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宋代的“超级工程”

2022-05-30邱俊霖

科学大众(中学) 2022年7期
关键词:长桥跨海大桥泉州

邱俊霖

2021 年7 月25 日,在福建省福州市举办的联合国教科文组织第44 届世界遗产大会上,中国申报的“泉州:宋元中国的世界海洋商贸中心”项目成功被列入《世界遗产名录》。

作为宋元时期中国的世界海洋商贸中心,泉州在基础设施建设上也毫不示弱。有着“天下无桥长此桥”之称的现存中古时代世界最长的跨海梁式石桥便坐落在泉州,它就是安平桥!

初建曾遇技术难题

安平桥位于福建省晋江市( 泉州市代管县级市) 安海镇西畔,是横跨安海镇和南安县水头镇之间海面的一座古代石桥。

在安平桥落成之前,两岸的百姓只能坐船渡海,危险指数相当高。加上南宋时期,泉州地区的海洋贸易发展迅速,修建一座跨海大桥满足贸易需求也十分有必要。

在古代,修建跨海大桥可不容易,不过在修建安平桥之前,泉州当地已经成功修建了历史上的第一座跨海大桥——洛阳桥。传统桥梁通常一个桥墩对应一个独立桥基,而洛阳桥位于洛阳江出海口,面朝广阔海湾,传统桥基抵御不了海水的冲击。

于是,在修建洛阳桥的时候,人们创造了“筏形基础”。

“筏形基础”就是在水底沿着桥梁中线抛填石块,形成一条横跨江底的矮石堤,所有桥墩都以此为基础。石堤就像一个木筏托举着桥梁,使得石桥能在狂风暴雨中屹立不倒。直到19 世纪末,其他国家才在桥梁工程中采用“筏形基础”,而中国早在宋代便发明了这一技术。

然而,洛阳桥在使用“筏形基础”时也暴露出了一些问题,那就是碎石堆积的水下人造地基在海水长时间冲击下容易松散,造成安全隐患。但古人有办法,那就是“养蛎固基”。通俗地说,就是在桥下养殖海蛎等水生物,它们的分泌物可以将桥墩的石头牢牢地凝固在一起。这一方法使得洛阳桥在潮涨潮落中稳固如初。

既然有成功经验和先进技术作为支撑,人们说干就干,于南宋绍兴八年(1138 年)开始修建安平桥。但工程开始之后,人们才发现,修建安平桥和修建洛阳桥不是一回事。

虽然都是跨海大桥,但洛阳桥总长只有360 丈,合约1 200 米(现存834 米),而安平桥比洛阳桥整整长了一倍有余,如果也在水底筑堤建基,工程量十分巨大。

而且安平桥所在水域更加宽阔,水文条件更加复杂,很多地方泥沙堆积,纯粹以石头堆砌不仅耗时耗力,而且部分泥沙堆积处的石块还容易下陷。

由于工程量大,加上遇到了技术瓶颈,安平桥的修建一度中断,直到绍兴二十一年(1151 年),人们才找到了解决桥基建设难题的办法,即“睡木沉基”。

攻克多项技术难关

所谓“睡木沉基”,就是在落潮的时候,将需要建桥墩的区域进行平整,然后用两层以上纵横交错编成的木筏固定在筑墩处,再在木筏上垒筑墩石。随着墩石逐层增高,分量也不断加重,木筏自然渐渐沉陷到了泥沙中,并一直下陷到承重层,这样就保证了桥墩的稳固。在部分水域,人们还打下了木桩,避免木筏移位,起到了很好的固定作用。

“睡木沉基”法是当时首创,简便实用,而且省工省料。至于桥墩,安平桥采用了洛阳桥使用过的船形墩,但安平桥的桥墩又有3 种形式:在水流较缓的水域使用方形墩;在水流湍急的水域使用双尖船形墩,用以削弱水流对桥墩的冲击;部分水域则根据水流流向使用单尖船形墩。这些设计充分考虑了海潮、水流等因素,有效减轻了水流对桥墩的冲击。

同时,普通桥墩往往都是外围砌筑石条,之后用碎石料填充。而安平桥从桥基、桥墩到桥面,都是用整块的花岗岩大石条层层累叠而成。这种方式构造简单,并可以充分利用石条的自重优势,保证基址的稳固。

不过,由于石条块头大,最重的石条甚至重达10 吨以上,在没有起重设备的宋代,要将如此重的石条运送到海上安装,也是一件十足的难事。所以,安平桥采用了“浮运架桥”法,也就是将石条先放在木排或船上,涨潮时,水涨船高,石条也就被轻易托起,然后让木排或船驶入两墩之间对齐,等到落潮的时候,水位高度下降,石条也就轻轻地落在了墩上。至于细微偏差如何调整呢?据《泉州府志》记载,建造安平桥时还使用了简易的吊车。

