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赵州桥施工建成的构造原因及反思
王慧 21010241
闻名中外的赵州桥矗立至今，堪称桥梁耐久的楷模。大桥为先辈李春所建。据考，赵州桥始建于隋代隋文帝开皇十五年（公元595年），完工于隋炀帝大业二年（公元606年）。虽历经近1400年风雨的侵蚀和人类战乱的摧残，重驮着历代车水马龙以及近代战车的碾压，它自巍然屹立，“永葆青春”。
图1 赵州桥

特大跨径的坦拱桥，不仅给施工提出了难题，也加大了地基和桥台的负担。诸多的问题都要求设计者一一化解。特别是如何将设计蓝图付诸实施成为现实。石拱桥施工，首先要在河床上架设密布的满堂支架以支撑石拱圈的砌筑，待拱圈合拢构成稳定结构后方能拆除这些支架。另一方面，支架又受到水文条件的制约，它必须在洪水来临之前拆除，也就是洪峰到来之前，拱券必须砌筑完工，否则前功尽弃。可是，即使当时资金筹集到位，石料运输、加工、供应等等无忧，这样大的桥决非一年半载可完工。它是一项长期的工程。

针对难点，李春在构造设计方面，独具匠心开创性的采取了如下构造措施：
1） 组装式拱券
赵州桥主拱券厚度为 米，即一块料石的高度，在此高度范围不再分层；-9 米，而此宽度是用 28 道窄拱券并列组合而成（见图四）。每道拱券用高 米，长约 1 米宽约 25—40cm 的大料石一块块砌筑起来。每道拱券就是一个“单元”，它既“独立”又与其他各道相组合。
图2 桥下仰视28片拱券图
这样的“组装”结构，适应性好，为拱桥的施工，创造了灵活机动的条件。因为在施工时，可根据自然条件、资金、备料状况、施工期的长短以及人力配备，来决定搭设拱架的宽度，只要在汛期来临之前能完成一道或几道完整稳定的拱券，即可迅拆除拱架，以待再次搭设。若采用现今的横向错缝整体砌筑的方法，在当时就难以实现（见图2）。
2） 加强横向联系的措施
这一创新的构造措施，虽然化解了大跨度施工的难题，但横向并列的拱圈，其横向的整体性较差。为此，李春针对存在的问题，又采取多项有效措施：
（1） 拉杆
在主券上均匀沿桥宽方向均匀设置了5个铁拉杆，穿过28道拱券，每个拉杆的两端有半圆球状“锚头”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。
（2） 护拱石
在横桥向铺满与各道窄拱券错缝的“护拱石”，利用护拱石与拱背间的摩擦力加强各道之间的整体性。护拱石满布全主拱券，且自拱脚厚约24厘米至拱顶厚约16厘米。主拱券与护拱石，整体上又构成为变截面的石拱券，符合石拱桥的受力状况。
（3） 勾头石
为加强横向联系，在两侧护拱石处各设六块勾头石，，其外端呈勾状，即下伸 5cm 以勾住最外侧一道拱券使其不外倾。
（4） 腰铁
在拱石之间用中间小两头大的“腰铁”嵌入相连，以加强料石与料石之间的联系。
（5） 收分
经考察，赵州桥的宽度也是渐变的，在拱脚处的宽为 米，拱项处为 米，即采用渐变的过程，由宽变窄取其“收分”聚拢之势，以防拱券外倾。
图3
3） 减轻桥重，畅通水流
赵州桥首创敞肩拱，如同将拱顶两侧的“实肩”掏空，