赵州桥为什么能抗震

    赵州桥，又名安济桥，位于河北赵县p河上，距今已有1400多年历史，建于隋大业(公元605-618)年间，是著名匠师李春建造。桥长50.82米，跨径37.02米，券高7.23米，是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。因桥两端肩部各有两个小孔，不是实的，故称敞肩型（没有小拱的称为满肩或实肩型）。这是世界造桥史的一个创造。

　　赵州桥建成后经历了10次水灾，8次战乱和多次地震。1966年邢台发生7.6级地震，邢台距这里只有40多公里，赵州桥没有被破坏。上个世纪，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1300多年就说明了一切。

　　为什么跨越千年而不坏？经过当代专家的检测和鉴定，发现了赵州桥的结构优异之处。

　　一、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，选择了佼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、细砂和黏土层。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。

　　二、采用圆弧拱形式，改变了我国大石桥多为半圆形拱的传统。半圆形拱比较优美、完整，但也存在如下的缺陷：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；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.O2米，而拱高只有7.25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。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。

　　三、采用敞肩。李春把以往桥梁建筑中采用的实肩拱改为敞肩拱，即在大拱的两肩各设两个小拱，靠近两个小拱的净跨分别为3.8米、2.8米。这种敞肩拱的优点：首先可以增加泄洪能力，减轻洪水季节由于水量增加而产生的洪水对桥的冲击力。据计算四个小拱可增加过水面积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。

　　四、赵州桥的砌置方法新颖、施工维修方便。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，即整个大桥是由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.O3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，砌完一道拱券，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。

　　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：一是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。二是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。三是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。四是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。

　　五、桥台独具特色。桥台是整座大桥的基础，必须能承受大桥主拱圈（桥身主体）轴向力分解而成的巨大水平推力和垂直压力。赵州桥的桥台具有下述特点：一是低拱脚：拱脚在河床下仅半米左右；二是浅桥基：桥基底面在拱脚下1．7米左右；三是短桥台：由上至下，用逐渐略有加厚的石条砌成5米长、6．7米宽、9．6米高的桥台。这是一个既经济又简单实用的桥台。为了保障桥台的可靠性，李春采取了许多相应的固基措施。为了减少桥台的垂直位移（即由大桥主体的垂直压力造成的下沉），李春采取了在桥台边打入许多木桩的措施，以此来加强桥台的基础；这种方法在今天的厂房、桥梁的建造上也经常采用。为了减少桥台的水平移动（即由大桥主体的水平推力造成的桥台后移），李春采用了延伸桥台后座的办法，以抵消水平推力的作用。为了保护桥台和桥基，李春还在沿河一侧设置了一道金刚墙，一方面可以防止水流的冲蚀作用，另一方面金刚墙和桥基、桥台连成一体，增加了桥台的稳定性。由以上措施保证了大桥具有坚固的桥台，提高了大桥的坚实程度。

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