一口气读懂中国的桥|赵州桥|古桥

阅读: 77 发表于 2020-03-06 01:39

 

  来源:文博山西

  一见桥字,

  小学课本里的赵州桥形象

  是不是立刻出浮现脑海?

  接着是近年中国的超级工程

  从云贵大山到珠港澳海域

  中国各地都是大放异彩的桥梁

  桥究竟从何而来?

  他们又有怎样的大家庭呢?

  这次一起来看看

  最常见却不太熟的又一建筑遗产

  ——桥  

  1

  桥从何来?

  发芽——西周春秋

  西周、春秋以前的时代

  河流阻断着部落间的交流

  自然给了人类树木与石头

  独木桥与河中矴(dìng)步初露锋芒

  ▲浙江  天台山石梁   图源网络

  壮大——秦汉三国

  秦汉三国时期为主的阶段

  据《史记》《水经注》记载的第一座桥

  商代拒桥(巨桥)

  正式开启桥的纪元

  周文王姬昌“亲迎于渭,造舟为梁” 

  建造的浮桥

  《诗·大明》中也有记载

  春秋时黄河第一座浮桥——

  蒲津渡浮桥架起

  随着春秋时造铁与拱券技术的发展

  石拱的旅人桥也随之诞生

  秦大兴宫殿,

  栈道与复道加入桥梁分支

  西汉时的第一座竹索桥

  七星桥也在《蜀记》中显现

  ▲山西  蒲津渡浮桥 图源网络

  鼎盛——隋唐宋

  唐宋为主的阶段

  这时候的国力强盛、技术发达

  隋代 赵州桥 石破天惊

  敞肩拱桥带领桥梁走向世界

  宋代 木拱虹桥 飞桥无柱

  中国桥走在鼎盛中

  ▲福建泉州 洛阳桥  图源博客@ 刘伟大老虎

  饱和——元明清

  元明清时代为主的阶段

  这时的建造技术难以突破

  修缮、重建、模仿变为主流

  现存桥梁大多是在这个阶段修缮

  中国桥梁却在这个阶段孕育着

  一场前所未有的革命

  ▲江苏  宝带桥  图源 @刘雷老师

  超越——现代当代 

  我曾经跨过山河大海

  去到人山人海

  经过79~98年的建设追赶

  中国桥在99~18年开始了创新与超越

  改革开放40年中

  中国共建新桥513700多座

  合计总长约48000公里

  而这数字仍然在不断上升中

  ▲世界最长跨海大桥——港珠澳大桥

  图源网络(数据为2018年10月公布)

  ▲世界第一高桥——北盘江大桥

  图源网络(数据为2019年3月公布)

  2

  桥梁家族

  中国古桥类型众多

  大多就地取材修筑

  用藤蔓、竹子、木头、砖石等来战胜自然

  这次我们按常见的材质和结构样式来看看

  桥梁家族都有哪些成员呢

  梁桥

  桥墩上面是横梁的桥

  这是最早的一种桥

  下为桥墩支撑,

  上铺梁为桥面

  也叫平桥、跨空梁桥

  原始突出水面可跳跃过河的蹬步

  和倒木成桥的独木桥

  都被认为是梁桥的最初形态

  有学者认为

  河姆渡与半坡遗址中已有梁桥

  ▲梁桥受力情况示意(色彩深度表示受力变形大小)

  根据结构和受力梁桥可分为

  简支梁桥、伸壁梁桥

  梁桥类型1 ——简支梁桥

  最简单方式支起的梁桥

  一个梁放在两个桥墩上

  一梁二墩模式

  ▲简支梁桥的建造示意图

  根据有无桥墩分为单跨和多跨

  受材料和实用尺寸限制

  一般跨度不大

  比如园林中常见的梁桥

  ▲北京 濠濮涧 知鱼桥 图源网络

  梁桥类型2——伸臂式梁桥

  桥墩上部像手臂伸出模样的梁桥

  遇到跨度大,

  无法做桥墩的地方

  伸臂梁桥应运而生

  他又叫悬臂梁桥

  在桥墩一侧或两侧

  悬挑出短臂、节节伸出

  在两个悬臂间架起梁

  来承接梁的重量

  根据桥墩一侧或两侧

  伸出的伸臂数

  有单(侧)伸臂或双(侧)伸臂梁桥

  以及斜撑伸臂式梁桥

  ▲单伸臂梁桥示意

  ▲双伸臂梁桥示意

  ▲广西   程阳风雨桥  图源网络

  浮桥

  浮在河上的桥 

  当河流宽广、技术有限时

  人造梁桥的技术就不够用了

  人们想到了用船代替桥墩

  浮动的船上再铺桥面

  形成了浮桥

  其他可浮的筏、浮箱等均可做浮桥

  ▲浮桥示意

  我国最早的浮桥

  是《诗经·大雅·大明》中的周文王

  “亲迎于渭,造舟为梁”

