中国古代桥梁桥型调查报告

1中国古代桥梁桥型调查报告中国是一个有5000年文字记载历史的伟大国家，我国幅员辽阔，地形东南低而西北高，河道纵横交错，有著名的长江、黄河和珠江等流域，这里孕育了中华民族，创造了灿烂的华夏文化。在历史的长河中，中华民族曾建设了数以千万记的桥梁，成为华夏文化的重要组成部分。桥梁是人类文明的产物，是人类社会进步和发展的一个重要标志。在人类最基本的生活需求——衣食住行中，桥梁是为人类的“行”服务的。从古到今，桥与人们的生活、生产紧密相依，息息相关，还与战争、宗教、戏剧、民俗等有着千丝万缕的关系。从它诞生的那一天起，就默默地为公众服务着。桥梁是跨河越谷的人工构造物，是架空的路，让行人、车辆、渠道、管线等安全通过。增强桥梁的跨越能力，以克服江河湖海、深谷陡崖、断层软基、风雪雨及地震等险境始终是桥梁建设者不断追求的目标。中国古代桥梁的辉煌成就举世瞩目，曾在东西方桥梁发展史中，占有崇高的地位，四大发明是中国对人类文明的重大贡献，而在古代桥梁方面,中国的祖先也有许多创造性成就为世界所公认。英国科技史学者李约瑟博士在他所著的《中国科学技术史》和《中华科学文明史》中对中国古代的梁桥、浮桥、拱桥和索桥等桥型的发展都作了详细的评述和考证。（一）梁桥我国历史上最早记载的梁桥为钜桥。该桥建于商代(公元16-公元前11世纪)。“周武王伐纣，克商都朝歌（今河北省曲周县东北）,发钜桥头积粟，以账济贫民。”自周代以迄秦汉，中国多造石柱、木梁桥。古代的石梁桥一般跨度都在10米以下，最大的石梁长达23.7米。迄今仍保留的中国古代石梁桥当推始建于宋绍兴八年(1138年)的福建泉州安平桥,该桥共362孔,全长5里(2223米)。意大利人马可·波罗在1275年所著游记中对此都有记述。两宋时，无论是城市或乡村，在建造大批石梁石墩桥的同时，又把大量的木梁木板桥的木梁、木板改造为石梁、石板，木柱、木墩改造为石柱、石墩。200多年间，仅泉州一地，见于古籍的桥梁就有110座，其中名桥10座。安平桥，有362孔，桥长5里（2223m），故又名五里桥（现桥长2100m),保持了700余年的桥长记录，被誉为“天下无桥长此桥”。桥始建于宋绍兴八年（公元1138年），成于绍兴二十一年（公元1151年），历时13年，坐落在晋江县安海镇和海安县的水头之间，是跨越海湾的大石桥。据《安平志》记载，因桥太长，建桥时在桥上造了5座亭子，以便行人休息。这座世界上少见的古长桥，被人们认为是1905年郑州黄河大桥建成以前的七八百年中我国最长的桥梁。又如泉州万安桥，俗称洛阳桥，共有47孔，建于洛阳江入海口，桥总长约890m，桥宽3.7m。桥始建于宋皇佑五年（公元1053年），完成于宋嘉裕四年（公元1059年）。两桥均为国家重点文物保护单位。2（安平桥）（万安桥）虎渡桥又名江东桥，位于龙海县北溪下游，南宋淳祐二年（公元1242年）由木梁桥改建为石梁桥。2001年被列为全国文物保护单位。宋代黄朴在《虎渡桥记》中说，每一桥孔有3根石梁，最大桥孔的石梁每根“长八十尺，广博皆六尺有奇”。新中国成立后，文物保管部门曾进行过实测，该桥最大的石梁长23.7m，宽1.7m，厚1.9m，与史书记载基本相符。按花岗石的容重为2.7吨/立方米计，最大的石梁重达207吨。根据强度理论验算，当石梁长为23m时，在自重的作用下，跨中界面的弯拉应力达到花岗石抗拉极限应力的90%。在材料力学诞生前500多年，是如何找到这个依据的，很值得探讨。3（虎渡桥）木兰陂回澜桥位于福建莆田市西南木兰村木兰山下，坐落在汹涌的木兰溪水和兴化湾海潮汇流处，是一座具有引水排水、蓄水灌溉、挡潮防洪、航运交通的综合工程，是宋代大型水利设施。1988年被国务院列为国家重点文物保护单位，其名为“木兰陂”。木兰陂由枢纽工程、渠系工程、堤防工程和人行桥组成。枢纽工程由溢洪堰、南北渠道进水闸、冲沙闸、导流堤等组成。溢洪堰高7.5m，长219m，分32孔。闸堰式坝身由闸室、上游护堤和下游阶梯式消能坦水组成，长111.13m，分29孔，总净宽70.4m。