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李春,為隋朝時代的一位傑出工匠。
基本信息
中文名 | 李春 | 性別 | 男 |
國籍 | 中國 | 民族 | 漢族 |
職業 | 橋樑工匠 | 外文名 | Li Chun |
主要成就 | 建造了舉世聞名的趙州橋[1] | 朝代 | 隋朝 |
生平
李春是中國隋代著名的橋樑工匠,他設計並建造了一座大型石拱橋,橫跨在趙州(河北趙縣)洨河上。現今稱為趙州橋(安濟橋、楊岳橋)。 這個濃縮了中華人民智慧結晶的標誌性橋樑,開創了中國橋樑建造的嶄新局面,為中國橋樑技術的發展作出了巨大貢獻。
中國驕傲
趙州橋的敞肩圓弧拱形式是中國勞動人民的一大創造,西方在14世紀才出現敞肩圓弧石拱橋,已經比中國晚了600多年。英國著名中國科學技術史專家李約瑟博士在其巨著《中國科學技術史》中曾經列舉了26項從1世紀到18世紀先後由中國傳到歐洲和其他地區的科學技術成果,其中的第18項就是弧形拱橋。趙州橋建成後成為中國北南交通的要衝,有「坦途箭直千人過,驛使馳驅萬國通」的美譽。舟船在橋下航行,人馬車輛從橋上駛過,大大方便了交通運輸和人民生活,為**河兩岸人員來往提供了便利條件。
這座大橋自建成至今已有1300多年,這期間經歷了8次以上地震的影響,8次以上戰爭的考驗;承受了無數次人畜車輛的重壓,飽經無數次風刀霜劍、冰雪雨水的沖蝕,卻雄姿不減當年,仍巍然屹立在洨河上。
解放以後,趙州橋被列為全國重點文物保護單位,有關部門對這一古代大橋進行了徹底維修,以保持其輝煌的歷史地位。趙州橋已成為中國人民聰明智慧的象徵和進行愛國主義、歷史主義教育的場所。趙州橋的建成在中國橋樑史上具有重要影晌,它的大跨度、圓弧拱、敝肩形式力以後的橋樑建設開創了新的天地。隋代以後,出現了許多與趙州橋相類似的大型拱橋,已經發現的就有十幾座,如山西崞縣的普濟橋、晉城的景德橋、河北趙縣的永通橋、濟美橋等。趙州橋已經成為中國橋樑建設的典範。
然而象趙州橋這樣突出的技術成就和象李春這樣傑出的橋樑專家,在封建社會中並不為封建統治者所重視,甚至在史書中也沒有留下多少痕跡,我們除了知道隋朝工匠李春設計建造了這座舉世聞名的大橋外,其他卻一無所知,不能不說是一個很大的遺憾。但是即使如此我們仍然堅信:李春作為一代橋樑專家和趙州橋作為一座歷史名橋將永載祖國史冊,為後人所牢記。
設計獨特
1.採用圓弧拱形式。改變了中國大石橋多為半圓形拱的傳統,中國古代石橋拱形大多為半圓形,這種形式比較優美、完整,但也存在兩方面的缺陷:一是交通不便,半圓形橋拱用於跨度比較小的橋樑比較合適,而大跨度的橋樑選用半圓形拱,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造性地採用了圓弧拱形式,使石拱高度大大降低。趙州橋的主孔淨跨度為37.02米,而拱高只有7.25米,拱高和跨度之比為1:5左右,這樣就實現了低橋面和大跨度的雙重目的,橋面過渡平穩,車輛行人非常方便,而且還具有用料省、施工方便等優點。當然圓弧形拱對兩端橋基的推力相應增大,需要對橋基的施工提出更高的要求。
