1、赵州桥赏析张智恒土木 145班赵州桥又称安济桥，坐落在河北省赵县洨河上，横跨在 37米多宽的河面上，因桥体全部用石料建成，俗称 “ 大石桥 ” 。建于隋朝年间公元 595年 605年，由著名匠师李春设计建造，距今已有 1400多年的历史，是当今世界上现存最早、保存最完整的古代单孔敞肩石拱桥。建筑背景1.伏拱敞肩赵州桥首次在主拱的两肩上各建两个小拱 称伏拱。挖去部分填肩材料，称敞肩。敞肩有几大益处。 第一，减轻了桥身自重，节省材料，也减轻了桥身对桥台的垂直压力和水平推力。使桥身变轻巧，下部结构变简单。 第二，敞肩的四个小拱在洪灾时能起到很好的泄洪作用，据桥梁专家推算，大约可增加过水面积 16.5
2、。 第三，通过敞肩调整荷载分布，使恒载压力线和大拱的轴线极为接近。拱的构造经济合理。结构特点2.坦 拱赵州桥采用了现代桥梁学上的所谓坦拱，桥身跨度大而弧形平。这样便于车马通过，也兼顾了航运。但拱平会使拱对桥台的水平推力变大，对桥台和地基的要求较高。李春一方面采用敞肩减轻桥自重，另一方面采用纵向并列砌筑的施工方法，使每到拱券自成一体，如果一道拱券损坏不会影响全桥。3.采用天然地基上的浅基础按照常理推断，赵州桥的坦拱形式，对桥台和地基的要求较高。许多人猜测赵州桥的桥台肯定会采用长后座型式的基础，还可能有桩基。 就连梁思成先生 1933 年考察时还认为这只是防水流冲刷而用的金刚墙，而不是承纳桥券全部
3、荷载的基础。然而，桥梁专家们在 1979 年 5 月对赵州桥进行人工坑探后发现，赵州桥的桥台是厚度仅 1.549 米的既浅又小的普通矩形，桥台直接安放在轻亚粘土与亚粘土组成的第四纪冲积层上，这种天然地基土质均匀稳定，完全能承受大桥的荷载。这充分体现了以李春为代表的中国古代匠师的全局设计思想。梁思成先生所摄及所绘图1.“ 券 ” 小于半圆中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
4、，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。在主拱券的上边两端又各加设了二个小拱，一，可节省材料，二，减少桥身自重（减少自重 15%），而且能增加桥下河水的泄流量。三，使桥身更加美观 。建筑价值2.“ 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。这样桥体增加了四个小券，大约节省了一百八十立方米石料，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。3.洞砌并列式它用二十八道小券并列成 9.6米
5、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。赵州桥通过扶拱敞肩调整荷载分布，使恒载压力线和大拱的轴线极为接近，从而使主拱材料产生极小的拉应力，发挥石料很好的受压特性。下面就通过一个小的算例进行验证。1.计算模型赵州桥全长 64.4m，净跨 37.02m，弧矢 7.05m，弧半径 27.7m。两小拱的半径分别为 2.3m 和 1.5m，跨度分别为 3.81m 和 2.85m。小拱厚度为 0.66m，大拱厚度为 1.32m。 在结构力学求解器上建立计算模型，取一半拱结构，对大拱用 12 段杆单元近似，两个小拱分别用 8 段和 10 段杆单元近似，由于基础小而浅，所以支座近似为铰支。计算简图如下： 算例
