李春是我國隋代著名的橋梁工匠,他建造了舉世聞名的趙州橋,開創(chuàng)了我國橋梁建造的嶄新局面,為我國橋梁技術(shù)的發(fā)展作出了巨大貢獻.
李春是隋代的一位普通工匠,由于史書缺乏記載,他的生平、籍貫及生卒年月已無法得知.我們僅能根據(jù)唐代中書令張嘉貞為趙州橋所寫的“銘文”中有：“趙郡**河石橋,隋匠李春之跡也,制造奇特,人不知其所以為.”我們方知道是李春建造了這座有名的大石橋.
關(guān)于趙州橋還有一段美麗的傳說,相傳趙州橋是魯班所造,這座大橋建成后,八仙之一的張果老倒騎著毛驢,帶著柴榮,也興沖沖地去趕熱鬧.他們來到橋頭,正巧碰上魯班,于是他們便問道：這座大橋是否經(jīng)得起他倆走.魯班心想：這座橋,騾馬大車都能過,兩個人算什么,于是就請他倆上橋.誰知,張果老帶著裝有太陽、月亮的褡褳,柴榮推著載有“五岳名山”的小車,所以他們上橋后,橋竟被壓得搖晃起來.魯班一見不好,急忙跳進水中,用手使勁撐住大橋東側(cè).因為魯班使勁太大,大橋東拱圈下便留下了他的手?。粯蛏弦惨虼肆粝铝梭H蹄印、車道溝、柴榮跌倒時留下的一個膝印和張果老斗笠掉在橋上時打出的圓坑.當然這只是人們編造的一個神話故事,以紀念古代的能工巧匠.
趙州橋是安濟橋的俗稱,它位于今河北省趙縣城南五里的**河上,橫跨**河南北兩岸,是我國現(xiàn)存最早的大型石拱橋,也是世界上現(xiàn)存最古老、跨度最長的敝肩圓弧拱橋.大橋全長50.83米,寬9米,主孔凈跨度為37.O2米.全橋全部用石塊建成,共用石塊1000多塊,每塊石重達1噸,橋上裝有精美的石雕欄桿,雄偉壯麗、靈巧精美.它以首創(chuàng)的敝肩拱結(jié)構(gòu)形式、精美的建筑藝術(shù)和施工技巧等杰出成就,在中外橋梁史上令人矚目,充分代表了我國古代勞動人民在橋梁建造方面的豐富經(jīng)驗和高度智慧.
趙州橋建于隋代,隋朝統(tǒng)一中國后,結(jié)束了長期以來南北分裂、兵戈相見的局面,促進了社會經(jīng)濟的發(fā)展.當時的趙縣是南北交通必經(jīng)之路,從這里北上可抵重鎮(zhèn)涿郡（今河北涿州市）,南下可達京都洛陽,交通十分繁忙.可是這一交通要道卻被城外的**河所阻斷,影響了人們來往,每當洪水季節(jié)甚至不能通行,為此隋大業(yè)元年（公元6O5年）決定在**河上建設(shè)一座大型石橋以結(jié)束長期以來交通不便的狀況.李春受命負責設(shè)計和大橋的施工.李春率領(lǐng)其他工匠一起來到這里,對**河及兩岸地質(zhì)等情況進行了實地考察,同時認真總結(jié)了前人的建橋經(jīng)驗,結(jié)合實際情況提出了獨具匠心的設(shè)計方案,按照設(shè)計方案精心細致施工,很快就出色地完成了建橋任務(wù).李春他們在設(shè)計和施工中創(chuàng)下許多技術(shù)成就,把我國古代建筑技術(shù)提高到一個全新的水平.
趙州橋的設(shè)計在我國橋梁技術(shù)史有以下創(chuàng)新：
（1）采用圓弧拱形式,改變了我國大石橋多為半圓形拱的傳統(tǒng),我國古代石橋拱形大多為半圓形,這種形式比較優(yōu)美、完整,但也存在兩方面的缺陷：一是交通不便,半圓形橋拱用于跨度比較小的橋梁比較合適,而大跨度的橋梁選用半圓形拱,就會使拱頂很高,造成橋高坡陡、車馬行人過橋非常不便.二是施工不利,半圓形拱石砌石用的腳手架就會很高,增加施工的危險性.為此,李春和工匠們一起創(chuàng)造性地采用了圓弧拱形式,使石拱高度大大降低.趙州橋的主孔凈跨度為37.O2米,而拱高只有7.25米,拱高和跨度之比為1:5左右,這樣就實現(xiàn)了低橋面和大跨度的雙重目的,橋面過渡平穩(wěn),車輛行人非常方便,而且還具有用料省、施工方便等優(yōu)點.當然圓弧形拱對兩端橋基的推力相應增大,需要對橋基的施工提出更高的要求.