2.採用敞肩。這是李春對拱肩進行的重大改進,把以往橋樑建築中採用的實肩拱改為敞肩拱,即在大拱兩端各設兩個小拱,靠近大拱腳的小拱淨跨為3.8米,另一拱的淨跨為2.8米。這種大拱加小拱的敞肩拱具有優異的技術性能,首先可以增加泄洪能力,減輕洪水季節由於水量增加而產生的洪水對橋的衝擊力。古代洨河每逢汛期,水勢較大,對橋的泄洪能力是個考驗,四個小拱就可以分擔部分洪流,據計算四個小拱可增加過水麵積16%左右,大大降低洪水對大橋的影響,提高大橋的安全性。其次敞肩拱比實肩拱可節省大量土石材料,減輕橋身的自重,據計算四個小拱可以節省石料26立方米,減輕自身重量700噸,從而減少橋身對橋台和橋基的垂直壓力和水平推力,增加橋樑的穩固。第三增加了造型的優美,四個小拱均衡對稱,大拱與小拱構成一幅完整的圖畫,顯得更加輕巧秀麗,體現建築和藝術的完整統一。第四符合結構力學理論,敞肩拱式結構在承載時使橋樑處於有利的狀況,可減少主拱圈的變形,提高了橋樑的承載力和穩定性。
3.單孔。中國古代的傳統建築方法,一般比較長的橋樑往往採用多孔形式,這樣每孔的跨度小、坡度平緩,便於修建。但是多孔橋也有缺點,如橋墩多,既不利於舟船航行,也妨礙洪水宣洩;橋墩長期受水流衝擊、侵蝕,天長日久容易塌毀。因此,李春在設計大橋的時候,採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。這是中國橋樑史上的空前創舉。
創造性
1.橋址選擇比較合理,使橋基穩固牢靠。李春根據自己多年豐富的實踐經驗,經過嚴格周密勘查、比較,選擇了洨河兩岸較為平直的地方建橋,這裡的地層是由河水沖積而成,地層表面是久經水流沖涮的粗砂層,以下是細石、粗石、細砂和粘土層。根據現代測算,這裡的地層每平方厘米能夠承受4.5到6.6公斤的壓力,而趙州橋對地面的壓力為每平方厘米5——6公斤,能夠滿足大橋的要求。選定橋址後在上面建造地基和橋台,建橋到如今,橋基僅下沉了5厘米,說明這裡的地層非常適合於建橋。
2.趙州橋的砌置方法新穎、施工修理方便。李春就地取材,選用附近州縣生產的質地堅硬的青灰色砂石作為建橋石料,在石拱砌置方法上,均採用了縱向(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並列組合而成,拱厚皆為 1.03米,每券各自獨立、單獨操作,相當靈活,每券砌完全合攏後就成一道獨立拼券,砌完一道供券,移動承擔重量的「鷹架」,再砌另一道相鄰拱。這種砌法有很多優點,它既可以節省製作「鷹架」所用的木材,便於移動;同時又利於橋的維修,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整。
3.在保持大橋穩定性方面採取了許多嚴密措施。為了加強各道拱券間的橫向聯繫,使28道拱組成一個有機整體,連接緊密牢固,李春採取了一系列技術措施。1)每一拱券採用了下寬上窄、略有「收分」的方法,使每個拱券向里傾斜,相互擠靠,增強其橫向聯繫,以防止拱石向外傾倒;在橋的寬度上也採用了少量「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,以加強大橋的穩定性。2)在主券上均勻沿橋寬方向設置了5個鐵拉杆,穿過28道拱券,每個拉杆的兩端有半圓形杆頭露在石外,以夾住28道拱券,增強其橫向聯繫。在4個小拱上也各有一根鐵拉杆起同樣作用。3)在靠外側的幾道拱石上和兩端小拱上蓋有護拱石一層,以保護拱石;在護拱石的兩側設有勾石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。而且每塊拱石的側面都鑿有細密斜紋,以增大摩擦力,加強各券橫向聯繫。這些措施的採取使整個大橋連成一個緊密整體,增強了整個大橋的穩定性和可靠性。