概述

　　赵州桥又叫安济桥，坐落在河北省赵县城南五里的洨河上。赵县古时曾称作赵州，故名。赵州桥是隋朝石匠李春设计建造的，距今已有近1400年，是世界现存最古老最雄伟的石拱桥。赵州桥只用单孔石拱跨越洨河，石拱的跨度为37.7米，连南北桥堍(桥两头靠近平地处)，总共长50.82米。采取这样巨型跨度，在当时是一个空前的创举。更为高超绝伦的是，在大石拱的两肩上各砌两个小石拱，从而改变了过去大拱圈上用沙石料填充的传统建筑型式，创造出世界上第一个“敞肩拱”的新式桥型。这是一个了不起的科学发明。象赵州桥这样古老的大型敞肩石拱桥。在世界上相当长的时间里是独一无二的。在欧洲，公元14世纪时，法国泰克河上才出现类似的敝肩形的赛雷桥，比赵州桥晚了700多年，而且早在1809年这座桥就毁坏了。隋代著名石匠李春的杰出贡献在世界桥梁建筑史上永放光辉。

　　建筑原理

　　赵州桥桥址选择比较合理，使桥基稳固牢靠

　　李春根据自己多年丰富的实践经验，经过严格周密勘查、比较，选择了洨河两岸较为平直的地方建桥。这里的地层是由河水冲积而成，地层表面是久经水流冲涮的粗砂层，以下是细石、粗石、细砂和粘土层。根据现代测算，这里的地层每平方厘米能够承受4.5到6.6公斤的压力，而赵州桥对地面的压力为每平方厘米5—6公斤，能够满足大桥的要求。选定桥址后在上面建造地基和桥台。自建桥到现在，桥基仅下沉了5厘米，说明这里的地层非常适合于建桥。

　　赵州桥的砌置方法新颖、施工修理方便

　　李春就地取材，选用附近州县生产的质地坚硬的青灰色砂石作为建桥石料。在石拱砌置方法上，均采用了纵向（顺桥方向）砌置方法，就是整个大桥是由28道各自独立的拱券沿宽度方向并列组合而成；拱厚皆为1.03米，每券各自独立、单独操作，相当灵活。每券砌完全合拢后就成一道独立拼券砌完一道供券，移动承担重量的“鹰架”，再砌另一道相邻拱。这种砌法有很多优点，它既可以节省制作“鹰架”所用的木材，便于移动，同时又利于桥的维修，一道拱券的石块损坏了，只要嵌入新石，进行局部修整就行了，而不必对整个桥进行调整。三）在保持大桥稳定性方面采取了许多严密措施　为了加强各道拱券间的横向联系，使28道拱组成一个有机整体，连接紧密牢固，李春采取了一系列技术措施。

　　1、每一拱券采用了下宽上窄、略有“收分”的方法，使每个拱券向里倾斜，相互挤靠，增强其横向联系，以防止拱石向外倾倒；在桥的宽度上也采用了少量“收分”的办法，就是从桥的两端到桥顶逐渐收缩宽度，从最宽9.6米收缩到9米，以加强大桥的稳定性。

　　2、在主券上均匀沿桥宽方向设置了5个铁拉杆，穿过28道拱券，每个拉杆的两端有半圆形杆头露在石外，以夹住28道拱券，增强其横向联系。在4个小拱上也各有一根铁拉杆起同样作用。

　　3、在靠外侧的几道拱石上和两端小拱上盖有护拱石一层，以保护拱石；在护拱石的两侧设有勾石6块，勾住主拱石使其连接牢固。

　　4、为了使相邻拱石紧紧贴合在一起，在两侧外券相邻拱石之间都穿有起连接作用的“腰铁”，各道券之间的相邻石块也都在拱背穿有“腰铁”，把拱石连锁起来。而且每块拱石的侧面都凿有细密斜纹，以增大摩擦力，加强各券横向联系。这些措施的采取使整个大桥连成一个紧密整体，增强了整个大桥的稳定性和可靠性。

　　设计特色

　　圆弧拱形式设计

　　赵州桥的拱用于跨度比较小的桥梁比较合适，而大跨度的桥梁选用半圆 形拱，就会使拱顶很高，造成桥高坡陡、车马行人过桥非常不便。二是施工不利，半圆形拱石砌石用的脚手架就会很高，增加施工的危险性。为此，李春和工匠们一起创造性地采用了圆弧拱形式，使石拱高度大大降低。赵州桥的主孔净跨度为37.02米，而拱高只有7.23米，拱高和跨度之比为1：5左右，这样就实现了低桥面和大跨度的双重目的，桥面过渡平稳，车辆行人非常方便，而且还具有用料省、施工方便等优点。当然圆弧形拱对两端桥基的推力相应增大，需要对桥基的施工提出更高的要求。

