

頤和園知春橋上的“蝴蝶結”。
(圖片由作者提供)
在頤和園遊逛,走過知春橋時,細心的朋友會(hui) 發現,在橋身和橋墩中,鑲嵌有兩(liang) 頭寬、中間束腰,形似蝴蝶結的生鐵塊,它是什麽(me) 呢?
再思考一個(ge) 問題,中國古人用石頭建造拱形橋梁,無論是橋身還是橋墩,都是用整塊的石料組合而成。一塊塊獨立的大石頭,是怎麽(me) 連成一個(ge) 整體(ti) 的?
把這兩(liang) 個(ge) 問題放到一起思考,就能找到答案。
連石成橋 腰鐵發揮重要作用
蝴蝶結的名字叫做腰鐵,因其樣子又像元寶,也被稱為(wei) 銀錠鎖,“元寶鐵”主要用於(yu) 石料的聯接。
據考證,腰鐵最早出現在大名鼎鼎的隋朝趙州橋上,別看它個(ge) 頭小,像蝴蝶結一樣裝飾在橋身上,實際上,趙州橋能夠屹立千年不倒,腰鐵在其中發揮的作用至關(guan) 重要。
修橋時,先在相鄰的兩(liang) 塊石頭上分別挖出一個(ge) 槽,兩(liang) 槽挨在一起拚成兩(liang) 頭寬、中間窄的長條“腰”形槽,再把燒熱的鐵嵌進去。這樣,冷卻定型的鐵就成了“腰鐵”。
腰鐵鑲嵌在相鄰的兩(liang) 塊拱石中,將兩(liang) 塊拱石緊密連接,鐵冷卻的時候會(hui) 收縮,這兩(liang) 塊石頭就連接得更緊密了。這樣兩(liang) 兩(liang) 相連,從(cong) 而構成了一座完整的拱形橋。即使拱橋損壞,隻需要修整破損的局部拱石,而不必對整個(ge) 橋進行調整。
腰鐵不止起到連接作用,還因為(wei) 它像蝴蝶結一樣的形狀,好比榫卯結構裏凸出來的那一頭,使得兩(liang) 塊拱石形成榫卯結構。從(cong) 而在多個(ge) 維度形成拉力,這樣橋梁就更加牢固穩定,既可以承受車水馬龍的橋麵壓力,又可以抵抗強大的洪水衝(chong) 襲。
應用廣泛 腰鐵至今仍被使用
在施工現場將高溫的鐵水灌人榫槽,凝固後就形成了腰鐵。但這種工藝要求現場設置熔鐵爐,且高溫的鐵水灌入榫槽瞬間容易引起石構件局部劇烈升溫變形,導致石構件損壞。
後期,人們(men) 改進了製造工藝,直接將提前鑄造出的統一規格的腰鐵嵌入預留的榫槽內(nei) ,這樣標準化的操作不僅(jin) 避免了拱石的損壞,還極大提高了我國橋梁施工的效率與(yu) 質量。
宋代開始,腰鐵被廣泛應用於(yu) 古代橋梁、水閘及古城牆建造中,在明清時期達到頂峰,金中都水關(guan) 遺址、上海元代水閘遺址及盧溝橋中都可以看到腰鐵的身影。
時至今日,強度與(yu) 韌性的平衡依然是建築學、材料學等領域麵臨(lin) 的難題,而智慧的古人早在1400年前便想到了,將剛性的鐵與(yu) 韌性的結構結合起來製成腰鐵。這不僅(jin) 展現了當時先進的技術水平,更蘊藏著剛柔並濟的中國傳(chuan) 統哲學與(yu) 文化精髓。
經過歲月沉澱,今天腰鐵依然在建築、家具、文物修複等行業(ye) 發揮著極為(wei) 重要的作用。這份曆久彌新的中國傳(chuan) 統文化魅力,必將為(wei) 我們(men) 今後的生活帶來更多新的啟迪。
(作者係頤和園管理處工作人員)
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