小學課本中的趙州橋,有很多你不知道的事兒|典籍中的工人

說起趙州橋,

我們應該都有印象,

小時候學過《趙州橋》這篇課文。

今天,

《趙州橋》仍是小學語文中的重點,

也許您的孩子剛剛還在背誦,

我的女兒則是兩年前學的這一課。

下面,

讓我們和孩子們一起排排坐

重溫這篇課文,

扒一扒那些你或許不知道的事兒。

小學課本中的趙州橋,有很多你不知道的事兒|典籍中的工人

△圖:左,現行人教版初中歷史七年級關於趙州橋的內容;右,現行人教版小學語文三年級關於趙州橋的課文。

課文《趙州橋》

河北省趙縣的洨(xiáo)河上,有一座世界聞名的石拱橋,叫安濟橋,又叫趙州橋。它是隋朝的石匠李春設計和參加建造的,到現在已經有一千四百多年了。

趙州橋非常雄偉。橋長五十多米,有九米多寬,中間行車馬,兩旁走人。這麼長的橋,全部用石頭砌成,下面沒有橋礅,只有一個拱形的大橋洞,橫跨在三十七米多寬的河面上。

大橋洞頂上的左右兩邊,還各有兩個拱形的小橋洞。平時,河水從大橋洞流過,發大水的時候,河水還可以從四個小橋洞流過。這種設計,在建橋史上是一個創舉,既減輕了流水對橋身的衝擊力,使橋不容易被大水沖毀,又減輕了橋身的重量,節省了石料。

這座橋不但堅固,而且美觀。橋面兩側有石欄,欄板上雕刻著精美的圖案:有的刻著兩條相互纏繞的龍,前爪相互抵著,各自回首遙望;還有的刻著雙龍戲珠。所有的龍似乎都在遊動,真像活了一樣。

趙州橋表現了勞動人民的智慧和才幹,是我國寶貴的歷史遺產。

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課文作者原來是茅以升

上小學時學課文,老師一般都不告訴我們作者是誰,實際上可能連老師自己都不知道。我一查《趙州橋》這篇課文的作者,嚇了一跳,竟然是我國鼎鼎大名的橋樑專家、武漢長江大橋的總設計師茅以升。

+人物介紹

小學課本中的趙州橋,有很多你不知道的事兒|典籍中的工人

茅以升(1896年1月9日—1989年11月12日),字唐臣,江蘇鎮江人。土木工程學家、橋樑專家、工程教育家,中國科學院院士,美國工程院院士。

《趙州橋》縮寫自茅以升撰寫的《中國石拱橋》中介紹“趙州橋”部分。《中國石拱橋》一文1962年發表於《人民日報》。此文後來也被選入中學語文課本,但我已經不大記得我學過。往事如煙哈~

《趙州橋》一文是讓小朋友讀的,行文高度簡潔,也簡單、簡短(才300多字呢);《中國石拱橋》一文首發在報紙上,也受篇幅限制,必須簡潔。只學這兩篇課文,還不能全面瞭解趙州橋及與其相關的知識點和知識面。下面我就參照茅爺爺的文章和其他書籍典籍,把這座橋介紹得一清二楚。讓咱們通過這座橋,到達更遠的地方,遇見更好的自己。

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科普:為什麼是拱橋?

像趙州橋那樣彎彎如虹的橋,叫拱橋。古時候沒有鋼筋水泥,都是石拱橋。杜牧“二十四橋明月夜”的著名詩句,不管是指一座橋還是二十四座橋,都能見證我國拱橋數量之多、之美,喚起我們對於“拱橋文化”的豐富記憶。這記憶毋須悠久,也不必待以遠足,我上初中的鎮上,就有一座小的拱橋,而至今在您老家“彎彎的月亮下面”,不也“是那彎彎的小橋”嘛!

