古代许多石拱桥是怎样建起来的?
在建造石拱桥之前,必须根据拱桥的跨度、拱顶的高度、拱圈的厚度以及使用的拱架类型等因素,精心设计拱圈的建造顺序。 在砌筑过程中,应设置观测缝以监测拱架的变形,并根据需要调整建造顺序,以控制拱圈的形状变化。
砌筑拱洞有两种砌筑法,一是横向联式砌筑法,另一是纵向并列式砌筑法。横向联式砌筑的拱洞是一个整体,比较结实,但这种砌筑法要搭大木架,而且必须整个拱洞竣工才能拆除本架,施工期较长。纵向并列砌筑法是把整个大桥沿宽度方向用28道独立拱券并列组合起来。每道拱券单独砌筑,合龙后自成一体。
砌筑拱圈前,应根据拱圈跨径、矢高、厚度及拱架的情况,设计拱圈砌筑程序,砌筑时,须设置变形观测缝,随时注意观测拱架的变形情况,必要时对砌筑程序进行调整,控制拱圈的变形。跨径小于等于10m的拱圈,当用满布式拱架砌筑时,可从两端拱脚起顺序向拱顶方向对称、均衡地砌筑,最后砌拱顶石。
在众多石拱桥中,河北省赵县的赵州桥最为著名。该桥由隋代工匠李春于公元6左右设计建造,至今已有超过1300年的历史。赵州桥是一座单孔圆弧形石拱桥,不仅是现存最古老的大跨度石拱桥,全长超过50米,其四个小拱的独特设计也别具一格,既减轻了桥梁自身的重量,又缓解了洪水对桥梁的压力。
石拱桥的建筑学原理是是依靠拱圈自身形成的弧形拱式结构,将竖向压力分解成轴向压力,然后传递到两侧岸坡拱脚的。石拱桥,用天然石料作为主要建筑材料的拱桥,这种拱桥有悠久的历史,桥梁又多有附属小品建筑,如桥头常立牌坊,著名者如北京北海琼华岛前的石拱桥,两端就各有一座规模甚大而美丽的牌坊。