（2）采用敝肩.這是李春對拱肩進行的重大改進,把以往橋梁建筑中采用的實肩拱改為敝肩拱,即在大拱兩端各設(shè)兩個小拱,靠近大拱腳的小拱凈跨為3．8米,另一拱的凈跨為2．8米.這種大拱加小拱的敝肩拱具有優(yōu)異的技術(shù)性能,首先可以增加泄洪能力,減輕洪水季節(jié)由于水量增加而產(chǎn)生的洪水對橋的沖擊力.古代**河每逢汛期,水勢較大,對橋的泄洪能力是個考驗,四個小拱就可以分擔部分洪流,據(jù)計算四個小拱可增加過水面積16％左右,大大降低洪水對大橋的影響,提高大橋的安全性.其次敝肩拱比實肩拱可節(jié)省大量土石材料,減輕橋身的自重,據(jù)計算四個小拱可以節(jié)省石料26立方米,減輕自身重量700噸,從而減少橋身對橋臺和橋基的垂直壓力和水平推力,增加橋梁的穩(wěn)固.第三增加了造型的優(yōu)美,四個小拱均衡對稱,大拱與小拱構(gòu)成一幅完整的圖畫,顯得更加輕巧秀麗,體現(xiàn)建筑和藝術(shù)的完整統(tǒng)一.第四符合結(jié)構(gòu)力學理論,敝肩拱式結(jié)構(gòu)在承載時使橋梁處于有利的狀況,可減少主拱圈的變形,提高了橋梁的承載力和穩(wěn)定性.
（3）單孔.我國古代的傳統(tǒng)建筑方法,一般比較長的橋梁往往采用多孔形式,這樣每孔的跨度小、坡度平緩,便于修建.但是多孔橋也有缺點,如橋墩多,既不利于舟船航行,也妨礙洪水宣泄；橋墩長期受水流沖擊、侵蝕,天長日久容易塌毀.因此,李春在設(shè)計大橋的時候,采取了單孔長跨的形式,河心不立橋墩,使石拱跨徑長達37米之多.這是我國橋梁史上的空前創(chuàng)舉.
趙州橋不僅設(shè)計獨特,而且建造技術(shù)也非常出色,有許多創(chuàng)造性.
（1）橋址選擇比較合理,使橋基穩(wěn)固牢靠.李春根據(jù)自己多年豐富的實踐經(jīng)驗,經(jīng)過嚴格周密勘查、比較,選擇了**河兩岸較為平直的地方建橋,這里的地層是由河水沖積而成,地層表面是久經(jīng)水流沖涮的粗砂層,以下是細石、粗石、細砂和粘土層.根據(jù)現(xiàn)代測算,這里的地層每平方厘米能夠承受4．5到6．6公斤的壓力,而趙州橋?qū)Φ孛娴膲毫槊科椒嚼迕?——6公斤,能夠滿足大橋的要求.選定橋址后在上面建造地基和橋臺,自建橋到現(xiàn)在,橋基僅下沉了5厘米,說明這里的地層非常適合于建橋.
（2）趙州橋的砌置方法新穎、施工修理方便.李春就地取材,選用附近州縣生產(chǎn)的質(zhì)地堅硬的青灰色砂石作為建橋石料,在石拱砌置方法上,均采用了縱向（順橋方向）砌置方法,就是整個大橋是由28道各自獨立的拱券沿寬度方向并列組合而成,拱厚皆為 1.O3米,每券各自獨立、單獨操作,相當靈活,每券砌完全合攏后就成一道獨立拼券,砌完一道供券,移動承擔重量的“鷹架”,再砌另一道相鄰拱.這種砌法有很多優(yōu)點,它既可以節(jié)省制作“鷹架”所用的木材,便于移動；同時又利于橋的維修,一道拱券的石塊損壞了,只要嵌入新石,進行局部修整就行了,而不必對整個橋進行調(diào)整.
