆拱、马蹄形拱、椭圆拱、准悬链线拱）241座

附属建筑桥梁又多有附属小品建筑，如桥头常立牌坊，著名者如北京北海琼华岛前的石拱桥，两端就各有一座规模甚大而美丽的牌坊。华表、经幢和小石塔也常用于桥梁，如苏州宝带桥、泉州五里桥和洛阳桥等。

相关专家简介茅以升是中国著名的桥梁专家、教育家、社会活动家。他主持设计的钱塘江大桥，是中国第一座由中国人自己设计建造的铁路公路两用桥；他还参加了新中国第一座现代化的大桥——武汉长江大桥的建造。

履历茅以升早年留学美国，其博士论文《框架结构的次应力》的科学创见，被称为“茅氏定律”。1921年，他回到祖国怀抱。30年代，茅以升在钱塘江大桥工程技术上的成就曾令国外同行对中国的桥梁建筑工程师刮目相看。50年代，在武汉长江大桥建设过程中，茅以升担任由中外专家组成的技术顾问委员会的主任委员，解决了武汉长江大桥建设中的14个难题。1959年，在首都“十大建筑”的建设中，茅以升担任人民大会堂结构审查组组长，为这个历史性的重大建筑贡献了自己的技术、经验和智慧。他是中国现代桥梁工程学的重要奠基人。

贡献作为一名教育家，茅以升在教育界工作的二十余年中当过五所学校的教授、两个大学的校长、两个学院的院长。他积极倡导科普教育，撰写了《桥话》、《中国石拱桥》等大量的科普文章。

卢沟晓月单以“晓月”形容卢沟桥之美，据传说是另有原因：每当旧历的月尽头（晦日）天快晓时，下弦的钩月在别处还看不分明，如有人到此桥上，他偏先得清光。这俗传的道理是否可靠，不能不令人疑惑，其实，卢沟桥也不过高起一些，难道同一时间在西山山顶，或北平城内的白塔（北海山上）上，看那晦晓的月亮会比卢沟桥上不如？不过，话还是不这么拘板说为妙，用“晓月”陪衬卢沟桥的确是一位善于想像的艺术家的妙语，本来不预备后人去作科学的测验。你想：“一日之计在于晨”，何况是行人的早发。朝气清蒙，烘托出那勾人思感的月亮，——上浮青天，下嵌白石的巨桥。京城的雉堞若隐若现，西山的云翳似近似远，大野无边，黄流激奔，……这样光，这样色彩，这样地点与建筑，不管是料峭的春晨，凄冷的秋晓，景物虽然随时有变，但若无雨雪的降临，每月末五更头的月亮，白石桥，大野，黄流，总可凑成一幅佳画，渲染飘浮于行旅者的心灵深处，生发出多少反射的美感。

古桥之乡绍兴是中国历史文化名城之一。古称越国。境内水道纵横，有水乡水城之誉。因水而有桥，因桥必有景，美名桥乡。据清光绪癸巳（1893）绘制的《绍兴府城衢路图》所示，当时城内有桥梁229座，城市面积为7.4平方公里，平均每0.0231平方公里就有桥一座，与世界闻名的水城意大利威尼斯相比较，为该城市在第二次世界大战前的桥梁密度的45倍（该城面积为567平方公里，当时有桥378座，现仅存桥76座），为清末时苏州城内桥梁密度的2倍（苏州城内面积21平方公里，清末有桥310座），石桥连街接巷，五步一登，十步一跨，真可谓是“无桥不成市，无桥不成路，无桥不成村”。

在全市现存的604座古桥中，宋以前古桥13座，明以前古桥41座，清代重修、重建、新建的古桥550座。按材料与结构分：有古木桥（包括木梁桥、木拱桥）10座，石梁桥（包括三折边桥）348座，石拱桥（包括多折边拱、半圆拱、马蹄形拱、椭圆拱、准悬链线拱）241座，多桥型组合桥4座，纤道桥1座。绍兴古桥不仅类多面齐，而且许多桥取得了国内“桥梁之最”称号： 国内现存最早的城市桥梁---宋代八字桥国内仅有的唐代特长型石梁桥---纤道桥 国内仅有的连续三孔马蹄形拱桥---泾口大桥 国内首次发现的准悬链线拱古桥---玉成桥，迎仙桥国内折边桥数量之最。这些“之最”说明绍兴古桥不但品类齐全，而且在桥型、建桥工艺、技术水平都达到了当时时代的高峰。

绍兴古桥绍兴古桥所具有的环境布局美、结构装饰美和桥楹诗文美，构成了特有的水乡交通景观。“垂虹玉带门前来，万古名桥出越州”。绍兴古桥文化成为越文化的重要组成部分。

建国以来，绍兴现代桥梁建设日新月异。其中尤以昌安立交桥为代表，是绍兴中心城市重大建设成就，它向省内外，国内外人士展示了绍兴古城现代化风貌，开始了绍兴现代桥梁的新篇章。

其他建筑连江县石拱桥

连江县发现了一座石拱桥。据连江县博物馆专家称，该拱桥的建造工艺和难度不亚于赵州桥。这座石拱桥名叫西贤桥，又名飞虹桥，位于连江县蓼沿乡仙屏村。连江县文物普查队伍在乡镇普查文物时发现了该桥。该石拱桥也是迄今为止连江县境内发现的唯一的石拱桥。