在溢洪堰的两端建有进水闸道。石桥是整个工程的配角，为行人所需，石桥墩是为搁置石梁供人过水和墩土上凿槽，供上下水闸门之用。南闸回澜桥，两孔石梁石墩，宽6.1m，建于南宋绍兴八年（公元1138年）。整个工程采用筏形基础。工程建成后的900多年以来，一直保护与灌溉这良田20多万公顷。（木兰陂回澜桥）绍兴八字桥建于南宋保祐四年（公元1256年），是城市桥梁布局的佳作，在处理桥与周围街道、河流的关系方面有独到之处。桥为单孔石梁，长条石并列，4微微上拱，净宽3.2m，净跨4.5m，高5m；石柱壁式桥台，利于水上交通，西面桥台设有纤道。桥下西面第5根石柱上刻有“时保佑丙辰仲冬日建”字样。（绍兴八字桥）福建漳州江东桥的石梁最为巨大。该桥于宋嘉熙元年（公元1237年）由木梁桥改为石梁桥，计有15孔，每空三片石梁。石桥现存5孔，其中最大的石梁长23.7m，宽1.7m，高1.9m，重量达2000kN(200t)。这样巨大的石梁，在没有重型起重设备的古时，其采、运、安装等工作都是十分艰巨的。（江东桥）不论木梁或石梁，为了加长桥跨，采用了多层并列梁，由下向上逐层外挑的方法，以支撑中部的简支梁。在当时石梁称为叠涩；木梁称飞桥或称握桥，即为伸臂梁桥。木伸臂梁在公元4世纪时已有记载。石桥叠涩，出檐不远；木桥伸臂达到20m。现存清代重修的甘肃文县阴平桥为单孔木伸臂桥，桥跨达60余米，桥上建有桥屋。宋代将起源于公元4世纪初的青海、甘肃的单伸臂桥从单跨变为多跨，由单伸臂改进为双伸臂和斜撑伸臂；建造地由山区走向平原，从西部地区到东南沿海地区，并且桥上普遍建有桥屋或桥廊、桥亭、桥塔。木伸臂梁利用木料，横直相间，层层挑出成伸臂，两边伸臂之间搁简支梁，是木梁桥的跨越能力增加约4倍。据古籍记载及1949年尚存的、始建于宋代的伸臂木梁桥，在浙江、福建、湖南、广西等东南省份较有名的至少有12座。伸臂木梁桥上均建有桥屋或桥廊，桥台上建桥阁，桥墩上建楼或亭。这是出于运用重力平衡的原理增加桥跨的考虑，挑梁的根部必须由一定的重量压紧压牢，5并形成整体，否则就难以建造，即便建成也容易倒塌。广西三江侗族自治县的程阳永济桥，是一座4孔5墩的木伸臂桥屋，全长644m，建于1916年，5座墩台上均建有桥亭，用桥廊把桥亭互相贯通。桥亭起着重力平衡做用，把装饰与功能有机结合在一起。（二）拱桥世界上对拱结构的起源众说不一。或认为导源于自然界溶洞天然拱；或认为起自崩落的堆石拱；或认为由于砌墙开洞，逐渐由“假拱”演变而成。在中国，从墓葬结构及仅存实物，显示出拱是由梁与侧柱逐渐演变为三、五、七等折边拱，然后演变为圆拱。跨度亦由小变大，由二三米而到达净跨37.02m，并保持了千余年的世界记录。中国现存最早，并且保存良好的是隋代赵州安济桥，又称赵州桥。桥为常见圆弧石拱，拱券并列28道，净跨37.02m，失高7.23m，上狭下宽总宽9m。主拱券等厚1.03m，主拱券上有护拱石。在主拱券上两侧，各开两个净跨分别为3.8m和2.85m的小拱，以宣泄洪水，减轻自重。桥面呈弧形，栏槛望柱，雕刻着龙兽，神采飞扬。桥始建于隋开皇十五年（公元595年），开工于隋大业元年（公元605年）。安济桥制作精良，结构独创，造型匀称美丽，雕刻细致生动，列代都予重视和保护，1991年列为世界文化遗产。（赵州桥）中国石拱因南北河道性质及陆上运输工具不同，所以构造不同。北方大多为平桥（或平坡桥），实腹厚墩厚拱。南方水网地区则为驼峰式薄墩薄拱。陕西榆林的永济砖拱桥，旧名响岔桥，其拱的砌法与城门砖拱同，桥为3孔，长约45m。福建现存石拱桥有34座，建于五代1座、宋代6座。其中建于五代的闽侯县金鳌桥和建于宋初的周宁县纯池镇的豪阳桥，均为单孔卵石拱桥。金鳌桥长17m、宽5m、净跨12m。桥在崇圣寺枯木庵旁，古时福建通往闽北的石板古道上。豪阳桥拱跨7.2m，全长13m、宽3m。两座石拱桥用大小不一、形状各异的河卵石叠砌而成，是迄今为止现存最古老的卵石拱桥。