【正見網2023年02月12日】
飛梁氣勢宏，碧水映頂穹；登橋踏坦路，造化一奇功！
趙州橋，原名安濟橋，歷史悠久，遠近聞名。它坐落在河北省趙縣城南約五華裡的洨（音淆）河之上，是座石砌拱橋，當地俗稱大石橋，由隋朝工匠李春設計建造，大約建業六年（公元605年）建成，至今已有一千四百多年歷史，是迄今世界上現存最古老的石拱橋。
關於工匠李春，只知其人是河北省邢台臨城人，其生平並不見史書有何記載。
趙州橋為什麼這麼出名？奧妙在哪裡？ 我們試圖一探究竟。
趙州橋，為單拱大跨度石拱橋，橋面幾乎與地平線持平，寬闊（達9米），採用當地青灰色砂岩石料建造。橋面長達50餘米，橋拱跨度達37米多，可見洨河是相當寬闊的一條河流。趙州橋真的很美，也很有氣勢，它像一條長虹，飛貫洨水兩岸。
然而這畢竟僅是感觀，更絕妙的，也許是這座橋的巧妙構思、神性設計與獨特的建造工藝吧。
（一）設單洞大跨度弧拱（圓弧拱）
假設是單洞「半圓拱」橋，如此大的跨度勢必使橋面像小山一樣高，且拱的弧長加大，耗費巨量石料，重量加大，下面的石塊受壓加大，危險增加；施工危險性大，因拱太高穩定性極差。人們過橋就像爬山一樣的艱難，就只能設多個半圓拱橋洞。而多洞半圓拱同樣耗費更多石料，施工難度也大，還大大減小了河流橫斷面有效面積，大船無法通過，加大了對水流的阻礙，橋體承受的橫向衝擊劇增，加劇被洪水沖毀的可能（這使我想起了中共治水的「嚴防死守」、「以水為敵」、「截江斷流」的圍堵腦殘思維）。
而李春設計的「單洞大跨度弧拱」，比起半圓拱大大壓低了拱高，使得橋面最接近兩岸地面的高度，弧長大大縮短，石料減少，重量減輕，石塊承壓減小，穩定性高。全長大跨度單洞情況下，橋拱下面完全是空曠的，任由河水流動無阻，大船也能通過。
說到「壓低拱高」的好處，我想引入一個參數「扁平率E」（實際上古人沒有這說法，而是更妙的思維方法）。它是拱高H與跨度之半0.5L之比。其值通常介於0-1之間，一般來說值越小對拱橋來說越好，意味著橋面低，橋長短，省材料，重量輕，壓力小，但值為0時不行，就不是拱了。但是過低恐怕也不好，怕是石頭要掉下來的，應該有一個最佳點。我個人認為，構築橋拱的石塊間密接的面，上下「應力」應該均勻，以防不測。安濟橋拱高H=7.23米，跨度L=37.47米（有說37.04米），扁平率E=0.38。我發現，0.38這個點，竟然幾乎正是1與0之間的0.618處，即半圓拱頂到「零拱」（弦）之間的0.618處！這可是「黃金分割點」！怎麼這麼巧？
據維基百科統計資料，安濟橋的扁平率在世界橋樑屆是首屈一指的。究竟這個拱高李春是怎麼找到的，我們不得而知。
其實這樣定義扁平率概念上是不妥的。從物理意義上講應該數值越大越扁平，可它是反的。我把它定義為：E= (0.5L-H)/0.5L。這樣當拱高H為半圓拱半徑0.5L時，沒有扁平，扁平率為零，隨著拱高H的減小，(0.5L-H)的數值逐漸加大，扁平率增加（越趨於扁平），合乎邏輯，這才名符其實。這樣算法，安濟橋的扁平率E為0.614（極其接近黃金分割點0.618）。扁平率最大值為1，此時拱高為零，沒有拱了，水平線了。不過兩種定義都不影響問題實質。
大跨度弧拱——安濟橋大梁，拱厚度1.32米，這與大約43米弧長的拱大梁比起來，簡直是太薄了！
（二）敞肩「空撞券」