茅以升在《中國石拱橋》一文中稱,《水經注》裡提到的“旅人橋”(位於洛陽附近),大約建成於公元282年(西晉太康三年),可能是有記載的我國最早石拱橋。可惜此橋無存。而趙州橋是現在還能在水上看到的世界上第一座石拱橋。

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橋為什麼要“拱”起來?為什麼是拱形結構?我們先科普一下。這是利用了力的耗散原理:當壓力來自拱的上部,由於拱弧的存在,力就向兩邊分散,這就能使拱承受更大的壓力。安全帽之所以安全,也是利用了這種力學原理。根據地下發掘,我國工匠在秦漢時已經掌握了這種“拱形的技術”,他們將磚墓的墓頂砌成拱圈形式。

後來這種為死人服務的拱形從地下升至地上為活人造福,建成一座座石拱橋。可以想象,第一個建拱橋的工匠,也是受了天上彩虹的啟發。我們一向將拱橋比喻為虹,或者總看虹是橋,蓋肇端於工匠之匠心也。

現在,是李春要建他的理想之橋。

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趙州橋的三大絕世創新

趙州橋所在的趙縣屬石家莊市所轄,古稱趙州,故趙州橋終以“趙州橋”著名。因系石料砌築,當地人還稱它為大石橋。後來宋哲宗賜名安濟橋,意為“安渡濟民”。趙州橋建成於隋代大業年間(公元605-617年),到2018年,已經1400多年了。

趙州橋堪稱天下第一橋,它的創新前無古人而後啟來者。它完美無缺,而且是萬橋之橋,也就是說,後來的許許多多橋都通過它而實現了橋的功能和美觀。

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★趙州橋的設計創新首先體現在它的拱是圓弧形而不是半圓形。中國古代石橋拱形大多為半圓,這種樣式適用於跨度較小的橋樑,如果是大跨度的,就會使橋面陡高,車馬通行不便。而趙州橋所跨的洨河是一條大河,波浪是寬的,如果採用盧溝橋那樣的半圓形拱,其高度將達20米左右,幾乎要超過現高度的兩倍——我們記得京津冀地區另一座著名的橋盧溝橋便是採用了半圓形拱。李春採用了圓弧拱形式,盡最大可能使橋變得低平,使車馬能夠輕鬆通過。遊人遠看趙州橋面,一似平溜溜並無坡度。

趙州橋長50.82米,橋拱跨度37.5米,迄今仍是世界上跨徑最大的石拱橋;而其拱高只有7.25米,拱高和跨度之比為1:5左右。

茅以升說,趙州橋“非常雄偉”,那是近看;遠望,或看圖片,則顯得十分嫵媚,有舉重若輕的風格,就與它這種圓弧形設計有關。

明代詩人祝萬祉形容趙州橋外觀:“百尺長虹橫水面,一彎新月出雲霄。”唐朝小說家張鷟(zhuó)遠望趙州橋,也說它就像

“初月出雲,長虹飲澗”。“ 長虹”、“ 新(初)月”,都是準確描繪出了橋拱的大跨度、圓弧形特徵。當風平浪靜水清時,那段圓弧倒映水中,一實一虛,交接畫成美人明目,煞是動心好看。

★以上虹和新月的比喻句還描繪出了趙州橋第二個設計創新,那就是單拱。中國古代建橋,如橋樑較長,往往採用多拱相聯的聯拱形式。如長達265米的盧溝橋,就有11道拱。聯拱式建橋,使每拱跨度較小,便於修建,但缺點是橋墩多,既不利於舟船航行,也妨礙洪水宣洩。如上所述,洨河是大河,而趙州又地處南北交通要津,要求趙州橋不僅交通陸路,還要無礙於水上運輸。所以李春就在圖紙上設計了一次性大跨度單拱橋。這種橋不假橋墩,像彩虹一樣凌空而起飛架南北,是橋樑史上大膽空前的創造。