  说的是周文王迎娶妃子

  在渭河上用舟船相连架设浮桥的故事

  浮桥结构简单

  施工快、造价低

  随时开合、便于通航、可移动的优点

  使其古往今来在军事领域的优势独占鳌头

  ▲福建  万安浮桥  图源网络

  浮桥根据形态可分为

  直浮桥与曲浮桥

  浮桥类型1——直浮桥

  桥面保持直线形的浮桥

  ▲直浮桥示意

  船固定在水中

  每只船都沿直线布置,上设桥面

  桥整体大致顺直

  称为直浮桥

  为防颠簸

  往往在船头或者船尾

  用横拉的锁链固定好船只

  稳固桥体结构

  ▲江西赣州   惠民桥  @公众号 景中文化旅游

  浮桥类型2——曲浮桥

  桥面是曲线形的浮桥

  ▲曲浮桥示意

  有些河流较深、无法用锚固定船

  人们只能用索绳系在两岸边

  将船等漂浮物串联起来做浮桥

  浮桥受到水流冲击

  自然地向下游弯曲形成曲线形

  曲浮桥上的桥板是可活动的

  ▲甘肃临洮  永宁浮桥  图源网络

  除了直浮桥和曲浮桥

  还有因潮汐涨落建造的

  可涨落浮动的潮汐浮桥

  可允许船只通航的通航浮桥

  以及与梁桥等桥梁结合的组合浮桥等

  这里就不赘述啦~

  索桥

  用索绳建成的桥

  一些深谷、无河的山地地区

  无法建设桥墩、也无法用船

  希望就寄托在了一根索绳上

  人们用竹子、藤蔓、铁索做成索绳

  架在山涧中通行

  这就是索桥

  我国西南、秦岭或台湾山区较多

  我国已知最早的索桥

  是《蜀记》中记载的西汉七星桥

  索桥种类杂糅,学界有多种分类方式

  在此遗介根据通行方式及材料

  分为溜索桥、步行藤索桥、

  步行竹索桥、步行铁索桥

  索桥类型1——溜索桥

  人们可以溜着过河的索桥

  索绳系在岸边固定物上

  用竹、木的溜板等放在溜索上

  借助重力从高岸边滑向低岸边

  ▲溜索桥示意

  绳索在古时多为竹索、铁索,现多为钢丝索

  滑索竹筒也用滑轮

  溜索桥换可以运输动物和货物

  索桥类型2——步行竹索桥

  竹索桥一般都是并列多索竹索桥

  (将竹子劈成内芯和外皮利用特殊方法编制成竹索)

