罗马文明以其精湛的工程技术而闻名,尤其是在桥梁建设方面。这些人工修建的工程不仅成为历史的见证,也体现了罗马人的智慧和技艺。然而,由于桥梁与道路的紧密联系,确定它们的确切建造年代往往充满挑战,因为桥梁的现存形态可能在道路建成后很久才形成。
早期的罗马桥梁可能是全木或半木结构的。这些桥梁的设计简单,易于建造,适合早期罗马帝国的交通和军事需求。然而,随着罗马工程技术的进步,这些桥梁逐渐被石拱桥取代,以提高桥梁的耐久性和承载能力。
法布里修斯桥建于公元前62年,以建造它的工程师法布里修斯命名。法布里西奥桥主要由凝灰岩和火山岩建造,外覆石灰华石,展现了罗马人在材料选择上的精湛技艺。桥梁长约62米,宽5.5米,具有两个主要拱孔和一个中央小拱,这样的设计有助于减轻水流对桥梁的压力。其中,最大的拱跨度达到24.5米,这一跨度在当时的桥梁建筑中显得尤为突出。
法布里西奥桥的建造取代了之前被火灾摧毁的早期木质结构桥梁。这座桥横跨台伯河,连接了东岸的战神广场与河中央的台伯岛,台伯岛历史上以供奉罗马医学之神艾斯库拉庇乌斯的神庙而闻名。桥梁在罗马城市发展中起着至关重要的作用,超过两千年来一直在促进人员和货物的流通。
法布里西奥桥不仅是一个古代遗迹,它在中世纪时期被称为“四首桥”,这个名字源于14世纪添加的四尊人像柱。在文艺复兴时期,教皇西克斯特五世于1584年下令进行修复,确保了桥梁的结构完整性和持续使用。
到了罗马帝国时期,大多数桥梁都改建为石拱桥。石拱桥不仅更加坚固耐用,而且能够支撑更大的跨度和重量。这种技术的进步使得罗马能够建造更加宏伟和复杂的桥梁,如横跨多瑙河上建造的桥梁。
图拉真大桥建于公元105年左右,由罗马帝国皇帝图拉真下令建造,用以跨越多瑙河,连接罗马帝国与达契亚地区。这座桥的建设是图拉真征服达契亚并将其并入罗马版图的重要一步。
图拉真大桥的设计师是大马士革的阿波罗多洛斯,他也是图拉真纪功柱的设计者。桥梁主体部分由20个桥墩支撑,每个桥墩间隔30多米,以确保罗马三层桨座战船能够通行。桥墩使用砖头砌成,并用水泥作为黏合剂固定砖头。这种水泥是由火山灰和石灰混合制成,加水搅拌后形成的硬壳极为坚硬,类似于现代的硅酸盐水泥。
图拉真大桥的全长超过1000米,是当时世界上最长的桥梁之一。桥面距离塔古斯河水面高达48米,最大拱券的跨度为28.5米,立于桥中央的凯旋门上铭刻着建筑师的名字:C.Julius Lacer。
在建造桥墩时,罗马人采用了围堰技术。他们将大而长的木桩、木板打入水下,形成密封性的围墙,然后通过抽水泵将围堰内的水抽干,使得河床变成干燥地面,便于施工。
图拉真大桥的建设是图拉真皇帝征服达契亚行动的一部分。通过这座桥,罗马军队能够迅速调动,对达契亚发起有效的军事行动。公元101一102年和公元105一106年,图拉真先后两次发动对达契亚的战役,最终在公元106年夏,罗马帝国军队攻克了达契亚的最后防线,将大部分疆域并入罗马帝国,设立了达契亚行省。这座桥梁的建设,不仅加强了罗马对新征服地区的控制,也促进了罗马文化和行政体系在该地区的传播和扎根。
(达契亚行省)
罗马桥梁在建造时广泛使用了混凝土填充的大块石头,这种技术在当时是一种创新。罗马人发展了一种名为“opuscaementicium”的混凝土,它由火山灰、石灰和碎石混合而成,具有出色的结构强度和耐久性。这种混凝土被广泛用于桥梁的建造,尤其是在桥墩和桥拱的建造中。