橋洞（券）的兩肩叫「撞」，一般都是石料砌實，但安濟橋沒有把撞砌實，而是也做了小的券洞，充分利用了空間。每撞依空間做一大一小共四券，這叫「敞肩空撞券」，既節省石料又減輕橋重。據估計可節省石料一百八十立方，橋重減輕大約五百至七百噸。橋重貌似穩定，但年久易於下沉，對石材的應力加大，反倒容易損壞，何況「實撞」還要承受更大的側面洪水衝擊。當洪水期水位上漲時，四個小橋洞可以使洪水通過，減小了洪水對橋體的衝擊，減少洪水漫上岸來的可能性，提高了安濟橋的安全係數，一舉多得！
據說這種「空撞券」橋在國外，在歐洲十四世紀才出現，那就是法國太克河上的賽雷橋，晚於安濟橋七百多年，早已毀壞。
從側向（河流軸向）看，安濟橋並沒有多大面積，上下非常窄，除路面與欄板所占側面面積外，就是一條窄窄的弧形大梁。這樣的設計，即使洪水達到了這麼高的水位，也能最大限度的減少對洪水的阻力，最大成度的減少洪水的衝擊能量。
安濟橋橋拱雖然不高（拱高），但因跨度大中間還是夠高的，較大船隻通過是沒有問題的。
石砌橋的穩定性，我想不在於愚蠢的橋重，而在於側向面積的「扁形」、拱形結構、拱高小，以及巧妙的建造工藝。我們下面就會看到。
「拱形結構」使得在重力下石材之間把力傳遞至兩端地基處，石塊之間以「擠壓力」存在而不是拉力，而石材卻是最「擅長」承受擠壓的，這是力學特性。這也就是地下硐室（隧道、巷道）的頂部往往為拱形的原因。
（三）二十八道窄券並列
安濟橋，拱腳寬9.6米，拱頂寬9米，中間行車馬，兩側行人，相當寬闊。這麼寬的橋樑的確需要較多的石材砌成。建築上一般砌築的方法，上下層之間以及橫向磚塊（石塊）之間都是壓縫錯縫、咬合，以達到整體堅固的作用，可叫做「縱聯式」。而安濟橋的拱券卻沒有採用這種方法，而是採用了「並列式」，即並行緊密排列二十八道窄券，每道窄券寬約350毫米。
為什麼採用這種多道窄券並列組合結構呢？本人認為，由於橋拱是單層（上面鋪一層護拱石），「縱聯式」砌築似乎意義不大，反而很難施工，維修也困難。而並列式就容易的多，哪塊石頭壞了，更換容易。縱聯成整體一塊，貌似堅固但脆性大，若遇強烈震動（如地震）很可能容易損壞。
安濟橋的骨架——拱形大梁，是由一塊塊砂岩石料壘砌起來的，緊密貼實，不抹任何灰漿等粘性材料，叫「干擺砌築」，非常整潔，不像一般的砌牆蓋房子之類。其穩定性、堅固性只靠拱形結構的力學特性，靠石塊間的擠壓維持平衡，若遇到意外的擾動造成拉力，就有可能使石塊之間出現分離的傾向。橫向的券與券之間也沒有灰漿粘結。
為了消除二十八道並列窄券可能分離的隱患，李春的設計採取了如下辦法：
1）拱兩端略寬，逐漸向拱中心收窄，合計中間窄於兩頭0.5米。這就使得拱券在重力作用下有向內側傾斜的分力（向心力），促使各券向中間相互靠攏！真是個好主意！形狀上這倒像「大力士」螞蟻的細腰，人的腰部也是收窄的。也許這種形狀往往會產生這樣的力學特點吧。
2）沿拱跨度方向每隔一段距離設置一根鐵拉杆，共五根，橫穿二十八道拱券，拉杆兩端有半圓形桿頭露在石外，夾住二十八道券，如同捆綁在一起。礦井的井下巷道，有在頂部及側面打入錨杆，外加噴漿的支護技術，也是同樣的原理。
3）拱大梁是一層由大塊石材砌成的，厚度大約1米，上面覆蓋一層較薄的鋪石（伏券），也稱「護拱石」，厚度大約0.3米，與下面錯縫貼合。合起來大梁拱厚度1.32米。最外側的兩條窄券的護拱石層中，各布置有六塊「勾石」，隔開距離布設，勾住主拱石使其「不得離開」。
消除在拱的弧形軸線方向上的分離隱患：
大拱最外兩側，相鄰石塊之間用兩組「腰鐵」在外側連接（鉚接）。而在內部各條拱券，則在相鄰兩石塊之間的拱背鉚接腰鐵，連鎖起來。這樣強化了拱的整體性與強度，特別是增加了拱的抗拉性能，因為鐵材料的抗拉性能優越，以預防特殊情況造成的拱的受拉。
