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      宋代的“超級工程”

      2022-05-30 10:48:04邱俊霖
      科學(xué)大眾(中學(xué)) 2022年7期
      關(guān)鍵詞:洛陽橋長橋跨海大橋

      邱俊霖

      2021 年7 月25 日,在福建省福州市舉辦的聯(lián)合國教科文組織第44 屆世界遺產(chǎn)大會上,中國申報的“泉州:宋元中國的世界海洋商貿(mào)中心”項目成功被列入《世界遺產(chǎn)名錄》。

      作為宋元時期中國的世界海洋商貿(mào)中心,泉州在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上也毫不示弱。有著“天下無橋長此橋”之稱的現(xiàn)存中古時代世界最長的跨海梁式石橋便坐落在泉州,它就是安平橋!

      初建曾遇技術(shù)難題

      安平橋位于福建省晉江市( 泉州市代管縣級市) 安海鎮(zhèn)西畔,是橫跨安海鎮(zhèn)和南安縣水頭鎮(zhèn)之間海面的一座古代石橋。

      在安平橋落成之前,兩岸的百姓只能坐船渡海,危險指數(shù)相當高。加上南宋時期,泉州地區(qū)的海洋貿(mào)易發(fā)展迅速,修建一座跨海大橋滿足貿(mào)易需求也十分有必要。

      在古代,修建跨海大橋可不容易,不過在修建安平橋之前,泉州當?shù)匾呀?jīng)成功修建了歷史上的第一座跨海大橋——洛陽橋。傳統(tǒng)橋梁通常一個橋墩對應(yīng)一個獨立橋基,而洛陽橋位于洛陽江出???,面朝廣闊海灣,傳統(tǒng)橋基抵御不了海水的沖擊。

      于是,在修建洛陽橋的時候,人們創(chuàng)造了“筏形基礎(chǔ)”。

      “筏形基礎(chǔ)”就是在水底沿著橋梁中線拋填石塊,形成一條橫跨江底的矮石堤,所有橋墩都以此為基礎(chǔ)。石堤就像一個木筏托舉著橋梁,使得石橋能在狂風(fēng)暴雨中屹立不倒。直到19 世紀末,其他國家才在橋梁工程中采用“筏形基礎(chǔ)”,而中國早在宋代便發(fā)明了這一技術(shù)。

      然而,洛陽橋在使用“筏形基礎(chǔ)”時也暴露出了一些問題,那就是碎石堆積的水下人造地基在海水長時間沖擊下容易松散,造成安全隱患。但古人有辦法,那就是“養(yǎng)蠣固基”。通俗地說,就是在橋下養(yǎng)殖海蠣等水生物,它們的分泌物可以將橋墩的石頭牢牢地凝固在一起。這一方法使得洛陽橋在潮漲潮落中穩(wěn)固如初。

      既然有成功經(jīng)驗和先進技術(shù)作為支撐,人們說干就干,于南宋紹興八年(1138 年)開始修建安平橋。但工程開始之后,人們才發(fā)現(xiàn),修建安平橋和修建洛陽橋不是一回事。

      雖然都是跨海大橋,但洛陽橋總長只有360 丈,合約1 200 米(現(xiàn)存834 米),而安平橋比洛陽橋整整長了一倍有余,如果也在水底筑堤建基,工程量十分巨大。

      而且安平橋所在水域更加寬闊,水文條件更加復(fù)雜,很多地方泥沙堆積,純粹以石頭堆砌不僅耗時耗力,而且部分泥沙堆積處的石塊還容易下陷。

      由于工程量大,加上遇到了技術(shù)瓶頸,安平橋的修建一度中斷,直到紹興二十一年(1151 年),人們才找到了解決橋基建設(shè)難題的辦法,即“睡木沉基”。

      攻克多項技術(shù)難關(guān)

