1 前言
在赵县的洨河上,有一座石拱桥,名为赵州桥,古称大石桥、石桥,据记载是隋朝李春建造,迄今已有1400年,仍屹立在洨河上。赵州桥的功能性、稳定性、耐久性、结构合理性、过水能力、建筑美、文化性,足以说明其建造的成功,是活生生的千年大计的典范。本文通过搜集资料,对赵州桥的工程概况、工程结构、受力分析、技术措施和建筑美学、建筑文化等,进行表述,进而寻找启发,以其对当前工程建设的百年大计、千年大计事业有所裨益。不妥之处,敬请工程师和学者指正。
2 工程概况
(1)工程水文与岩土工程条件
洨河,发源于河北省石家庄市鹿泉五峰山的溪流,流经石家庄市的鹿泉区、栾城区、赵县、宁晋县,与沙河会合后入滏阳河,最后汇入海河。洨河全长62.3km,河面宽度约40m,为季节性河流,支流较多而短小,枯水期绝大部分河段干涸,汛期排水不畅,最大流量为1390立方米/秒。古时丰水期季节通航。
赵州桥位于赵县城南,桥址地段的地层自上而下分别为:
①层填土:分为三个分层,分述如下:
①1人工填土:黄褐色,硬塑,湿,含砖头、石块等。分布在河床两侧台地3~4m以上,桥下河床表层约3m厚度内为黑灰色软塑饱和粘性土混砂,过去曾经挖掘过,为人工换土;
①2冲填土:成分为粉质黏土,黄褐色,软塑--硬塑,湿--饱和,混砂土,可见砖头、石块、姜石、贝壳。近分布在桥下的上下游河床表层3.5m的范围内。
①3冲填土:成分为中粗砂,黄褐色,中密,湿--饱和,混粘性土,含砖头、石块、姜石、螺壳。一般分布在①2层的下面,或是①2层的夹层,厚度1~3m。
②层粉质黏土:黄褐色,硬塑,湿,含姜石、植物根系。分布在河床两侧台地的人工填土层以下,厚度3.5m。
③层粉土:黄褐色,硬塑,湿--饱和,含姜石,分布在桥台基底以下,层厚7m左右,是桥台的持力层。天然重度γ=19.5kN/m3,天然孔隙比e0=0.63,饱和度Sr=0.76,液性指数IL=0.41(饱和土液性指数IL=0.40),压缩模量Es1-2=19.2MPa(饱和土为Es1-2=14.9MPa)。
③1粘土:为③层的夹层,棕黄色,硬塑,湿,层厚0.15~0.50m,仅分布在标高29.0m附近。
④层粉质黏土:褐黄色,硬塑,饱和,含姜石。分布在③层之下,厚度3m,为桥台地基的下卧层。天然重度γ=