在贝内文托到布林迪西的特拉里阿那大道上,桥梁采用的是砖面混凝土(opustestaceum),这种材料由砖块和混凝土混合而成,不仅增强了桥梁的结构强度,还提供了良好的防水性能。这种结构的应用显示了罗马人在材料使用上的灵活性和创新能力。
从2世纪开始,罗马桥梁越来越多地采用拱桥和拱顶结构。这些拱桥通常为半圆形,其跨度从5米至20米不等,最大跨度可达27米和32米。半圆形拱的设计简化了施工过程,并提供了良好的结构稳定性。桥拱的跨度是桥梁设计中的一个重要参数。例如,一个半圆形桥拱,如果拱的跨度(即直径)为40米,根据圆的周长公式,其弧长可以计算为62.8米。
罗马桥梁的桥墩设计通常带有分水角,这是一种结构特征,用于减少水流对桥墩的冲击。分水角的设计类似于现代桥梁中的分水尖,能够有效地引导水流,保护桥墩不受洪水和冰块的直接冲击。在拱较高的地方,罗马桥梁通常会设置小的泄洪洞,这些结构有助于在洪水期间快速排水,减少对桥梁的压力。
有时,在桥基座处会发现小通道,这些通道供牛群和行人通行,显示了罗马桥梁在设计时考虑到的多功能性和实用性。这些小通道不仅方便了当地居民的日常生活,也体现了罗马工程师对细节的关注。
罗马桥梁的引桥通常由土质路堤构成,这种设计简单且易于施工。为了保护路堤不受侵蚀,罗马人有时会在路堤表面铺上砖石,这样的保护层不仅增强了路堤的耐久性,也提高了桥梁的整体稳定性。在特拉里阿那大道上,有些桥梁的设计类似于现代铁路中的长旱桥。这些桥梁通常较长,且结构坚固,能够支撑较重的交通负荷。
当罗马道路无法通过改道避开天然障碍物时,罗马人会修建路堑和隧道。隧道好理解,而路堑就是在地面上挖出的一条“沟”,让道路可以从中穿过。例如,罗马附近卡西亚大道上的路堑,穿过巴希亚诺火山口边缘,长约1500米、深20米、宽6米。这种工程需要大量的人力和精密的工程技术,以确保路堑的稳定性和安全性。
圣伯纳德大道是古罗马时期的重要交通路线,连接了罗马与阿尔卑斯山北边的地区。这个地区包括了著名的大圣伯纳德山口,是阿尔卑斯山的重要山口,在瑞士和意大利边境,海拔2,466米。
在圣伯纳德大道附近的路堑中,有一个著名的工程,它不仅有一座跨度4米的桥,还有一个标号“XXXVI”的里程碑。这个路堑展示了罗马工程师在道路建设上的精确性和对细节的关注。路堑长约1500米、深20米、宽6米。路堑中的桥梁跨度为4米,虽然相对较小,但在当时的工程技术条件下,这样的桥梁设计和建造需要精确的测量和施工技术。
弗拉米尼乌斯大道是一条重要的罗马道路,南起罗马,北至里米尼,是通往北方最重要的一条道路。这条道路在中世纪称为“拉韦纳大道”,因为它通向当时的重要城市拉韦纳。在伦巴第时期被废弃,在文艺复兴时期部分修复。
(弗拉米尼乌斯大道)
位于弗罗山口的隧道长40米,高和宽均为5米,是在公元78年由韦斯巴芗皇帝下令开凿的。这项工程展示了罗马帝国先进的工程能力,特点包括两个不同的部分、综合水坝系统、精心设计的排放通道。这项宏伟的工程始于韦斯帕芗统治时期,后来由他的儿子提图斯于2世纪完成,只使用了最基本的工具和纯粹的人力。
在格勒诺布尔到维也纳的路段上,庞斯的短隧道底部留有1.44米间距的车轮辙道痕迹,引起了世人的关注。这些人工车轮辙道的地区分布与车轮辙道间距的差异相符合,它们的存在无疑增加了道路的安全性,防止满载货物的马车在危险的岩石山路上滑落。