      所謂“睡木沉基”,就是在落潮的時候,將需要建橋墩的區(qū)域進行平整,然后用兩層以上縱橫交錯編成的木筏固定在筑墩處,再在木筏上壘筑墩石。隨著墩石逐層增高,分量也不斷加重,木筏自然漸漸沉陷到了泥沙中,并一直下陷到承重層,這樣就保證了橋墩的穩(wěn)固。在部分水域,人們還打下了木樁,避免木筏移位,起到了很好的固定作用。

      “睡木沉基”法是當時首創(chuàng),簡便實用,而且省工省料。至于橋墩,安平橋采用了洛陽橋使用過的船形墩,但安平橋的橋墩又有3 種形式:在水流較緩的水域使用方形墩;在水流湍急的水域使用雙尖船形墩,用以削弱水流對橋墩的沖擊;部分水域則根據(jù)水流流向使用單尖船形墩。這些設(shè)計充分考慮了海潮、水流等因素,有效減輕了水流對橋墩的沖擊。

      同時,普通橋墩往往都是外圍砌筑石條,之后用碎石料填充。而安平橋從橋基、橋墩到橋面,都是用整塊的花崗巖大石條層層累疊而成。這種方式構(gòu)造簡單,并可以充分利用石條的自重優(yōu)勢,保證基址的穩(wěn)固。

      不過,由于石條塊頭大,最重的石條甚至重達10 噸以上,在沒有起重設(shè)備的宋代,要將如此重的石條運送到海上安裝,也是一件十足的難事。所以,安平橋采用了“浮運架橋”法,也就是將石條先放在木排或船上,漲潮時,水漲船高,石條也就被輕易托起,然后讓木排或船駛?cè)雰啥罩g對齊,等到落潮的時候,水位高度下降,石條也就輕輕地落在了墩上。至于細微偏差如何調(diào)整呢?據(jù)《泉州府志》記載,建造安平橋時還使用了簡易的吊車。

      安平橋的修建汲取了洛陽橋的技術(shù)成果,卻又不照搬經(jīng)驗,體現(xiàn)了古人的工匠精神和非凡智慧。南宋紹興二十二年(1152年),安平橋全線貫通,投入使用。

      掀起宋代造橋熱

      安平橋修建歷時14 年,可謂曠日持久。在建成之日,它也成為當時世界上最長的跨海大橋。據(jù)記載,建成后的安平橋長811 丈,合約2 700 多米(現(xiàn)存2 070米),橋墩360 余座,橋面寬3~3.8 米,皆由4~7 根花崗巖石條鋪成。

      我們從這些技術(shù)參數(shù)就能感受到,在宋代修建這樣的跨海大橋,工程量之浩大,完全稱得上是宋代的“超級工程”。據(jù)史料記載,由于安平橋太長了,當年修建完成之后,橋上還特意修了5 座亭子,以供行人歇腳。

      修建像洛陽橋、安平橋這樣的跨海大橋十分不易,然而自從安平橋建成之后,人們不僅沒有疲倦,反而掀起了建造大橋、長橋的高潮。南宋紹興年間,玉瀾橋、石筍橋、東洋橋、蘇埭橋等“超級工程”相繼建成,而且許多大橋青出于藍而勝于藍。如泉州南門外的玉瀾橋長1 000 余丈,合約3 000 米。同樣位于泉州南門外的蘇埭橋,長度達到了驚人的2 300 丈,差不多接近8 000 米了。此外,陸續(xù)建成的大橋還有海岸長橋、順濟橋、下輦橋等,其中海岸長橋有770 余孔,下輦橋有620 孔,雖然長度難以詳細考證,但它們的橋孔都比安平橋多得多,因此長度也應(yīng)該超過安平橋不少。