在相鄰窄券間，每塊拱石的側面都鑿刻細密斜紋，以增大券與券之間的摩擦係數（側面）（似乎很微妙）。
這些辦法促使大梁連成一個整體，強化了大梁，增強了大梁的穩定性與安全性。
據資料，安濟橋（趙州橋）經歷了十次洪水，八場戰亂和多次地震，包括一九六六年邢台7.2級大地震，震中距趙州橋僅四十公裡，沒有垮塌。
（四）神物與雕鑿之美
安濟橋橋拱頂部中央雕鑿了神龍（或龍王）之首，俯視水面，似吸水狀，又可解讀為「龍王治水」。
安濟橋不僅造型美觀，其輔助構件也很講究。橋上的欄柱（望柱）和護欄板都雕刻著各種圖案，如龍、吸水獸和其它神獸，場景、神態各異，栩栩如生。還刻有花卉、竹節等。
中國古代建築上（或地下或水下）往往雕鑿有神物，其後的營造亦如此（「文革」中大多被毀）。我認為這不僅僅是裝飾，都是物質存在，相信有無形的力量在起作用，且各有各的作用，不能破了這個傳統。
我確信，我們所了解的安濟橋決不是它的全部內容，可能還有不為人知的東西和奧秘。例如，建造過程中每一道工序是怎樣的？什麼樣的工藝技術？在設計上還有沒有其他的考慮？分析上還有沒有更正確、更好的認識？動工的吉日選擇？開工、落成有什麼拜神儀式？等等。
（五）讚譽
關於安濟橋的奇蹟，唐玄宗開元年間中書令張嘉貞的《趙州橋銘》有這樣的描述：「趙州洨河橋，隋匠李春之跡也。製造奇特，人不知其所以為。試觀乎用石之妙，楞平砧斫，緘穹隆崇，豁然無楹……又詳乎刈插駢，磨礱緻密……腰鐵栓蹙。兩涯嵌四穴，蓋以殺怒水之盪突……」。
李約瑟（英）在《中華科學文明史》中評價：「在西方圓弧拱橋都被看作是偉大的傑作，而中國的傑出工匠李春，約在610年建造了可與之輝映，甚至技藝更加超群的拱橋。」
橋樑專家福格·邁耶（H. Fugl-Meyer）：「獨特的中國拱橋是一種薄石殼體……中國拱橋建築，最省材料，是理想的工程作品。」
1991年美國土木工程師學會將趙州橋定為國際土木工程歷史古蹟。
趙州橋以「首創敞肩圓弧拱橋」已被列入聯合國教育科學文化組織世界文化遺產候選名錄第95號。
（六）安濟橋的滄桑
之後的朝代唐宋明清均對安濟橋有過修繕維護。
其中，明朝隆慶年間大橋因橋下停泊運輸薪炭的船起火而受損嚴重，腰鐵剝落，石橋頹危。據記載，隆慶至萬曆年間對大橋進行了大修，經多年修整後，使「勝地飛粱，依然如故」。
當然了，中共也對大橋進行了所謂的「修繕」，當時也確有一批人願望還是不錯的。1952年至1956年對大橋進行了極有爭議的「大修」，實際是改造，改造後的大橋已不是原來意義上的趙州橋了，改變了大橋的原貌（所謂的「翻新」）與建造工藝！
以下是文化部考察組的內容：
其要點是：在外觀上「以極力保持橋的舊觀為主旨」。儘可能的利用原橋舊石，券石殘毀三分之一以上者換新石（這倒是不錯）。「不能讓水泥灰漿將券石底皮沾污」，以保持二十八道券原貌。在結構上，在核心（拱大梁）的券石重砌中，仍採用原橋的舊技術（也不錯）。「大小券石既是用二十八道單券組成，則在券背上必須加固，使成一整體（改了！）」。將伏石「改做銅骨水泥的伏券」，「橋面上亦用鋼骨水泥路面，上鋪石板保持原狀」（這就基本上改了大橋的整體結構特性！）。
然而，最終方案並未全部採用文化部專家組的建議。一位負責人說：「安濟橋難得一次大修機會，從長遠考慮，可換可不換的舊石件儘量更換」。就是說，要「大換」，要動「大手術」，是「為長遠考慮」。
