跨海大橋、摩天高塔,這些“超級工程”并不是現(xiàn)在才有,在我國古代,也有很多類似的“超級工程”。
跨海大橋名揚古今
中國是橋文化的故鄉(xiāng),世界上最早的跨海大橋是位于泉州的洛陽橋。洛陽橋始建于宋代,在此之前,當?shù)芈尻柦趦H有一個萬安渡口供兩岸百姓渡江,江口“水闊五里,波濤滾滾”,因渡江造成的傷亡事件屢有發(fā)生。
于是,許多有識之士開始醞釀“舍舟由陸,改渡為橋”的構(gòu)想。北宋皇祐五年(1053年),時任泉州知州的蔡襄開始主持修建洛陽橋。那時候,修建這樣一座跨??诘拇髽颍y度絲毫不亞于今天修建港珠澳大橋。洛陽江入海口風高浪急,傳統(tǒng)的建橋墩方式不適用于這樣的水文條件。
后來,工匠們采用了全新的“筏形基礎”:通過投填石塊,在水底堆積一條橫向的矮石堤,以此為基礎建設橋墩,石堤托舉著橋梁,使石橋在狂風暴雨中屹立不倒。洛陽橋還將橋墩造成船型,在水流較急的區(qū)域?qū)蚨盏囊幻娼ǔ纱鉅?。這樣,面對滾滾流水時,橋墩可以有效減輕水流沖擊。
橋墩建好后,加固又成了難題。建橋者汲取民間智慧,采用獨特的“種蠣固基”法:在橋下養(yǎng)殖海蠣,海蠣會吸附在橋墩上,它們的分泌物及死亡后留下的殘骸,能將橋墩的石頭牢牢固定在一起,這也是世界上第一個把生物學運用于橋梁工程的創(chuàng)舉。
嘉祐四年(1059年),洛陽橋建成,橋長約1200米,寬約5米,有46個橋墩,被贊譽為雄鎮(zhèn)東南的“海內(nèi)第一橋”。洛陽橋的建成,在泉州掀起了史無前例的“造橋熱潮”。南宋紹興二十二年(1152年),另一座“超級大橋”安平橋建成,橋長2700多米(現(xiàn)存2070米),享有“天下無橋長此橋”的美譽。之后,又有玉瀾橋、蘇埭橋等“超級工程”相繼建成,整個交通網(wǎng)絡系統(tǒng)因橋而完善,有效促進了社會經(jīng)濟的發(fā)展。
宋代修建的“超級橋梁”雖多,但經(jīng)歷了幾百年風雨,或損毀不存,或只存殘余,保存相對完整的安平橋成了我國古橋長度的天花板。其長度的國內(nèi)紀錄,直到700多年后(1905年),平漢鐵路鄭州黃河大橋(橋長3015米)建成,才被正式打破。
超級巨塔令人拍案叫絕
佛宮寺釋迦塔,俗稱應縣木塔,位于山西省朔州市應縣的佛宮寺內(nèi),與意大利的比薩斜塔、巴黎的埃菲爾鐵塔并稱“世界三大奇塔”。它是世界上現(xiàn)存最高的木結(jié)構(gòu)古建筑,從地面到塔剎頂端高67.31米,大約有現(xiàn)在20層樓高。全塔除4米多高的臺基、第一層的內(nèi)外墻體和鐵制塔剎外,均為木質(zhì)結(jié)構(gòu),沒有使用一根鐵釘。
應縣木塔的gtev8bU/m4n0JNubrdGqdw==確切建造年代,在正史中并未提及。據(jù)明朝萬歷年間的《應州志》記載,應縣木塔建于遼清寧二年(1056年)。專家結(jié)合木塔的整體建筑風格,確認應縣木塔應該是一座遼塔,但塔身的許多彩畫、雕塑都是在金代之后才逐漸增補完善的。
應縣地處山西省北部的地震多發(fā)區(qū)。因此,木塔建造需考慮的最大問題是抗地震。建成以來,有記載的影響較大的地震多達40余次,木塔卻屹立至今,這和它剛?cè)嵯酀慕Y(jié)構(gòu)有關:它有一個“筏板”和一個“筒”。
應縣木塔有一個堅實的底座,其臺基為4米多高的磚石結(jié)構(gòu),極為堅固穩(wěn)定,它好比一個“筏板”,既承載著木結(jié)構(gòu)的重量,也是整座塔重量的主要部分,這樣整座塔的結(jié)構(gòu)重心就在這個基座上。這樣的設計,上輕下重,非常有利于抵抗地震波帶來的扭曲力。