      有學(xué)者統(tǒng)計過,宋代泉州地區(qū)修建了大小橋梁近百座,是歷代的高峰。能出現(xiàn)造橋熱的重要前提便是技術(shù)發(fā)展,而安平橋建設(shè)所帶來的先進技術(shù)與寶貴經(jīng)驗,無疑給造橋熱提供了先決條件。所以,宋代泉州地區(qū)的長橋才會如雨后春筍般出現(xiàn)。宋代泉州地區(qū)的石橋,無論在長度、跨度、施工技術(shù)等方面都達到了新高度,這也是當時的世界最高水準,以至于當時還有“閩中橋梁甲天下,泉州橋梁甲閩中”的說法。

      此外,造橋熱的出現(xiàn)也反映了南宋時期泉州海上貿(mào)易的繁榮,泉州能夠成為宋元時期中國的海洋貿(mào)易中心,大大小小的橋梁功不可沒。正是這些橋梁,使得泉州地區(qū)的海陸交通暢通無阻,也讓泉州的對外貿(mào)易規(guī)模遠超前代。

      “運到那里的胡椒,數(shù)量非??捎^。但運往亞歷山大供應(yīng)西方世界各地需要的胡椒就相形見絀,恐怕不過它的百分之一吧。”元朝初年,當馬可·波羅來到泉州的時候,他估計當時泉州港的吞吐量是西方的亞歷山大港等港口的百倍以上。

      天下無橋長此橋

      因為“天下無橋長此橋”的榮譽稱號,安平橋也成了人們公認的世界中古時代最長的跨海梁式石橋。既然古代泉州有多座“超級橋梁”,比如之前提到的玉瀾橋、蘇埭橋長度都遠超安平橋,為何安平橋倒成為世界中古時代的第一跨海長橋呢?

      原來,“天下無橋長此橋”的說法出自清代同治年間的一副對聯(lián),意思是天下沒有一座橋比這安平橋更長了。那時,經(jīng)歷了幾百年風(fēng)雨后,泉州的許多長橋已經(jīng)損毀不存,有些雖然還找得到,但是只存下了原橋的一部分,而保存相對完整的安平橋就成了中國古橋長度的“天花板”。于是,人們重修安平橋后,才會發(fā)出“天下無橋長此橋”的贊嘆。

      古代的安平橋是十分壯觀的,明代泉州理學(xué)家陳紫峰有一次暢游安平橋時正好遇上暴雨,于是他就在橋上作了一副對聯(lián):“暴雨驟傾萬斛珍珠浮水面,長虹多掛一條金帶束天腰。”這副對聯(lián)運用了比喻和擬人的修辭手法,寫出了安平橋安立于海面之上的宏偉壯麗景象。

      安平橋建成后經(jīng)歷了多次翻修,橋上原有的許多建筑都損毀了,但橋梁的主體結(jié)構(gòu)未曾動搖過,建橋時人們發(fā)明和采用的那些科技使得安平橋經(jīng)受住了歷史的考驗。比如,明朝的萬歷三十二年(1604 年),泉州地區(qū)曾經(jīng)遭遇過大地震,但安平橋安然無恙。

      安平橋的“天下無橋長此橋”紀錄,在國內(nèi)一直延續(xù)到20 世紀,直到1905 年,平漢鐵路鄭州黃河大橋(橋長3 015 米)建成,安平橋的長度紀錄才被正式打破。

      遺憾的是,由于自然變遷和人為圍墾,安平橋水域逐漸被泥沙淤塞,許多區(qū)域都被淤成陸地,后來甚至變成了陸上橋。到了20 世紀80 年代,通過改造,安平橋的兩側(cè)挖沙灌水后變成了湖,四周建成了綠地公園,安平橋也成為一座歷史遺跡和景觀橋。

      如今,走過了近千年風(fēng)雨的安平橋在以不一樣的角色訴說著歷史故事。

      中國是橋文化的故鄉(xiāng),從宋代的洛陽橋、安平橋到如今的杭州灣大橋和港珠澳大橋,一座座“超級大橋”令人驕傲與自豪。中國人民的智慧與創(chuàng)造力真是無窮的,從古至今,都是如此。

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