在古代，赵州是南北交通的要道，交通繁忙，可却被一条洨河阻断了畅通。由于渡船效率着实低下，隋代政府决定在此修建一座横跨近40米的大桥。公元595年，工匠李春受命建桥，于公元605年竣工。
从此古老的赵州桥屹立了1400余年，这之中，也受到过很多自然和人为的威胁和损坏。据统计，赵州桥自建成后共经历了10次水灾，8次以上的地震考验，承受了古往今来无数人畜车马的倾轧，饱经了风霜。
唐朝贞观年间修缮一次；宋代修缮过一次；明代修缮过四次；清代修缮过一次。
30年代，梁思成率先发现了赵州桥有垮塌风险，如果不急速修葺，一旦桥券全部崩毁，损失必更大。
到了50年代，由河北省公路局建议、牵头，开始了赵州桥最大的一次整修。当时，文化部派出专业考察组，考察了赵州桥的损害情况，给出的修葺方针如下：
1、在古桥外观上，要尽可能地保存旧貌。损坏没有超过三分之一的券石不要更换，超过的，可以用水泥修补旧石再装回。
2、在结构上，券石堆砌仍采用原桥的旧技术，但在桥面与桥拱之间要以一层铁骨或钢筋混凝土加固，并以做好防水措施，弥补原桥在承重设计上的不足。
但最终，这份方案并没有被河北省公路局采纳，当地政府担心沿用旧式结构无法一劳永逸地解决通行问题，存在安全隐患，于是使用了一套新的方案。
1954年，赵州桥最近一次大修，工艺上，新方案摒弃了原有的纯石砌建筑工艺而使用了压力灌浆的工艺——在灌入高标号水泥砂浆后，使两侧拱券不单单以石头堆积分散压力，而是以水泥粘合，打入钢筋填补空隙，极大加强了拱券的整体性。
据施工队评估，约87%的石料被替换，许多可用可不用的旧石也被废弃。
梁思成对赵州桥如此“焕然一新”深感遗憾，1963年，梁思成公开撰文，“相当克制地”表达了自己在这方面的不同意见：“直至今天，我还是认为把一座古文物建筑修得焕然一新，犹如把一些周鼎汉规用擦铜油擦得油光晶亮一样，将严重损害到它的历史、艺术价值。……在赵州桥的重修中，这方面没有得到足够的重视，这不能说不是一个遗憾。”
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