安平桥的修建汲取了洛阳桥的技术成果,却又不照搬经验,体现了古人的工匠精神和非凡智慧。南宋绍兴二十二年(1152年),安平桥全线贯通,投入使用。

掀起宋代造桥热

安平桥修建历时14 年,可谓旷日持久。在建成之日,它也成为当时世界上最长的跨海大桥。据记载,建成后的安平桥长811 丈,合约2 700 多米(现存2 070米),桥墩360 余座,桥面宽3~3.8 米,皆由4~7 根花岗岩石条铺成。

我们从这些技术参数就能感受到,在宋代修建这样的跨海大桥,工程量之浩大,完全称得上是宋代的“超级工程”。据史料记载,由于安平桥太长了,当年修建完成之后,桥上还特意修了5 座亭子,以供行人歇脚。

修建像洛阳桥、安平桥这样的跨海大桥十分不易,然而自从安平桥建成之后,人们不仅没有疲倦,反而掀起了建造大桥、长桥的高潮。南宋绍兴年间,玉澜桥、石笋桥、东洋桥、苏埭桥等“超级工程”相继建成,而且许多大桥青出于蓝而胜于蓝。如泉州南门外的玉澜桥长1 000 余丈,合约3 000 米。同样位于泉州南门外的苏埭桥,长度达到了惊人的2 300 丈,差不多接近8 000 米了。此外,陆续建成的大桥还有海岸长桥、顺济桥、下辇桥等,其中海岸长桥有770 余孔,下辇桥有620 孔,虽然长度难以详细考证,但它们的桥孔都比安平桥多得多,因此长度也应该超过安平桥不少。

有学者统计过,宋代泉州地区修建了大小橋梁近百座,是历代的高峰。能出现造桥热的重要前提便是技术发展,而安平桥建设所带来的先进技术与宝贵经验,无疑给造桥热提供了先决条件。所以,宋代泉州地区的长桥才会如雨后春笋般出现。宋代泉州地区的石桥,无论在长度、跨度、施工技术等方面都达到了新高度,这也是当时的世界最高水准,以至于当时还有“闽中桥梁甲天下,泉州桥梁甲闽中”的说法。

此外,造桥热的出现也反映了南宋时期泉州海上贸易的繁荣,泉州能够成为宋元时期中国的海洋贸易中心,大大小小的桥梁功不可没。正是这些桥梁,使得泉州地区的海陆交通畅通无阻,也让泉州的对外贸易规模远超前代。

“运到那里的胡椒,数量非常可观。但运往亚历山大供应西方世界各地需要的胡椒就相形见绌,恐怕不过它的百分之一吧。”元朝初年,当马可·波罗来到泉州的时候,他估计当时泉州港的吞吐量是西方的亚历山大港等港口的百倍以上。

天下无桥长此桥

因为“天下无桥长此桥”的荣誉称号,安平桥也成了人们公认的世界中古时代最长的跨海梁式石桥。既然古代泉州有多座“超级桥梁”,比如之前提到的玉澜桥、苏埭桥长度都远超安平桥,为何安平桥倒成为世界中古时代的第一跨海长桥呢?

原来,“天下无桥长此桥”的说法出自清代同治年间的一副对联,意思是天下没有一座桥比这安平桥更长了。那时,经历了几百年风雨后,泉州的许多长桥已经损毁不存,有些虽然还找得到,但是只存下了原桥的一部分,而保存相对完整的安平桥就成了中国古桥长度的“天花板”。于是,人们重修安平桥后,才会发出“天下无桥长此桥”的赞叹。

古代的安平桥是十分壮观的,明代泉州理学家陈紫峰有一次畅游安平桥时正好遇上暴雨,于是他就在桥上作了一副对联:“暴雨骤倾万斛珍珠浮水面,长虹多挂一条金带束天腰。”这副对联运用了比喻和拟人的修辞手法,写出了安平桥安立于海面之上的宏伟壮丽景象。

安平桥建成后经历了多次翻修,桥上原有的许多建筑都损毁了,但桥梁的主体结构未曾动摇过,建桥时人们发明和采用的那些科技使得安平桥经受住了历史的考验。比如,明朝的万历三十二年(1604 年),泉州地区曾经遭遇过大地震,但安平桥安然无恙。

安平桥的“天下无桥长此桥”纪录,在国内一直延续到20 世纪,直到1905 年,平汉铁路郑州黄河大桥(桥长3 015 米)建成,安平桥的长度纪录才被正式打破。

遗憾的是,由于自然变迁和人为围垦,安平桥水域逐渐被泥沙淤塞,许多区域都被淤成陆地,后来甚至变成了陆上桥。到了20 世纪80 年代,通过改造,安平桥的两侧挖沙灌水后变成了湖,四周建成了绿地公园,安平桥也成为一座历史遗迹和景观桥。

如今,走过了近千年风雨的安平桥在以不一样的角色诉说着历史故事。

中国是桥文化的故乡,从宋代的洛陽桥、安平桥到如今的杭州湾大桥和港珠澳大桥,一座座“超级大桥”令人骄傲与自豪。中国人民的智慧与创造力真是无穷的,从古至今,都是如此。

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