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第46章 交通建筑科技

据《旧唐书》《资治通鉴》记载,唐武德七年(624年),为阻止突厥南下侵扰,将作大匠于筠奏请唐高祖在五原(今内蒙古五原县)、灵武各地设置水军。唐高祖采纳了他的意见,并诏令从江南各地调集能工巧匠,到五原、灵武等地“营造战舰”。这些船工的到来,带来了先进的造船技术,对宁夏的造船技术是一种促进。同时,这条史料也表明,唐朝在黄河宁夏段首次使用“战舰”对北方少数民族进行军事防御。

在黄河宁夏段建造的第一座桥梁出现于西汉时期。据《史记》《汉书》载,西汉元朔二年(前127年),西汉大军出云中(今内蒙古托克托东北),在灵州境内的黄河上架设桥梁渡河,直抵高阙(今内蒙古临河市西北),将在河套以南的匈奴楼烦、白羊王逐出塞外。这里重点介绍古代科学技术在桥梁建筑史上的应用。在宁夏的桥梁建筑史上,“斗拱”技术和“腰铁连接”技术的应用,代表了当时的先进科技水平。

1.“斗拱”技术。此技术主要运用于“伸臂木梁桥”中。“伸臂木梁桥”,顾名思义,此桥梁像伸出的两只手握在一起,又名“握桥”。中卫有两座伸臂木梁桥,桥名都叫山河桥,始建年代不详。一座在宁安堡通寺口子道上,跨寺口水,清乾隆十七年(1752年)重修。另一座在宣和堡红崖子东,跨清水河。《乾隆中卫县志》载:其桥皆因崖岸垒石作基陛,节节相次,排木纵横,接比更为镇压,对岸俱相赴中,去三四丈并木材。

以柏横次之,外施勾栏,悬空而行,唯人马可渡,设防兵。“建桥方法是:先将河两岸崖壁凿成阶梯状,且用石头垒砌成阶梯状基础,随后在每层基础上压一排方木,上层比下层长,层层向河心挑出,待两岸挑出的方木相距只有三四丈时,再搭一层巨木作为支梁且在上面铺上木板。最后在两侧做好勾栏,一座没有桥墩的悬空桥即告架成。这种桥因为河中水流湍急,且当时没有钢筋、水泥等高强度材料,无法建桥墩,只能以木、石建桥。但设计者为克服跨径大、力矩大的困难,采用了我国古代建筑”斗拱层层挑出的原理,解决了桥梁跨度与材料抗弯强度之间的矛盾。

2.“腰铁连接”技术。此法主要运用在宁夏著名的两座石拱桥上。其一是明清时期固原州安安桥,在州城南门外,是当时宁夏最长的桥梁。《宣统新修固原州志》载:“桥上廛市林立,下有瓮洞,遥而望之,形势凌虚。土人以南桥北坛为兵燹前之佳境。今桥则巍然而坛仅圮壁。”此桥长约100米。其二是明代宁夏镇永通桥,位于南薰门(今银川市南门)外,跨红花渠。这两座桥的桥石拱木卷砌,拱圈的各个石料,采用腰铁连接法相连,即在相邻的石料边缘各凿楔形缺口,浇灌铁水,冷却后即可连接锁固。安安桥长约有100米。永通桥面用石栏隔成3个通道,中间通行马车,人行两边。

宁夏的黄河水运历史悠久,但大规模的水运始于北魏时期。北魏太平真君七年(446年),朝廷下令薄骨律镇和高平(今宁夏固原市)、安定(今甘肃泾川县北)、统万(今陕西横山县北)4镇,出车5000乘,限期运送军粮50万斛(相当于50万石,折5000万斤)到沃野镇(今内蒙古五原县境内)。薄骨律镇镇将刁雍认为,由薄骨律镇至沃野镇路程约800里,往返一次需百日。以每车装谷20石计算,则500辆车运完50万斛粮食,约需3年时间,即消耗时间,更耗用大量的人力、物力和财力,且大量劳动力和牲畜运粮,又势必影响农业生产,他建议改为黄河水运,于是造木船200艘,每只船装载粮食1000斛,一次就可运20万斛,往返航程约两个月,总共需半年时间即可完成任务。魏武帝采纳了他的建议,且认为“非但一运,自可永以为式”。刁雍倡导的水路运输,不仅解决了当时运送大批军粮的燃眉之急,而且始创了中国历史上有文字记载以来黄河大规模运输的先例。这种大规模的水上运输,如果没有掌握河水的深度,不探测航道,是不可能抵达目的地的。

蒙元忽必烈初期,因郭守敬的到来,开创了宁夏的漕运历史。据《元史》载,蒙元至元二年(1265年),敦守敬派人探测宁夏至东胜(今内蒙古托克托旗)的黄河航道后,建议“舟自中兴(今银川市)沿河四昼夜至东胜,可通漕运”,被忽必烈采纳。次年,由西夏中兴等处宣抚司(驻今银川市)督造漕船。自此,西夏地区的漕粮便可畅通无阻地运往西京、燕京等地。

皮筏是古代劳动人民为解决渡河问题而发明的一种水上运输工具。它最早出现在黄河中上游,人们“缝草为囊”,充入空气,作为泅渡工具。皮筏有羊皮筏与牛皮筏两种,仅以羊皮筏为例,简述其制作技术。

制作羊皮筏的优质原材料是肥壮的山羊皮,羯羊皮最为上等。将羊宰杀后,从后腿交裆处开口或把头割去,从颈口将骨肉和内脏取出,完整地将羊皮从后往前脱出。操作时不能损伤羊皮。这种剥皮法古代称“浑脱”法。羊皮剥下后,将毛皮用水泡3~4天,将羊毛连根拔掉,皮洗干净,即成原皮。然后将原皮放入用食盐配制的饱和盐水中反复揉搓、浸泡,以达到消毒杀菌目的,待入盐均匀后晾干,再向原皮中灌入约1斤胡麻油,使各部均匀渗透,并挂起来晾晒。至外皮呈黄褐色或红黑色。在此基础上,分别在前腿和后交裆处打眼扎绳。至此,一个完整的羊皮皮囊即制成。

1个皮筏,至少由4个皮囊组成,多者根据皮筏大小和载重量而定。组筏时,将充满空气的皮囊用细绳排列捆绑在木排上即成皮筏。皮筏载重量越大,所需皮囊数量越多。一般来说,小的羊皮筏可载四五百斤,多供沿岸渡河用,中型可载10吨左右,大型可载15吨,主要运于长途运输。羊皮筏的使用寿命视保养情况而异,一般在五六年间,每隔四五天保养一次,使用过程中要避免尖锐利器划伤。冬天不用时应挂起来,以免霉变、虫蛀。羊皮筏的优点主要有:第一,原材料多,制作成本低廉且制作技术简单易学;第二,行驶过程中,对河道要求不高,不怕滩多搁浅;第三,运输成本低,不耗能源,环保经济。

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