（3）在保持大橋穩(wěn)定性方面采取了許多嚴密措施.為了加強各道拱券間的橫向聯(lián)系,使28道拱組成一個有機整體,連接緊密牢固,李春采取了一系列技術(shù)措施.l）每一拱券采用了下寬上窄、略有“收分”的方法,使每個拱券向里傾斜,相互擠靠,增強其橫向聯(lián)系,以防止拱石向外傾倒；在橋的寬度上也采用了少量“收分”的辦法,就是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,以加強大橋的穩(wěn)定性.2）在主券上均勻沿橋?qū)挿较蛟O(shè)置了5個鐵拉桿,穿過28道拱券,每個拉桿的兩端有半圓形桿頭露在石外,以夾住28道拱券,增強其橫向聯(lián)系.在4個小拱上也各有一根鐵拉桿起同樣作用.3）在靠外側(cè)的幾道拱石上和兩端小拱上蓋有護拱石一層,以保護拱石；在護拱石的兩側(cè)設(shè)有勾石6塊,勾住主拱石使其連接牢固.4）為了使相鄰拱石緊緊貼合在一起,在兩側(cè)外券相鄰拱石之間都穿有起連接作用的“腰鐵”,各道券之間的相鄰石塊也都在拱背穿有“腰鐵”,把拱石連鎖起來.而且每塊拱石的側(cè)面都鑿有細密斜紋,以增大摩擦力,加強各券橫向聯(lián)系.這些措施的采取使整個大橋連成一個緊密整體,增強了整個大橋的穩(wěn)定性和可靠性.
（4）趙州橋的橋臺獨具特色.橋臺是整座大橋的基礎(chǔ),必須能承受大橋主拱圈（橋身主體）軸而向力分解而成的巨大水平推力和垂直壓力.趙州橋的橋臺具有下述特點：l）低拱腳：拱腳在河床下僅半米左右；2）淺橋基：橋基底面在拱腳下1．7米左右；3）短橋臺：由上至下,用逐漸略有加厚的石條砌成5米長、6．7米寬、9．6米高的橋臺.這是一個既經(jīng)濟又簡單實用的橋臺.為了保障橋臺的可靠性,李春采取了許多相應的固基措施.為了減少橋臺的垂直位移（即由大橋主體的垂直壓力造成的下沉）,李春采取了在橋臺邊打入許多木樁的措施,以此來加強橋臺的基礎(chǔ)；這種方法在今天的廠房、橋梁的建造上也經(jīng)常采用.為了減少橋臺的水平移動（即由大橋主體的水平推力造成的橋臺后移）,李春采用了延伸橋臺后座的辦法,以抵消水平推力的作用.為了保護橋臺和橋基,李春還在沿河一側(cè)設(shè)置了一道金剛墻,一方面可以防止水流的沖蝕作用,另一方面金剛墻和橋基、橋臺連成一體,增加了橋臺的穩(wěn)定性.由以上措施保證了大橋具有堅固的橋臺,提高了大橋的堅實程度.
趙州橋的敝肩圓弧拱形式是我國勞動人民的一大創(chuàng)造,西方在14世紀才出現(xiàn)敝肩圓弧石拱橋,已經(jīng)比我國晚了600多年.英國著名中國科學技術(shù)史專家李約瑟博士在其巨著《中國科學技術(shù)史》中曾經(jīng)列舉了26項從1世紀到18世紀先后由我國傳到歐洲和其他地區(qū)的科學技術(shù)成果,其中的第18項就是弧形拱橋. 趙州橋建成后成為中國北南交通的要沖,有“坦途箭直千人過,驛使馳驅(qū)萬國通”的美譽.舟船在橋下航行,人馬車輛從橋上駛過,大大方便了交通運輸和人民生活,為**河兩岸人員來往提供了便利條件.
這座大橋自建成至今已有130O多年,這期間經(jīng)歷了8次以上地震的影響,8次以上戰(zhàn)爭的考驗；承受了無數(shù)次人畜車輛的重壓,飽經(jīng)無數(shù)次風刀霜劍、冰雪雨水的沖蝕,卻雄姿不減當年,仍巍然屹立在**河上.
解放以后,趙州橋被列為全國重點文物保護單位,有關(guān)部門對這一古代大橋進行了徹底維修,以保持其輝煌的歷史地位.趙州橋已成為中國人民聰明智慧的象征和進行愛國主又、歷史主又教育的場所. 趙州橋的建成在我國橋梁史上具有重要影晌,它的大跨度、圓弧拱、敝肩形式力以后的橋梁建設(shè)開創(chuàng)了新的天地.隋代以后,出現(xiàn)了杵多與趙州析相類似的大型拱橋,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的就有十幾座,如山西崞縣的普濟橋、晉城的景德橋、河北趙縣的永通橋、濟美橋等.赳州橋已經(jīng)成為我國橋梁建設(shè)的典范.
然而象趙州橋這樣突出的技術(shù)成就和象李春這樣杰出的橋梁專家,在封建社會中并不為封建統(tǒng)治者所重視,甚至在史書中也沒有留下多少痕跡,我們除了知道隋朝工匠李春設(shè)計建造了這座舉世聞名的大橋外,其他卻一無所知,不能不說是一個很大的遺憾.但是即使如此我們?nèi)匀粓孕牛豪畲鹤鳛橐淮鷺蛄簩＜液挖w州橋作為一座歷史名橋?qū)⒂垒d祖國史冊,為后人所牢記.