跨海大橋、頂天高塔、智慧水利中國(guó)古代的“超級(jí)工程”

文 邱俊霖 圖 文心雕龍 river2014大河 楊玉誠(chéng) 孤膽劍客 Adam

宋代就有跨海大橋 牡蠣?zhēng)椭€(wěn)固橋基

海港大城泉州具有“兩江夾一城”的地理特征，城東北方向有名為洛陽(yáng)的大江注入泉州灣。到了宋代，泉州已經(jīng)成為中國(guó)最重要的港口之一，泉州灣港區(qū)帆檣林立，百舸爭(zhēng)流。泉州城內(nèi)貨物集散，經(jīng)洛陽(yáng)江，向北運(yùn)輸?shù)礁Ｖ荨⒔愕鹊亍Ｊ菚r(shí)，泉州的洛陽(yáng)江口僅有一個(gè)萬(wàn)安渡口，供兩岸百姓渡江，此處正是洛陽(yáng)江的入海口，“水闊五里，波濤滾滾”，因渡江造成的溺亡事件屢有發(fā)生。而且此渡口受天氣影響極大，每逢風(fēng)潮，便要停渡。

當(dāng)時(shí)此渡口已經(jīng)成為泉州對(duì)外交通的瓶頸，許多有識(shí)之士開(kāi)始醞釀“舍舟由陸，改渡為橋”的構(gòu)想。宋仁宗慶歷年間，1045 年左右，泉州的李寵嘗試架設(shè)木制浮橋，然而水急潮涌之時(shí)，又常常把浮橋沖走。到了1053 年，泉州王實(shí)、盧錫等十五人合力，準(zhǔn)備把李寵的木制浮橋改建為石橋，卻“歷三年不成”。

建橋的轉(zhuǎn)機(jī)來(lái)自蔡襄的“歸來(lái)”。北宋名臣蔡襄，歐陽(yáng)修的好友，宋書(shū)法四大家之一，謚號(hào)“忠惠”，可見(jiàn)其為人忠誠(chéng)敢諫，務(wù)實(shí)聰慧——拿今天的話說(shuō)，就是既能干又正直。他的母親就是泉州人，蔡襄也曾在泉州讀書(shū)，度過(guò)少年時(shí)光。公元1056 年，蔡襄任泉州知州，成為修建洛陽(yáng)橋的“最強(qiáng)助力”。

那時(shí)候修建這樣一座跨海口的大橋，有多難呢？一條不算夸張的評(píng)價(jià)是：其難度絲毫不亞于今天修建港珠澳大橋。洛陽(yáng)江入海口風(fēng)高浪急，傳統(tǒng)的建橋墩方式不適用于這樣的水文條件。工匠們采用的是當(dāng)時(shí)全新的“筏形基礎(chǔ)”：即通過(guò)投填石塊，在水底形成一條橫向的矮石堤，以此為基礎(chǔ)建設(shè)橋墩，石堤托舉著橋梁，使石橋在狂風(fēng)暴雨中屹立不倒。洛陽(yáng)橋還將橋墩造成船型，在水流較急的區(qū)域?qū)蚨盏囊幻娼ㄔO(shè)成船尖狀。這樣，面對(duì)滾滾而來(lái)的流水海潮時(shí)，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，采用了獨(dú)特的“種蠣固基”法。通俗地說(shuō)，就是在橋下養(yǎng)殖海蠣，海蠣會(huì)吸附在橋墩上，它們的分泌物，以及正常死亡后留下的殘骸，能夠?qū)蚨盏氖^牢牢凝固在一起。這個(gè)方法，也是世界上第一個(gè)把生物學(xué)運(yùn)用于橋梁工程的創(chuàng)舉。

嘉祐四年（1059 年），洛陽(yáng)橋建成，橋長(zhǎng)約1200 米，寬約5 米，有46 個(gè)橋墩，被贊譽(yù)為雄鎮(zhèn)東南的“海內(nèi)第一橋”。蔡襄書(shū)寫(xiě)下百來(lái)字的橋記碑文，記錄下了組織建橋十五人的名字，僅在結(jié)尾處輕描淡寫(xiě)地帶了自己一句“既成，太守蔡襄為之合樂(lè)……”

