拱桥：古代桥梁史的后来风行者
2010-06-07 来源：中国桥梁网
拱桥在桥梁史上出现的时间最晚，但是流风所及，不仅主导了古代桥梁的发展走向，也在现代桥梁体系独树一帜。
砖的发明有人认为始于东汉，但据考古发掘，中国早在战国时期（公元前475 年至公元前221 年）就已经出现了砖墓室。砖的发明是建筑史上的一次革命，砖与石、木不同的不仅仅在于它是人造建材，更在于它便于成型，外观整洁，尺寸规范，易于施工，这就为拱的发明提供了物质基础。世界上对拱结构的起源众说不一。或认为起源于自然界溶洞天然拱，或认为起自崩落的堆石拱，或认为由于砌墙开洞，逐渐由“假拱”演变而成。在中国，拱的起源据文献记载始于公元前2 世纪末的西汉王朝。汉武帝元朔二年（公元前127 年）所建的麻弥图一号墓墓室就是砖券顶，净跨达到1 . 64 米。“券”即现代汉语的拱圈之“圈”，是“拱”的意思，“法券”、“卷瓮”都是中国古代的建筑术语，意为“砌拱”。更早的记载还有《 礼记》 “蓬户瓮牖”之说，即用破坛子砌造窗户。陶瓮则是一种更早的人造“建筑材料”，当然那时所砌的并不是真拱，更不是拱桥，只是拱的雏形。从墓葬结构及仅存实物来看，自东汉（公元25 至220 年）起，券顶、弯顶都比较完善，砖拱技术已十分成熟。现存有文字记载最早的桥梁― 方顺桥是一座石拱桥，建于公元309 年，晚于东汉砖拱顶100 多年，规模已相当宏大，长13 米，宽8 米，大拱跨径达13 . 3 米，远远超出了同时代石梁桥的跨径。
石拱桥是在墩台之间以拱形构件承重，构件在承受荷载时，墩台支点处产生水平推力，使拱内产生轴向压力，减小了跨中弯矩，使石材的耐压特性得以充分发挥，因此石拱的跨越能力大大高于石梁桥，从而提高了桥梁跨径。石拱桥的出现使中国古代桥梁进人了一个新纪元。
这个新纪元的扛鼎之作― 赵州桥，一举将中国古代石拱桥技术提高到一个令人瞠目的程度。建于隋朝的赵州桥是一座单孔空腹坦拱石拱桥，主桥孔净跨37 . 02 米，净矢高7 . 23 米，矢跨比达到l 比5 . 12 ，是一座很坦的圆弧拱桥，全桥长50 . 83 米，宽9 米，主拱圈并列28 道，拱厚1 . 03 米，拱石长1 米，最大重量为l 吨。在主拱圈之外，镶有自拱脚处厚度为24 厘米、拱顶处厚度为16 厘米的变厚度护拱石。护拱石在空腹段为满铺，实腹段仅镶于桥的两侧。拱圈外形尤如变截面拱。为减轻桥梁自重，大拱之上，两侧各伏有两个小拱。靠近拱脚处的小拱，净跨为3 . 8 米，另一小拱净跨为2 . 85 米，圈石厚65 厘米。每个小拱圈的东西两外侧，各铺设一层厚约16 厘米的护拱石。小拱亦为并列砌筑。赵州桥的石拱桥跨径纪录，直到1959 年湖南黄虎港桥的建成才被打破，长达1300 余年。赵州桥制作精良，结构独创，造型上既稳重又轻巧，正如桥头关帝阁两楹对联所写：“船从碧玉环中过，人在苍龙背上行”。赵州桥的建成令当时相当杰出的小商桥、桥楼殿桥都黯然失色，不仅如此，其桥式成为后世建造单孔空腹坦拱石拱桥的范本。
厚墩联拱石拱桥的出现略晚于空腹式石拱桥。从技术结构上讲，厚墩联拱是单拱的集合体，每拱单独受力，一拱受力或受损，不及其他，墩台粗大厚重，承重能力很强，特别适合北方以车为主要交通工具地区，此外，这种桥式还具有较强的抵御洪水冲击能力，因此在南方山区亦很实用。著名的北京市的卢沟桥、云南省的双龙桥均属此列。北京市颐和园十七拱桥也采用这种桥式，可能是要体现皇家园林的气派，昭示帝王基业的稳固，并无实际价值。
与厚墩联拱相对应的是薄墩联拱石拱桥，多见于南方软基水网地区，一般采用木桩基础的柔性墩台，一孔受力，引起桥墩变形，将力传递到相邻拱圈，令体拱协助受力，分解了作用在墩台上的水平推力，这种结构减少了墩台重量和体积，不仅降低了水下工程量，也便利船只航行。此类桥式在以水运为主要交通方式的江浙地区非常多见，其中最著名的是建于唐朝的苏州宝带桥。
石拱桥是中国古代桥梁建设中最普遍采用的结构形式，拱圈类型也多种多样，浙江省嵊县公元1836 年建成的玉成桥，其石拱已呈现代拱桥常用的悬链线状，接近现代拱桥，中国古代拱桥的技术成就由此可见一斑。