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說趙州橋是單拱石橋也許還不完整,完整地說,它是“單拱、拱上加拱”。它其實一共有四道拱。一個大拱,在大拱的左右兩肩,又各開兩道小拱。靠近大拱腳的小拱淨跨為3.8米,另一拱的淨跨為2.8米。專業的稱呼就是:敞肩式拱橋。在我們的印象中,拱橋多是實肩,而趙州橋是敞肩式,這是李春首開先河。也許在李春的同時代或隋以前的時代,石拱橋已經不稀見了,但都是實肩式,而李春建趙州橋時,改進為敞肩式。 總之,後人總結這種拱上加拱的敞肩式拱橋是趙州橋與眾不同的第三個設計創新(也可以倒著排為第一個)。

那麼,李春為什麼要這樣設計或改進呢?劃重點:

一為洩洪。洨河發源於太行山中段東麓的井陘(xíng)山區,汛期水漲,奔騰咆哮,橋拱都會被淹住,建橋必須慮及使其有更強的洩洪能力。而那四個小拱的敞開,正是要其助力排洩;據測四小拱可增加過水麵積16%左右,大大減小了洪水對橋體的衝擊力。

二為減重。四個小拱的空心部分,可以減輕橋重700噸,相當於橋身重量的15%,從而減輕了橋身對橋基的壓力。建橋也是要考慮地基的。趙州橋只是建基於河床的的粗砂層上,每平方釐米所能承受的壓力為4-6公斤,而趙州橋建基,並不打樁,也沒有其他加固措施,卻使每平方釐米壓力控制在5-6公斤之內,靠的就是那四個小拱的減重之功。1400多年了,趙州橋兩邊橋基僅下沉5釐米。

三可“維穩”。四個小拱可以為大拱分擔壓力。來自橋面上的壓力,先傳到小拱,根據力的耗散原理,小拱迅速把壓力散成三份,分別傳送給橋基、兩側的橋臺和大拱,大拱的壓力就這樣減輕了,穩定性就這樣增強了,而橋樑的的承載力也因此增加了。

四可節省。四個小拱空心不砌,自可省許多石料。到底能省多少立方,有心人不妨一算。

一個大拱,四個小拱,像一道大彩虹的兩肩上,各又彎出兩道小彩虹,像彩虹爸爸或媽媽的雙肩肩著四個彩虹娃娃。趙州橋獨創的構造,也使它變得更加美觀。力學和美學相得益彰的完美結合。

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趙州橋是怎樣砌起來的?

讀到這兒,聰明如您笨如我,都已經忍不住要問了:“趙州橋的拱是怎麼砌起來的呢?”問得好。下面就讓我跟您一起進行這方面的研究。您講,我來記:

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李春就地取材,均選用附近州縣所產的質地堅硬的青灰色砂石作為建橋石料,然後是採用了縱向並列砌築法砌成。即是說,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。每券單獨砌置,獨立成拱;砌完一道,移動承擔重量的“鷹架”,再砌下道鄰拱。最後就像28張大弓緊緊密合在一起。這種砌法既可節省製作“鷹架”的木材,又便於移動,同時又利於橋的維修,一道拱券的石塊損壞,只要嵌入新石,進行局部修整即可,而不必整橋調整。更重要的是,這種縱向並列砌築法,才使大橋實現了跨度大而圓弧低平的優點,因為每道拱券都獨立站穩、分散受力,又可使大橋的承載力成倍增長。

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為了使28道拱券組成一個超級穩定的有機整體,李春還採取了多種嚴密的“維穩”措施,等於給大橋購買了一重又一重保險。劃重點:

一、每一拱券均下寬上窄、略有“收分”,使每個拱券向裡傾斜,相互擠靠,增強其橫向聯繫,以防止拱石向外傾倒,最後砌成的橋面也就略有“收分”,即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,由是大橋的穩定性得以加強。

二、在主券上均勻沿橋寬方向設置了5個鐵拉桿,穿過28道拱券,每個拉桿的兩端有半圓形杆頭露在石外,緊緊穿住28道拱券,增強其橫向聯繫。在4個小拱上也各有一根鐵拉桿起同樣作用。

三、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嵌有起連接作用的燕尾形“腰鐵”。我們看橋的圖片,沿著拱線,有一彎頗有裝飾性的黑點,就是“腰鐵”露出來的一面;在我們看不見的內部,各道券之間的相鄰石塊也都鎖有“腰鐵”。除“腰鐵”外,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。

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銘記李春:溝通古今,連接中外

關於工匠李春,正史自然無傳,連提都沒有提到過。那麼我們何以知道他就是趙州橋的設計者呢?