该桥呈南北走向，系单孔石拱桥，拱呈马蹄状，长14.5米，宽3.4米，高6.4米。桥头用石条纵横垒砌，拱圈用花岗岩块石砌筑而成。一条小溪从桥下穿过，溪边长满了青草。

2005年，村里筹资12万修复石拱桥。古桥多为石结构，最早的建于隋朝大业年间，至民国初尚有135座，因战乱，至1990年仅存46座。连江县博物馆副馆长骆明勇说，虽然县志上记载该桥是在清嘉庆年间所建，但从工艺角度分析，这座桥可追溯到明代，估计有400多年的历史了，且建造工艺和难度可与河北赵州桥一比。石拱桥的建筑难度是石材越小越难，石材不平整，建筑难度也越大，西贤桥的石材就比赵州桥的石材小，且石材也比较不平整。

临海五孔石拱桥

五洞桥，即新桥，位于临海大洋街道新桥头村。据《民国临海县志》载：“在县东一十五里。初有渡无桥，明景泰间，一僧渡此，苦舟人索赀，遂建此桥，至今称便。”是临海仅存的古代五孔石拱桥。

桥之北侧是小山似的泥土， 有一小径，可能专为五洞桥而开，如不仔细有意地寻找，的确难以入之眼帘。桥北有“临海文物保护单位”石碑，隐身于乱草间，似乎昭示着“不为外人道也”。

桥身全是杂草、灌木、藤蔓，加上桥南一片空地，未有开发，桥长约五六十米，宽四五米，桥两侧有护栏和望柱。护栏高有四十公分，北截雕有各种图案，以梅花鹿为主，可能为“禄”之象征，其它飞禽走兽和人物图画，皆栩栩如生。护栏南截均为素面。

每根望柱柱头雕刻莲花或狮子，莲花样式繁复，有仰莲、覆莲，还有莲蓬，含苞。雕刻手法既有圆雕、浮雕，又有深刻，浅刻。狮子造型多样，有回首翘望、有凝神蹲伏，更有两狮互相遥望，栩栩如生，造型丰富优美，工艺精湛细腻。南面二望柱上有刻字，其一能清晰看出是 “信士赵明望妻颜氏助钱二千”，题款第一字为“南”，第二字一半剥落，辨析后应该是“无”字，其余则全部剥落，猜测应该是“南无阿弥陀佛”，落款则看不清。另一根的题词也是斑驳模糊。从护栏及桥两端辨认，桥两端原先应该有石阶，而桥面则应与桥孔桥墩相应地成波浪形，据当地人说，上世纪九十年代以来，由于生活水平提高了，造新房子的家庭越来越多，为使拖拉机等一些机动车通过，村民们把桥面用土填平了，连五吨车也驶，破坏很严重，后来为了保护文物，才在桥两边立了柱墩。

桥为五孔，南四孔跨度基本一致，所称奇的是北一孔，相对少许多，加上此孔边全是杂草，下则淤泥堆积，如不仔细辨认，则以为是四孔。桥第三墩东侧中间有一龛，右侧上方有几块条石斜着伸出，成梯子状，猜测胆大的可凭条石沿至龛中，至于龛用来做什么的，无人奉告，猜测是以前可能放有佛像等物，为镇桥之“宝”。

这条河是沟通东大河与大田港的通道，涨潮时起到分洪作用，这座桥则是以前新桥头、曹家和山下等村去市区的必经之地。1955年大田港改道，水位遂浅，河之北端逐渐泥沙淤积，村民们开发种了庄稼，河道则缩至原三分之一。至于桥的始建年代，原桥北有一石碑，记载着桥的历史，为清乾隆四十九年（1784年）为大水所毁，翌年由里人章维新、张正礼等发动重建，历四年而成，同治四年（1865年）又曾重修。老人还记得自己十来岁时，新桥也有过一次大修，主修的是一位美国工程师，推算应该是在抗战胜利后一二年。桥南北两端本来各有两座石塔，有二人多高，上世纪五十年代毁于一次台风中，以后村民们就把石塔拆了，塔基中发现藏有几本古书，可惜没多久就毁了。

括苍山麓大岙古石拱桥

台州府城西通仙居，距城约二十里有村名大岙，当括苍山之麓，山高沟深，曲折多致，为古代交通要道。村西通往括苍山深处有一条历史悠久的古道，为保存至今的难得“县道”。离村数里有一处古拱桥，饱经沧桑，历经风雨冲刷，山洪激荡而屹立不倒。桥身纯以就地取材的山溪石块垒叠砌筑而成，不见有其它粘合材料为剂，其做工之简单纯朴，然而牢固异常，真有令人叹服之处。

该桥为大清咸丰二年（1852）所建，距今已有近160年的历史。拱桥顶端东侧镶嵌着造桥事由的一块小石碑，由于常年被桥面植被所覆盖，十分隐秘，不易发现。桥碑文字如下：“大清咸丰二年季春吉旦 信士何加玉妻许氏建立 许李氏助钱一千六百文 信士许传坦助工十三日 各信士助工二十日”。

它是一座古代信女善男自发自愿捐资建造的公共设施，不仅可借以考察台州府城西向交通道路的情况，考察古代山区民众高超的营造工艺水平，更可以考见古代普通民众热心公益事业的道德水平，给后世留下了泽披千秋的石拱桥。