　　采用敞肩

　　这是李春对拱肩进行的重大改进，把以往桥梁建筑中采用的实肩拱改为敞肩拱，即在大拱两端各设两个小拱，靠近大拱脚的小拱净跨为3．8米，另一拱的净跨为2.8米。这种大拱加小拱的敞肩拱具有优异的技术性能，首先，可以增加泄洪能力，减轻拱可洪水季节由于水量增加而产生的洪水对桥的冲击力。古代佼河每逢汛期，水势较大，对桥的泄洪能力是个考验，四个小拱就可以分担部分洪流。据计算四个小拱增加过水面积16%左右，大大降低洪水对大桥的影响，提高大桥的安全性。

　　其次，敞肩拱比实肩拱可节省大量土石材料，减轻桥身的自重。据计算四个小拱可以节省石料26立方米，减轻自身重量700吨，从而减少桥身对桥台和桥基的垂直压力和水平推力，增加桥梁的稳固。第三、增加了造型的优美，四个小拱均衡对称，大拱与小拱构成一幅完整的图画，显得更加轻巧秀丽，体现建筑和艺术的完整统一。第四、符合结构力学理论，敞肩拱式结构在承载时使桥梁处于有利的状况，可减少主拱圈的变形，提高了桥梁的承载力和稳定性。

　　单孔

　　中国古代的传统建筑方法，一般比较长的桥梁往往采用多孔形式，这样每孔的跨度小、坡度平缓，便于修建。但是多孔桥也有缺点，如桥墩多，既不利于舟船航行，也妨碍洪水宣泄；桥墩长期受水流冲击、侵蚀，天长日久容易塌毁。因此，李春在设计大桥的时候，采取了单孔长跨的形式，河心不立桥墩，使石拱跨径长达37米之多。这是中国桥梁史上的空前创举。

　　结构

　　根基

　　1979年5月，由中国科学院自然史组等四个单位组成联合调查组，对赵州桥的桥基进行了调查，自重为2800吨的赵州桥，而它的根基只是有五层石条砌成高1.56米的桥台，直接建在自然砂石上。

　　这么浅的桥基简直令人难以置信，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荷载的基础。他在报告中写道：

　　“为要实测券基，我们在北面券脚下发掘，但在现在河床下约70-81厘米，即发现承在券下平置的石壁。石共五层，共高1.58米，每层较上—层稍出台，下面并无坚实的基础，分明只是防水流冲刷而用的金刚墙，而非承纳桥券全部荷载的基础。因再下30-40厘米便即见水，所以除非大规模的发掘，实无法到达我们据学理推测的大座桥基的位置。”

　　其结构还是沿袭赵州桥，只是主拱上的小拱数量增加到一边5个，桥上有车轮印，膝盖印。

　　中国桥梁学家茅以升的《中国石拱桥》中也提到。

　　赵州桥建于公元605年距今1400多年，经历了10次水灾，8次战乱和多次地震，特别是1966年3月8日邢台发生7.6级地震，赵州桥距离震中只有40多公里，都没有被破坏，著名桥梁专家茅以升说，先不管桥的内部结构，仅就它能够存在1400多年就说明了一切。1963年的水灾大水淹到桥拱的龙嘴处，据当地的老人说，站在桥上都能感觉桥身很大的晃动。据记载，赵州桥自建成至今共修缮9次。（备注：修缮过程中，在历史岁月中破损的建桥原料经过整理收集，大多数存放在赵州桥景区内的博物馆陈列。）

　　拱形

　　赵州桥的拱用于跨度比较小的桥梁比较合适，而大跨度的桥梁选用半圆 形拱，就会使拱顶很高，造成桥高坡陡、车马行人过桥非常不便。二是施工不利，半圆形拱石砌石用的脚手架就会很高，增加施工的危险性。为此，李春和工匠们一起创造性地采用了圆弧拱形式，使石拱高度大大降低。赵州桥的主孔净跨度为37.02米，而拱高只有7.23米，拱高和跨度之比为1：5左右，这样就实现了低桥面和大跨度的双重目的，桥面过渡平稳，车辆行人非常方便，而且还具有用料省、施工方便等优点。当然圆弧形拱对两端桥基的推力相应增大，需要对桥基的施工提出更高的要求。

　　敞肩

　　这是李春对拱肩进行的重大改进，把以往桥梁建筑中采用的实肩拱改为敞肩拱，即在大拱两端各设两个小拱，靠近大拱脚的小拱净跨为3．8米，另一拱的净跨为2.8米。这种大拱加小拱的敞肩拱具有优异的技术性能，首先，可以增加泄洪能力，减轻拱可洪水季节由于水量增加而产生的洪水对桥的冲击力。古代佼河每逢汛期，水势较大，对桥的泄洪能力是个考验，四个小拱就可以分担部分洪流。据计算四个小拱增加过水面积16%左右，大大降低洪水对大桥的影响，提高大桥的安全性。