作為我國(guó)首座梁式跨海石橋，洛陽(yáng)橋的建成，在泉州掀起了史無(wú)前例的“造橋熱潮”。可以說(shuō)，之后泉州地區(qū)3 個(gè)世紀(jì)的造橋運(yùn)動(dòng)，皆起于此。南宋紹興二十二年（1152 年），另一座超級(jí)大橋安平橋建成，橋長(zhǎng)約2700 多米長(zhǎng)（現(xiàn)存2070 米），享有“天下無(wú)橋長(zhǎng)此橋”的美譽(yù)。之后，又有玉瀾橋、蘇埭橋等“超級(jí)工程”相繼建成。整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)因橋而完善，有效地促進(jìn)了泉州地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

宋代修建的“超級(jí)橋梁”雖多，但經(jīng)歷了幾百年風(fēng)雨，或損毀不存，或只存殘余，保留相對(duì)完整安平橋就成為了中國(guó)古橋長(zhǎng)度的天花板。其長(zhǎng)度的國(guó)內(nèi)紀(jì)錄，直到七百多年后的1905 年，平漢鐵路鄭州黃河大橋（橋長(zhǎng)3015 米）建成，才被正式打破。

全球木結(jié)構(gòu)古建筑的最高點(diǎn) 中國(guó)巨塔即將千歲

佛宮寺釋迦塔，俗稱應(yīng)縣木塔，位于山西省朔州市應(yīng)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，從地面到塔剎頂點(diǎn)高67.31 米，大約有現(xiàn)在20 層樓高。全塔除四米多高的臺(tái)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(méi)有使用一根鐵釘。

應(yīng)縣木塔的確切建造年代正史中并未提及，根據(jù)明朝萬(wàn)歷年間的《應(yīng)州志》記載，應(yīng)縣木塔建于遼清寧二年（1056 年），距今966 年，再過(guò)三十多年，它就要滿1000 歲了。專家結(jié)合木塔的整體建筑風(fēng)格，確認(rèn)應(yīng)縣木塔應(yīng)該是一座遼塔，但塔身的許多彩畫(huà)、雕塑都是在金代之后逐漸增補(bǔ)完善的。

應(yīng)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(wèn)題是抗地震。建成以來(lái)，有記載的影響較大的地震多達(dá)40 余次，木塔卻屹立至今，這和它剛?cè)嵯嚅g的結(jié)構(gòu)秘密有關(guān)：它有一個(gè)“筏板”和一個(gè)“筒”。

應(yīng)縣木塔有一個(gè)堅(jiān)實(shí)的底座，其臺(tái)基為四米多高的磚石結(jié)構(gòu)，極為堅(jiān)固穩(wěn)定，它好比一個(gè)“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(gè)基座上。這樣的設(shè)計(jì)，上輕下重，非常有利于抵抗地震波產(chǎn)生的扭曲力。同時(shí)，應(yīng)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此種結(jié)構(gòu)，即以高強(qiáng)度的鋼筋水泥整體澆筑柱狀“核心筒”，其中設(shè)置樓梯、電梯等，呈中空狀，使塔樓整體堅(jiān)固。應(yīng)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(gè)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。

木塔建造應(yīng)用了形態(tài)各異、功能不一的54 種斗拱，因此，應(yīng)縣木塔又被稱為“中國(guó)古建筑斗拱博物館”。由于斗拱并不是剛性連接，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，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(huì)在傳導(dǎo)過(guò)程中被消耗掉。由此，這座高塔又有了一個(gè)獨(dú)特的別稱——建筑版太極拳。

應(yīng)縣木塔自建成之后，便成為了當(dāng)?shù)氐囊坏里L(fēng)景名勝，歷代文人墨客們來(lái)到應(yīng)縣的時(shí)候，都要登臨木塔，甚至還要題聯(lián)掛匾。明朝永樂(lè)年間，朱棣率軍經(jīng)過(guò)應(yīng)縣，他登塔時(shí)便題寫(xiě)了“峻極神工”四個(gè)大字。應(yīng)縣木塔還獲得了吉尼斯世界紀(jì)錄認(rèn)定，成為世界上最古老、最高的木塔。