唐代開元十三年(公元725年),張嘉貞在《趙州石橋銘序》中記載:“趙州洨河石橋,隋匠李春之跡也。製造奇特,人不知其所以為。”

張嘉貞是唐玄宗在位初期宰相,是這位宰相最早明確告訴我們是李春建趙州橋的。他稱此橋“製造奇特,人不知其所以為”,並讚歎“非夫深智遠慮,莫能創是”,可證其技其法前無古人。他用很生僻的文字描寫了橋的“用石之妙”。

+人物介紹

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李春,隋代造橋匠師。現今河北邢臺臨城人士。隋開皇十五年至大業初(595~605)建造趙州橋(安濟橋)。歷史悠久、結構奇特、造型美觀、居世榜首的趙州橋,凝聚了李春的汗水和心血。李春成為中國、乃至世界建築史上第一位橋樑專家。

銘文還有。這正是所謂銘記:

明代嘉靖四十三年(公元1564年),孫大學《重修大石橋記》:“隋大業間石工李春所造。”

明代萬曆二十五年(公元1597年),張居敬《重修大石橋記》:“趙城南距五里,有洨河,河上有橋,名安濟,一名大石,乃隋匠李春所造雲。”

清代光緒年間編纂的《趙州志》也載:“安濟橋在州南五里洨水上,一名大石橋,乃隋匠李春所造,奇巧固護,甲於天下。”

我們古人說趙州橋“甲於天下”,一點都沒有誇張,相反還很謙虛,因為他們所謂天下者,僅指中國。他們還不知道,趙州橋在世界上都是獨步古今。

完整地說,趙州橋是世界上第一座敞肩圓弧石拱橋。其敞肩橋型,在歐洲遲至十四世紀才出現,那就是法國泰克河上的賽雷橋,已比趙州橋要晚700年,而且又早於1809年就毀壞無存。這種敞肩式設計在現代橋樑史上得到廣泛應用,趙州橋實有著交通之功。英國著名中國科學技術史專家李約瑟博士在其鉅著《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,其中第18項就是弧形拱橋。

李約瑟說:“在西方圓弧拱橋都被看作是偉大的傑作,而中國的傑出工匠李春,約在610年修築了可與之輝映,甚至技藝更加超群的拱橋。”

小學課本中的趙州橋,有很多你不知道的事兒|典籍中的工人

1991年美國土木工程師學會選定趙州橋為為世界第十二處“國際土木工程歷史古蹟”,一同獲選的還有埃及金字塔、意大利比薩斜塔等。

所以說我說趙州橋是萬橋之橋,它溝通古今,又連接中外。

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歷代歌詠趙州橋的詩句不少,我選一首明確提到李春名字的清代詩人饒夢鋁作品:

安濟橋

誰到橋頭問李春,仙驢仙蹟幻成真。

長虹應卷濤聲急,似向殘碑說故人。

這詩還要解釋幾句。在河北,流傳有《小放牛》民歌:

趙州橋來什麼人兒修?

……

什麼人騎驢橋上走?

趙州橋來魯班爺修,

……

張果老騎驢橋上走。

看來在民間,李春也是默默無聞,以至於只能用傳說中的能工巧匠魯班來指稱趙州橋的創造者,當然,這也是對李春的特別讚美。在河北,魯班造趙州橋,已經成為有故事情節的傳說。傳說他造橋好後,張果老在褡褳裡裝上日和月從橋上走過,檢驗橋的承載力。這就是饒夢鋁“仙驢仙蹟幻成真”詩句的用典,也是民歌“張果老騎驢橋上走”的來歷。至今橋上還留有張果老等人的“仙蹟”。

饒夢鋁的詩大有強調李春趙州橋創造者的意思。這是個有心人。

撰文 | 獨孤放牛 (詹船海)


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