中共施工方案的核心內容，本人歸納為：以灰漿砌築石料；以壓力灌漿充實裂縫；以「鋼（銅）筋水泥」代替石料鋪設（伏券層）。取代了先前的「干擺砌築」加「腰鐵、鐵拉杆、勾石」加固的一套建造工藝。大致內容如下：
1）除拱券外側顯露處仍用腰鐵連接以保持原貌外，其餘部分一律不再使用。2）除了西側23券主拱和肩拱的大孔兩端的部分墩壁面外，全部拆除，拌灰漿重砌。廢棄舊石料。3）將伏石層（護拱石）改做銅骨水泥的伏券，橋面上亦用鋼骨水泥路面，上鋪石板保持所謂「原狀」，舊石板全部換掉。4）因長年風化和其它擾動作用，石構件出現破損和結構變形，使拱石之間出現不同成度的空隙或缺失，灌入高標號水泥砂漿後，改變了干擺砌築方式的內涵。同時水泥砂漿對石材具有腐蝕性，橋底常年出現泛鹼現象（化學污染出現了）。
梁思成，著名營造學專家，曾經因毛澤東拆除北京古城牆、門樓等而非常痛心。他對安濟橋的修繕，主張保持舊貌，但也主張採用鋼筋水泥構築和石縫灌漿加固。可見他並未實質領會或者重視安濟橋的內在，至少認識層次不夠。
儘管高標號鋼筋混凝土比較堅固，由於可能的化學腐蝕作用等，恐怕壽命不會超過一百年。而這種澆築的整體結構難道不會給大橋整修造成極大困難嗎？都粘在一塊了怎麼修補？
對於灰漿砌築，石料接觸面之間的灰漿強度與粘結強度，會高於「干擺」密接嗎？
（七）結語
我國的拱發券方法應該是很早就有了。中國古代科技是相當發達的，如都江堰水利工程已經兩千三百多年了，壽命都很長。根本不是中共邪黨宣傳的「中國古代落後」。
現代科學所謂的「多因素決策最優化設計」只是在多個方案中「優選」一個。但是在這所有的備選方案之外，可能還有更好的，比如在每一項技術工藝上可能有更好的方法而沒有提出來。所以，它的最優評比恐怕只是「矬子裡面拔將軍」而已。而工匠李春的設計則是在每一個方面都是最好的選擇，包括尊古敬神，這才是真正的最優化。
歸納起來，安濟橋技術特點綜合如下：（15項）
大跨度，低拱高，薄拱厚，敞肩空撞，有效過水麵積最大，干擺砌築，護拱伏券，並排列券，向心力設計，腰鐵，拉杆，勾石，鑿刻密紋，無污染，敬神。
這十五項技術特點，沒有任何一項不好。
而中共「大修」的特點呢：1）不尊古，不敬祖，要「動大手術」；2）不珍惜舊石材。東側五道券全部拆除重砌；廢棄舊石料，舊石板全部換掉。那些被換掉的舊石料和備用的原石料能不傷心嗎？3）水泥沙漿中的某些物質會對石材有腐蝕作用，具有破壞性。4）浪費材料，增加橋重。橋面已用混凝土鋪設，卻又在上面鋪石板「保持原狀」。 5）鋼筋混凝土和灌漿取代原工藝，破了橋的優良機制。
中共的「善意」大修，參與人主觀願望是好的，卻改變了安濟橋的機制和內涵。先前各朝各代都沒有改變其建造工藝，都是尊古的，中共例外。
有評論說，修繕後的趙州橋，失去了古橋獨特的風韻和味道，鋼筋混凝土材料讓整座橋失去了靈魂。
所謂的「長遠考慮」其實沒有「長遠考慮」。因為它已走過一千三百四十餘年（至1952年開始大修），而「大修」後你能保證它還能走多遠？
這也難怪，因為現代人已經不知道華夏傳統文化、科技是多麼的優秀！只有找回傳統，才是光明大道，才是通天的路！
安濟橋存在和使用一千三百四十餘年，這本身就是中華傳統科技文化的最好詮釋。而中共整修改造安濟橋實際上是破壞傳統的一個例證。
真正的安濟橋已經不在，現在的趙州橋，可以說已經名存實亡。
（中共現在已經不再使用它，把它當作賺錢旅遊項目了。）
本人層次及條件有限，如有不妥之處，請慈悲指正。