同時,應縣木塔還采用了“筒中筒”的結(jié)構(gòu),現(xiàn)代摩天大樓大都采用這種結(jié)構(gòu),即以高強度的鋼筋水泥澆筑柱狀“核心筒”,其中設置樓梯、電梯等,呈中空狀,使塔樓整體堅固。應縣木塔每一層都用內(nèi)、外兩圈木柱支撐,在塔心部分形成了一個八角形的中空部分,即“內(nèi)筒”,起到和現(xiàn)代高樓“核心筒”相同的作用。
應縣木塔建造應用了形態(tài)各異、功能不一的54種斗拱。因此,應縣木塔又被稱為“中國古建筑斗拱博物館”。由于斗拱并不是剛性連接,當?shù)卣鸢l(fā)生時,斗拱的小結(jié)構(gòu)彼此之間有一定縫隙,能起到緩沖作用,地震的能量會在傳導過程中被消耗掉。由此,這座高塔又有了一個獨特的別稱——建筑版太極拳。
根據(jù)史書記載,中國歷史上出現(xiàn)過的最高塔,可能是建造于1500多年前的永寧寺塔。永寧寺塔建于北魏熙平元年(516年),坐落于北魏都城洛陽城內(nèi)。北齊史學家魏收在《魏書》中寫道:“佛圖九層,高四十余丈?!卑催@個計算,該塔高130多米,完全可以稱得上是中古時代世界木制建筑的天花板。遺憾的是,永寧寺塔在建成僅18年后,被雷電擊中,引發(fā)大火,毀于一旦。
智慧水利造福千秋
成都平原,在先秦時期曾是一個旱澇災害頻發(fā)之地。秦昭襄王五十一年(公元前256年),李冰被任命為蜀郡太守。他上任后,組織建造了水利“超級工程”——都江堰。
都江堰由三大主體工程構(gòu)成:寶瓶進水口、魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道。它巧妙利用地形和水勢,變害為利,使成都平原成為旱澇保收的天府之國。在后續(xù)維護過程中,人們也對都江堰進行了技術革新。起初,人們一直以籠裝卵石結(jié)合木樁的方式來構(gòu)筑金剛堤和飛沙堰,但這種結(jié)構(gòu)很容易被急流沖損,每年都需要加以整修,隨著都江堰灌區(qū)的發(fā)展,維修的工作量越來越大。到了元朝至元年間,需要重點維修的工段竟多達133處,僅僅是竹籠便需要更換上萬個,極大加重了財政負擔。四川官員吉當普便提出:用永久性工程代替簡易的竹籠結(jié)構(gòu)。
在吉當普的主持下,從至正元年(1335年)十一月開始,人們花了5個月時間,用“鐵漿砌石條”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“竹籠卵石”,對都江堰進行了整修維護,并首次鑄造了“萬六千斤”的鐵龜代替“魚嘴”分水。這次維修工程采用的都是當時最先進的鐵石材料,是都江堰歷史上非常重大的改革。直到現(xiàn)在,都江堰依然造福著生活在這片大地上的后世子孫。
而在遙遠的西北新疆,另一處特殊的地下水利工程,同樣造福著一方百姓。坎兒井,是干旱地區(qū)的勞動人民所創(chuàng)造的一種獨特的地下水利工程。它主要的工作原理,是將春夏季節(jié)滲入地下的大量雨水、冰川以及積雪融水通過山體的自然坡度引出地表,以滿足沙漠地區(qū)的用水需求。和都江堰類似,坎兒井到今天依舊為新疆人民所用。
中國人民的智慧和創(chuàng)造力是無窮的,從古至今從未改變。從洛陽橋、安平橋到今日的跨海大橋,從古代巨塔到現(xiàn)代的高樓大廈,從都江堰、坎兒井到現(xiàn)在的長江三峽大壩,這一個個“超級工程”令我們驕傲與自豪。
(甫卿摘自《少男少女·校園》2023年第5期)