賈充 (217年~282年),字公閭,平陽襄陵人,曹魏至西晉時期大臣,曹魏豫州刺史賈逵之子。深受司馬氏統治者的信任,是西晉的開國元勳,在西晉建國時多有出力。曾主持修訂《晉律》。
裴秀 (223年~271年),字季彥,魏晉期間河東聞喜人。西晉大臣、學者。所作《禹貢地域圖》,開創我國古代地圖繪製學。與歐洲古希臘著名地圖學家托勒密齊名,是世界古代地圖學史上東西輝映的兩顆燦爛明星。
晉武帝 (236年~290年),姓司馬,名炎,字安世,河內溫人。晉朝開國君主。諡“武皇帝”,廟號世祖,葬峻陽陵。建國後采取一係列經濟措施以發展生產,使太康年間出現一片繁榮景象,史稱“太康之治”。
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《晉書》本傳講,杜預本人幾乎沒有什麼武藝,他連騎馬都不會,射箭的技術也很糟糕。但每有軍事活動,朝廷都要召他參謀規劃。
他知彼知己,善於同敵人鬥智,他還心胸寬闊,遇事能夠顧全大局。在滅吳戰爭中,吳人最恨杜預,主要是因為他善於用兵,常常給敵人以致命打擊。
杜預有大脖子病,東吳人就給狗脖子上戴個水瓢,看見長包的樹,寫上“杜預頸”,然後砍掉,借以發泄對杜預的仇恨。這從一個側麵反映了杜預的多方麵才能。
舉世聞名的橋梁工匠李春
李春,隋代造橋匠師,現今河北邢台臨城人士。李春設計和建造的趙州橋,開創了我國橋梁建造的嶄新局麵,為我國橋梁技術的發展作出了巨大貢獻。
美國土木工程師學會將趙州橋選定為“國際曆史土木工程的裏程碑”,並在橋北端東側建造了“國際曆史土木工程古跡”銅牌紀念碑。
隋朝統一中國後,結束了長期以來南北分裂、兵戈相見的局麵,促進了社會經濟的發展。當時的趙州是南北交通必經之路,從這裏北上可抵重鎮涿郡,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洨水所阻斷,影響了人們來往,每當洪水季節甚至不能通行。為此,隋朝政府決定在洨水河上建設一座大型橋梁,以結束長期以來交通不便的狀況。李春受命負責設計和大橋的施工。
李春監造的趙州橋又稱安濟橋,在石家莊東南的趙縣城南2600米處,橫跨洨水南北兩岸。因橋體全部用石料建成,俗稱“大石橋”。
趙州橋獨特的建築結構、新穎的創新設計,以及它特有的建築特點,令古今中外無數人讚歎。
在選擇橋址時,李春根據自己多年豐富的實踐經驗,經過嚴格周密勘查、比較,選擇了洨河兩岸較為平直的地方建橋。這裏的地層是由河水衝積而成,地層表麵是久經水流衝刷的粗砂層,以下是細石、粗石、細砂和黏土層。
根據現代測算,李春選的橋址,地層每平方厘米能夠承受4至6千克的壓力,而趙州橋對地麵的壓力為每平方厘米5至6千克,能夠滿足大橋的要求。選定橋址後在上麵建造地基和橋台。自建橋後橋基僅下沉了5厘米,說明這裏的地層非常適合於建橋。
橋址選好後,李春就地取材,選用附近州縣生產的質地堅硬的青灰色砂石作為建橋石料。
在石拱砌置方法上,均采用了縱向即順橋方向的砌置方法,就是整個大橋是由28道各自獨立的拱券,沿寬度方向並列組合而成;拱厚皆為1米,每券各自獨立、單獨操作,相當靈活。每券砌完全合攏後就成一道獨立拚券砌完一道供券,移動承擔重量的“鷹架”,再砌另一道相鄰拱。
這種砌法有很多優點,它既可以節省製作“鷹架”所用的木材,便於移動,同時又利於橋的維修,一道拱券的石塊損壞了,隻要嵌入新石,進行局部修整就行了,而不必對整個橋進行調整。
在保持大橋穩定性方麵,為了加強各道拱券間的橫向聯係,使28道拱組成一個有機整體,連接緊密牢固,李春在建築結構上采取了一係列技術措施:
首先,每一拱券采用了下寬上窄、略有“收分”的方法,使每個拱券向裏傾斜,相互擠靠,增強其橫向聯係,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,以加強大橋的穩定性。
其次,在主券上均勻沿橋寬方向設置了5個鐵拉杆,穿過28道拱券,每個拉杆的兩端有半圓形杆頭露在石外,以夾住28道拱券,增強其橫向聯係。在4個小拱上也各有一根鐵拉杆起同樣作用。