然而根據(jù)史書(shū)記載，中國(guó)歷史上出現(xiàn)過(guò)的最高塔，卻可能是建造于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(yáng)城內(nèi)，是專供皇室禮佛的皇家建筑。北齊的史學(xué)家魏收在《魏書(shū)》中寫(xiě)道：“佛圖九層，高四十余丈，其諸費(fèi)用，不可勝計(jì)。”按這個(gè)記載計(jì)算，該塔通高約為130 多米，完全可以稱得上中古時(shí)代世界木制建筑的天際線。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。

智慧水利工程 南有都江堰，北有坎兒井

成都平原，在先秦時(shí)期曾是一個(gè)旱澇災(zāi)害頻發(fā)之地，而這一切都是由岷江和成都平原的自然條件所導(dǎo)致的。

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(jí)工程——都江堰。都江堰由三大主體工程構(gòu)成：寶瓶進(jìn)水口、魚(yú)嘴分水堤、飛沙堰溢洪道。它巧妙地利用地形和水勢(shì)，變害為利，使成都平原成為旱澇保收的天府之國(guó)。在后續(xù)維護(hù)過(guò)程中，人們也對(duì)都江堰進(jìn)行了技術(shù)革新。起初，人們一直以籠裝卵石結(jié)合木樁，來(lái)構(gòu)筑金剛堤以及飛沙堰，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(lái)越大。到了元朝至元年間，需要重點(diǎn)維修的工段竟達(dá)到了133 處之多，僅僅是竹籠便需要更換上萬(wàn)個(gè)，極大地加重了財(cái)政負(fù)擔(dān)。為了減少民眾負(fù)擔(dān)，四川官員吉當(dāng)普便提出：用永久性工程代替簡(jiǎn)易的竹籠結(jié)構(gòu)。

在吉當(dāng)普的主持下，從至正元年（1335 年）十一月開(kāi)始，人們花了5 個(gè)月時(shí)間，用“鐵漿砌石條”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“竹籠卵石”，對(duì)都江堰進(jìn)行了整修維護(hù)，并首次鑄造了“萬(wàn)六千斤”的鐵龜代替“魚(yú)嘴”分水。這次維修工程采用的都是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的鐵石材料建筑，是都江堰歷史上非常重大的改革。

直到現(xiàn)在，都江堰依舊在使用，穿越了幾千年的時(shí)光，古人的智慧和心血，造福著生活在這片大地之上的后世子孫。因?yàn)樽嫦鹊闹腔郏玫礁傻牟⒎侵挥谐啥计皆娜藗儯谶b遠(yuǎn)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(dòng)人民所創(chuàng)造的一種獨(dú)特的地下水利工程。它的主要工作原理，是將春夏季節(jié)滲入地下的大量雨水、冰川及積雪融水通過(guò)山體的自然坡度引出地表，以滿足沙漠地區(qū)的生產(chǎn)生活用水需求。

它主要由豎井、地下暗渠、地上明渠、澇壩組成。豎井因地勢(shì)和地下水位的高低不同而有深有淺，最深的豎井甚至深達(dá)90 米以上，其作用是為了方便人們?cè)谕诎登途S修暗渠時(shí)能自由出入。暗渠，則是坎兒井整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中最為艱巨的工程，一般要按一定的坡度由低往高處開(kāi)鑿，其長(zhǎng)度通常在幾公里到幾十公里不等，最短的可能只有幾十米或幾米。

暗渠的作用是把地下含水層里的水匯聚起來(lái)，并使之順著暗渠地勢(shì)坡度自動(dòng)地流淌至地表。水流從暗渠流出地面后，就成了地表的明渠，明渠接通到人工修建的蓄水池，也就是澇壩。人們將水蓄積在澇壩，等到需要使用時(shí)便可以直接利用。和都江堰類似，坎兒井到今天依舊為新疆人民所用。

中國(guó)人民的智慧與創(chuàng)造力是無(wú)窮的，從古至今從未改變。從洛陽(yáng)橋、安平橋到杭州灣大橋等跨海大橋，從古代巨塔到現(xiàn)代都市中的高樓大廈，從都江堰、坎兒井到長(zhǎng)江三峽大壩，一座座“超級(jí)工程”令人驕傲與自豪。