江西观音桥桥跨三峡之间，又名三峡桥，也称栖贤寺桥。桥为文人学士所青睐，宋黄庭坚的《栖贤桥铭》，宋王十朋的《三峡桥》诗，宋苏东坡《栖贤桥诗》和王伟《三峡桥游记》等均有提及。桥以山石作基，单券石造，南高北低，单孔石拱，净跨径10.33m，全长20.45m，宽4.1m。拱圈为9道券并列砌筑，厚95cm，6现东西两侧各已毁一道，存7道。拱石非常别致，子母榫卯相接，共有107块。观音桥用四种不同的子母榫卯石。在弯板拱石为凸榫，于联锁龙筋则为凹卯，榫卯不外露，外形则美观。子母榫卯相接的构造方式，最早使用与西汉末年东汉初期的砖砌墓拱中。（观音桥）北京宛平卢沟桥在北京广安门外30里，跨永定河。桥始建于金大定二十八年（公元1188年），完工于金明昌三年（公元1192年）。桥全长212.2m，共11孔，净跨不等，自11.4m至13.45m，桥宽9.3m。墩宽自6.5m至7.9m。拱券接近半圆形。桥墩迎水面有尖端镶有三角铁住的分水尖，背水面为削角方形。桥面上石栏杆共269间，各望柱头上，雕刻有石狮。金代原物简单统一，自后历朝改换，制作精良，石狮形态各异，且有诸多小狮，怀抱背负，足抚口噙，趣味横生。桥上及华表柱上等的石狮子，已成为鉴赏重点，亦是统一变化的美学原则的具体应用。卢沟桥早已列为全国文物保护单位。（卢沟桥）南方江浙一带水网地区，以舟行为主。潮汐河流，软土地基，因此即使是石7拱桥亦尽量减轻重量建造为薄墩薄拱。桥孔自单孔多到85孔（江苏吴江垂虹桥，已塌，尚存残孔8孔）。薄拱的拱厚最小者仅及拱跨的1/66.7，而一般拱厚则为1/20左右。唐张继《枫桥夜泊》名诗中的现存枫桥（清代建）也是薄拱。薄墩之薄，相邻两拱券拱石相接，特别是三孔连拱薄墩桥，中孔大、边孔小，两岸以踏步上桥。桥成驼峰形，造型美观。如浙江杭州拱宸桥创建于明崇祯四年（公元1631年），清光绪十一年（公元1885年）重建。中孔净跨15.8m，两边孔各为11.9m。拱券石厚30cm，为拱跨的1/52.7和1/39.7。中墩厚约1m，合大孔的1/15.8。现存最长的多孔薄拱薄墩连拱为江苏苏州宝带桥。桥建始于唐，历代多次重修，现存桥共计53孔，全长316.8m，中间有3孔隆起以通船只，桥宽4.1m。桥头建有石狮、石亭、石塔。中国古典园林中亦常见石拱桥，即起交通引路作用，更与园林景色有机结合，或是主景，或是衬景。如扬州瘦西湖中的五亭桥（又名莲花桥）就是佳作。（宝带桥）8（五亭桥）中国的木拱桥肇始自宋。宋代张择端的《清明上河图》，在画面高峰处有北宋都城汴京（现河南开封）跨汴水的一座木拱桥，名为虹桥。为了漕运，水中无桥墩，桥采用了宋明道年间（公元1032-1033年）有一守牢卒子所发明的“贯木”架桥，即大木穿插叠架为木拱。虹桥桥跨约18.5m，拱矢约4.2m，桥面总宽9.6m，其结构模式见图。桥毁于金元之际，几百年来一直认为已是绝唱。近十多年来调查研究发现，随着北宋南迁，在今浙江、福建山区中有数十座古木拱桥，结构与虹桥相类似且有所改进，桥跨增加到35m左右。如浙江云和梅崇桥，桥建于清嘉庆七年（公元1802年），其结构透视和构造模式见图。又如浙江泰顺县的泗溪溪东桥。桥长41.7m，跨径25.7m，矢高5.85m，桥宽4.86m。桥上建有美丽的廊屋，为了保护木料，两侧钉有蓑衣式木板。桥始建于明隆庆四年（公元1570年）。泰顺县的叶树阳桥竟存世511年。（虹桥断面示意图）9（溪东桥）福建现存23座木拱廊桥，其主拱基本构造与虹桥大致一样；而其拱骨联结的横木、桥面布置、第一系统之间设有小排架等均与虹桥不同。主拱骨架均有单层三边形和双层多边形两种组合而成。三边形骨架，两端斜梁以250~400仰角伸向跨中，通过横系梁与跨中平梁，以榫铆嵌合，上承桥面铺装成整体；多边形双层骨架，系在三边形骨架之间穿插五边形骨架；纵横圆木交错相架，上下纵梁夹住横梁，相互挤压，使上下两层组成一体。为加强整个骨架的稳定性，两端斜梁均以剪刀木撑加固。在拱脚、拱背的主柱盖梁上架设纵梁面板；为防止火患，有的桥还