　　其次，敞肩拱比实肩拱可节省大量土石材料，减轻桥身的自重。据计算四个小拱可以节省石料26立方米，减轻自身重量700吨，从而减少桥身对桥台和桥基的垂直压力和水平推力，增加桥梁的稳固。第三、增加了造型的优美，四个小拱均衡对称，大拱与小拱构成一幅完整的图画，显得更加轻巧秀丽，体现建筑和艺术的完整统一。第四、符合结构力学理论，敞肩拱式结构在承载时使桥梁处于有利的状况，可减少主拱圈的变形，提高了桥梁的承载力和稳定性。

　　单孔

　　中国古代的传统建筑方法，一般比较长的桥梁往往采用多孔形式，这样每孔的跨度小、坡度平缓，便于修建。但是多孔桥也有缺点，如桥墩多，既不利于舟船航行，也妨碍洪水宣泄；桥墩长期受水流冲击、侵蚀，天长日久容易塌毁。因此，李春在设计大桥的时候，采取了单孔长跨的形式，河心不立桥墩，使石拱跨径长达37米之多。这是中国桥梁史上的空前创举。[3]

　　桥体三绝

　　“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，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。

　　“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。

　　洞砌并列式

　　它用二十八道小券并列成9.6米宽的大券。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。

　　建筑评价

　　梁思成：“河北赵县安济桥……可称为中国工程界一绝”。

　　李约瑟：“在西方圆弧拱桥都被看作是伟大的杰作，而中国的杰出工匠李春，约在610年修筑了可与之辉映，甚至技艺更加超群的拱桥”。

　　桥梁专家福格·迈耶（H. Fugl-Meyer）：“罗马拱桥属于巨大的砖石结构建筑……独特的中国拱桥是一种薄石壳体……中国拱桥建筑，最省材料，是理想的工程作品，满足了技术和工程双方面的要求”。

　　史料记载

　　古籍中关于安济桥的记述

　　赵州桥从唐代到明代，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《赵州桥铭》，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（赵州桥）因火灾受损后重修的经过。赵州桥火灾的起因，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。

　　关于安济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。

　　相关历史

　　1991年，美国土木工程师学会将安济桥选定为第12个“国际历史土木工程的里程碑”，并在桥北端东侧建造了“国际历史土木工程古迹”铜牌纪念碑。赵州桥，又名安济桥(宋哲宗赐名，意为“安渡济民”)，位于河北赵县洨河上，它是世界上现存最早、保存最好的巨大石拱桥。赵州桥是入选世界纪录协会世界最早的敞肩石拱桥，创造了世界之最。被誉为“华北四宝之一”。桥长50.82米，跨径37.02米，券高7.23米，两端宽9.6米，中间略窄，宽9米。因桥两端肩部各有二个小孔，不是实的，故称敞肩型，这是世界造桥史的一个创造（没有小拱的称为满肩或实肩型）。桥上有很多的东西，类型众多，丰富多彩。唐朝的张鷟说，远望这座桥就像“初月出云，长虹饮涧”。

　　赵州桥建于公元605年距今1000多年，经历了10次水灾，8次战乱和多次地震，特别是1966年3月8日邢台发生7.6级地震，赵州桥距离震中只有40多公里，都没有被破坏，著名桥梁专家茅以升说，先不管桥的内部结构，仅就它能够存在1000多年就说明了一切。1963年的水灾大水淹到桥拱的龙嘴处，据当地的老人说，站在桥上都能感觉桥身很大的晃动。据记载，赵州桥自建成至今共修缮9次。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25%），而且能增加桥下河水的泄流量。三，使桥身更加美观。

　　1979年5月，由中国科学院自然史组等四个单位组成联合调查组，对赵州桥的桥基进行了调查，自重为2800吨的赵州桥，而它的根基只是有五层石条砌成高1.55米的桥台，直接建在自然砂石上。

　　这么浅的桥基简直令人难以置信，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荷载的基础。他在报告中写道：

　　“为要实测券基，我们在北面券脚下发掘，但在现在河床下约70-80厘米，即发现承在券下平置的石壁。石共五层，共高1.58米，每层较上—层稍出台，下面并无坚实的基础，分明只是防水流冲刷而用的金刚墙，而非承纳桥券全部荷载的基础。因再下30-40厘米便即见水，所以除非大规模的发掘，实无法进达我们据学理推测的大座桥基的位置。”

　　其结构还是沿袭赵州桥，只是主拱上的小拱数量增加到一边5个，桥上有车轮印，膝盖印。

　　四年级有一篇课文叫《赵州桥》，讲的就是赵州桥的三绝。中国桥梁学家茅以升的《中国石拱桥》中也提到。