再次,在靠外側的幾道拱石上和兩端小拱上蓋有護拱石一層,以保護拱石;在護拱石的兩側設有勾石6塊,勾住主拱石使其連接牢固。
最後,為了使相鄰拱石緊緊貼合在一起,在兩側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。
而且每塊拱石的側麵都鑿有細密斜紋,以增大摩擦力,加強各券橫向聯係。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定性和可靠性。
趙州橋的創新設計可謂獨具匠心,有突出的特點:
一是采用圓弧拱形式設計。趙州橋的拱用於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。
同時,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。
趙州橋的主孔淨跨度為37米,而拱高隻有7米,拱高和跨度之比為1:5左右,這樣就實現了低橋麵和大跨度的雙重目的,橋麵過渡平穩,車輛行人非常方便,而且還具有用料省、施工方便等優點。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。
二是采用敞肩設計。這是李春對拱肩進行的重大改進,把以往橋梁建築中采用的實肩拱改為敞肩拱,即在大拱兩端各設兩個小拱,靠近大拱腳的小拱淨跨為3.8米,另一拱的淨跨為2.8米。
這種大拱加小拱的敞肩拱具有優異的技術性能。其一,可以增加泄洪能力,減輕拱可洪水季節由於水量增加而產生的洪水對橋的衝擊力,大大降低洪水對大橋的影響,提高大橋的安全性。
其二,敞肩拱比實肩拱可節省大量土石材料,減輕橋身的自重。據計算4個小拱可以節省石料26立方米,減輕自身重量700噸,從而減少橋身對橋台和橋基的垂直壓力和水平推力,增加橋梁的穩固。
其三,增加了造型的優美。4個小拱均衡對稱,大拱與小拱構成一幅完整的圖畫,顯得更加輕巧秀麗,體現建築和藝術的完整統一。
其四,采用敞肩也符合結構力學理論。敞肩拱式結構在承載時使橋梁處於有利的狀況,可減少主拱圈的變形,提高了橋梁的承載力和穩定性。
三是采用單孔設計。我國古代的傳統建築方法,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,便於修建。但是多孔橋也有缺點,如橋墩多,既不利於舟船航行,也妨礙洪水宣泄;橋墩長期受水流衝擊、侵蝕,天長日久容易塌毀
因此,李春在設計大橋的時候,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。這是中國橋梁史上一個空前的創舉。
除了建築原理和創新設計之外,趙州橋還具有“三絕”:
一是“券”小於半圓。我國習慣上把弧形的橋洞、門洞之類的建築叫做“券”。一般石橋的券,大都是半圓形。但趙州橋跨度很大,從這一頭到那一頭有37.04米。如果把券修成半圓形,那橋洞就要高18.52米。
這樣車馬行人過橋,就好比越過一座小山,非常費勁。趙州橋的券是小於半圓的一段弧,這既減低了橋的高度,減少了修橋的石料與人工,又使橋體非常美觀,很像天上的長虹。
二是“撞”空而不實。券的兩肩叫“撞”。一般石橋的撞都用石料砌實,但趙州橋的撞沒有砌實,而是在券的兩肩各砌一兩個弧形的小券。這樣橋體增加了4個小券,大約節省了180立方米石料,使橋的重量減輕了大約500噸。
而且,當洨河漲水時,一部分水可以從小券往下流,既可以使水流暢通,又減少了洪水對橋的衝擊,保證了橋的安全。
三是洞砌並列式。它用28道小券並列成9.6米寬的大券。可是用並列式砌,各道窄券的石塊間沒有相互聯係,不如縱列式堅固。
為了彌補這個缺點,建造趙州橋時,在各道窄券的石塊之間加了鐵釘,使它們連成了整體。用並列式修造的窄券,即使壞了一個,也不會牽動全局,修補起來容易,而且在修橋時也不影響橋上交通。