逢山开路、遇水搭桥:古罗马人高超的建桥和开凿技术
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2025-05-28 09:03:55
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原标题:逢山开路、遇水搭桥:古罗马人高超的建桥和开凿技术

陆路交通系统中,桥梁是一个必不可少的环节。罗马人在修筑道路的时候,尽量沿直线铺设,因此,每当遇到河流的时候,他们就毫不犹豫的架桥铺路,决不绕道而行。

一、罗马早期的木结构桥梁

罗马早期的桥梁多属木质结构。一是因为当时建筑桥梁的技术水平比较低下,不能建造大跨度的石拱桥;二是木桥容易拆毁。在罗马早期实力还较弱小的时候,经常受到周围强邻的威胁和入侵,当敌人到来时,他们可以很容易地把木桥拆毁以阻止敌人的进攻。

例如苏布里奇乌斯是罗马城中跨越台伯河的第一桥,桥身全部是木质结构,系安库斯·马休斯于公元前621年建造,公元前508年霍拉蒂斯·克科尔斯领导罗马人拆毁桥面,成功抗击了埃特鲁里亚人的入侵。

在罗马长期的军事征服中,军队为了方便快速行军,常常建造一些浮桥。浮桥是把许多船只用锁链临时连接起来建成的,在水流湍急的地方则要把一些船只抛锚以稳定浮桥。这种浮桥在行军打仗中比较常用,因为它建造迅速,可以节省时间,但缺点是要经常维修,而且容易受到上游船只残骸、垃圾等的冲击,阻碍过往船只的通行。所以,只要时间充裕,罗马军队总是建造木结构桥。

恺撒在《高卢战记》中,为我们详细记载了他在率领军队通过莱茵河时搭建木桥的过程:

把许多粗各1罗马尺半的木柱每两根连在一起,中间相距2罗马尺,下端从根部起稍稍削尖,量好正跟河底的深度相当,利用机械的力量把他们送到河中立住后,再用木桩锤把它们打入河底,却不像木桩那样垂直的立着,而是倾斜着俯向河水顺流的一方。

面对着这一对对柱脚,又在下游方向距离它们约40罗马尺的地方,另外树立起同样成对的柱脚,也同样紧紧地连在一起,只是倾斜的方向是逆着河水与激流的。每一对这种柱脚连起时空出来的2罗马尺空档中,都插入一根长梁,在它们的外档,还有两根斜撑,一里一外地从顶端把它们撑开。

这样,由于它们撑开着,而且又相反的夹紧,这些工程异常牢固,水流的冲击的力量越大,柱脚相夹的就越紧。这些长梁上面又都直交地铺上木材,联在一起,再加上长木条和编订好的木栅。除此之外,桥梁面向下游的一方水中,还斜着插入了木桩,像一堵护墙似的紧凑地配合着整个工程,以抵抗水流的冲力。在桥梁上流不远处,也安下了同样的工程,因此,如果蛮族把树干或船只投入上游水中,企图让它冲下来撞毁这些工程时,这些防栅可以减轻冲力,以免损坏桥梁。

二、石拱桥被运用于桥梁建设中

公元前3世纪,拱券技术被罗马人掌握,并迅速地运用于桥梁建设中,此后,桥梁的建造基本上采用石质结构,石拱桥被广泛建筑于帝国的各个角落。

在地中海地区,建造桥梁相对方便一些,因为这一地区的夏季往往河床干涸,可以直接在河床上架设桥墩。

其他地区桥梁的建造就麻烦的多,因为这里河流终年都有水,所以在建桥墩之前,要先在设计桥墩的指定地点周围建造围堤,即“先把用厚木板和链条结合起来的排桩楔入河床,再用池塘的芦苇做成的巨大盒子,在里面装满黏土,用船把它们拖运到排桩与排桩之间压实。当很好地压实且充分厚实时,就用螺旋式,车轮式,圆筒式(抽水机)把围堤里的水抽干,最后再在围堤内挖掘基础”。

为了防止桥梁下沉,桥墩的根基建造非常重要,一般要一直挖到河床的坚硬层,然后用碎石子,混泥土填塞。桥墩建好后,为了减少水流对桥墩的冲击力,工程师还在迎着水流的一侧修筑三角形结构来分流水的冲击。

罗马桥梁的跨径一般不超过21.2—24.4米,圢通常很厚,一般为相邻跨径的三分之一。一拱毁了,并不影响近邻各拱,有时圢上留有小孔,以利于泄水。圢边常砌有台阶,以支撑临时施工时用的支架。桥拱先以木制模型支撑,用铁钉固定,再在上面裹以铅密封,之后填砌石料。桥面宽大约在4.25—5.5米,也有更宽的桥面,如著名的哈德良大桥中间的路面宽4.75米,用多角形的厚板熔岩铺设,两旁还各有3.1米宽的人行道,用矩形石灰华石板铺设。

罗马拱桥常用的石料为凝灰岩,碎晶凝灰岩和石灰石,并砌填火山灰水泥。凝灰岩是火山灰和砂的混合物,碎晶凝灰岩是灰、卵石和碎熔岩混合而成的。当时还没有关于应力理论的知识,仅凭经验判断。拱石密切吻合,像磨合在一起一样。据说罗马桥梁建造实行“责任终身制”,建造后还要负责维修保养,保持桥梁良好情况达40年,才能付清末期工款。

总之,罗马桥梁坚固耐久,实用美观。这样著名的桥梁有:苏布里奇乌斯桥、罗托桥、哈德良桥,也称天使桥、米尔文桥、里米尼桥、图拉真桥、阿尔坎塔拉桥等等。至今遗存的罗马古桥30座,输水桥30座,共60座。其中30座在意大利,10座在西班牙,8座在法国,其余散在各地,如土耳其和亚非国家。这些石桥历经数千年风雨侵蛀以及地震,战争的破坏而依然保留至今,可见罗马桥梁的坚固程度。著名的“米尔文桥”可以是罗马桥梁在质量上的杰出代表。此桥约建于公元前100年,共7跨,跨径自15.6—24.1米,宽8.7米,总长126米。二次世界大战时,此桥曾3次通过坦克纵队,但比1930年前后建于台伯河上游,长达数百米,曾用大理石镶嵌的钢筋混泥土桥的变形还小。这不能不是一个奇迹!

三、罗马人高超的采矿开凿技术

罗马人在修筑道路的时候,遇到大山时往往绕道铺设,但在修筑重要的军事大道时也会开凿隧道。罗马人当时已经掌握了高超的采矿开凿技术,研究者认为,直到中世纪晚期的时候,世界上还无人能与之相比肩。他们有着成套的钻探,挖坑,掘巷道,照明,通风,打桩,运送和测量的新方法。

在开凿隧道时,对于那些坚硬的岩石,罗马人采用“热开采”的方法,就是先架起柴堆,用火烧烤岩石,待烧到一定程度后,再将食醋浇到上面,岩石就会迅速的破碎断裂,然后再把破碎断裂的石块运出去。

关于隧道的记载,史书给我们的资料非常少,比较著名的隧道有两个:一个是弗罗隧道,是由韦斯柏芗于公元76至77年,在弗罗·高杰地区,弗拉米尼大道经过的地方开凿而成。隧道5.48米宽,5.95米高,38.3米长,至今弗罗隧道仍然发挥着作用。另一条隧道是在剖责罗里和奈刨尔之间,多米提安大道经过的地方,由翁布里亚人开凿而成,隧道长705米,4米宽,5米高。

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