  将多根竹索并列连在两岸

  两端系紧固定,上面横铺桥板供人通行

  竹索桥在秦代就已出现

  而现存最早的是重建于清光绪年间的安澜桥

  ▲四川灌县 安澜桥  图源网络

  索桥类型3——步行藤索桥

  ▲步行藤索桥示意

  以粗细不等的藤索连接的桥

  上设桥面供人通行

  因藤条材质限制

  现多见的是藤网桥

  西藏地区较多

  将整个藤索桥固定成筒状

  桥面用细藤编织,

  安全感十足

  ▲西藏  德清藤网桥

  索桥类型4——步行铁索桥

  用铁索作为骨架的索桥

  ▲铁索桥示意

  一般是多根并列的铁链在底部

  用皮绳、锁链、藤条等横接铁索

  上铺木板等做成桥面

  左右有铁链等作桥栏或扶手

  两岸有桥台或建筑固定住铁索

  有双索、三索、四索、六索、多索等类型

  我国记载最早的铁索桥

  是建于汉元年(206)的樊河桥

  最知名莫过于泸定桥

  ▲四川 泸定桥 图源网络

  小知识:索桥的建设方式

  索桥建造方式很多

  常见的是以下五种

  方法1

  河流较狭窄处,

  可在索上系细绳,细绳拴在箭上

  用弓箭射到对岸,

  再将索绳拖拽过去

  ▲方法1示意

  方法2

  水流较急处,两岸各有一人,

  将细绳上栓金属块或石块

  同时向河流上游甩掷,

  被河流激流冲击绞缠在一起后

  向一岸牵引,

  将主索引向彼岸

  ▲方法2示意

  方法3

  江面较宽时,

  利用船只载着索绳过河,

  再缓慢释放

  这一方法对于轻的竹索较为有效,

  铁索较为费劲

  ▲方法3示意

  方法4

  铁索桥的架设

  需要先在两岸架设起溜索桥,

  岸边架设桥台

  用溜索桥安装吊索,

  逐一将铁索固定,

  形成多索的铁索桥

  铁索桥的后期维护大修

  也多用此方式

  ▲方法4示意

  方法5

  需要熟悉山野地形的高手山民

  用草绳拴着索绳

  峭壁攀岩到目的地,

  再将铁索拽上山涧固定

  ▲方法5示意

  拱桥

  以拱券为称重结构的桥

  ▲拱券的受力示意

  桥梁经过漫长探索

  建筑中日益成熟的拱券技术被应用到桥梁

  兼顾造型、承重和永固能力

  虽然出现最晚

  但他主导了我国古代桥梁发展

  现在桥梁体系中也举足轻重

  大多人认为国内最早有记载的石拱桥是 

  《水经注》中的旅人桥(西晋太康三年 · 公元282年)

  也有人认为是洛阳建春门桥 (东汉阳嘉四年 · 公元135年)

  因地域和时代差异

  学界对拱桥有多种分类方式

  此处遗介按照材质与搭建方式分为

  折边石拱桥、实腹石拱桥、

  敞肩石拱桥、木拱桥

  拱桥类型1 ——折边石拱桥

  折边形的拱承重的拱桥

  有人认为是最初的一种拱桥

  ▲折边拱桥示意

  最初圆拱的拱石加工困难

  在众多的拱形成学说中

  有人提出折边成拱的说法

  即用直的石料砌筑成折边的桥梁

  折边拱桥多在浙江绍兴地区

  ▲古月桥 浙江义乌  图源微博@Antisymmetry

  拱桥类型2——实腹石拱桥

  “腹部”填满充实的拱桥

  ▲实腹石拱桥示意

  拱券两侧用砖石等材料填充完全

  既保护加固了拱券

  又共同承载了桥面重量

  这是早期的一种石拱桥

  后来在国内也很常见

  ▲卢沟桥 北京  图源微博@百战-天虫

  拱桥类型3——敞肩石拱桥

  大拱券两肩位置敞开空心的桥

  ▲敞肩拱桥示意

  拱上的桥体由实心变成空心

  小拱垒架在大拱之上

  减轻了石拱桥整体重量

  也减小了拱券厚度和墩台尺寸

  增大桥梁的泄洪能力

  最典型的就是赵州桥

  ▲赵州桥  河北赵县

  图源微博@许建钢Xu-Jiangang

  小知识:拱券砌筑方法

  拱桥的核心技术——拱券

  是人类桥梁史乃至建筑史的一项重大发明 

  在我国古代,

  石拱桥砌筑方法众多

  主要有并列砌筑和横联砌筑

  及其他派生形式

  并列砌筑法

  并列拱券由多列独立拱券并列

  彼此间用腰铁等构件固定各独立拱券

  ▲并列砌筑法示意

  这种方法对石块要求低、安装简单

  但横向联系弱、拱券易松外倾、

  施工技术要求高

  赵州桥即为并列砌筑法建造 

  横联砌筑法

  将整个桥拱一起制作,

  券石横向交错砌筑

  石头间不用卯棒,

  就能横向压实联合

  桥梁拱券具有整体性

  ▲横联砌筑法示意

  这是古代最流行的做法

  后派生出镶边、框式及镶框组合等

  多种砌筑法

  ▲原始乱石堆砌法

  ▲镶边横联法

  ▲框式横联法

  ▲镶框组合横联法

  拱桥类型4——木拱桥

  用木头搭出拱建造的桥

  ▲编木拱桥的建造动图 

  这是一种1953年前在中国民间流传

  没有文字记载

  不为世界桥梁界所知的传奇桥梁

  仅用木条搭接

  便架起一座横空轻巧的桥梁形式

  最早见于张择端版本的

  《清明上河图》

  ▲汴水虹桥   图源 张择端版《清明上河图》

  与石拱桥是完全不同的结构体系,

  却脉络相承,

  在古桥史中自成一体

  经当代研究被认为是

  源自木梁桥

  先是木梁加斜撑——撑架桥阶段

  后逐渐发展成了著名的木拱桥

  也有人称为编木拱桥或贯木拱桥

  ▲湖北利川   群策桥  图源@中国利川网

  ▲福建寿宁   杨梅州桥   图源微博@shx-风之吹拂

  其他桥型

  类型1 ——吊桥

  古代城池护城河上、城门前

  城防的可活动桥梁

  平时放在护城河上,

  供人马通行

  战时上拉索绳

  桥板竖起、阻断城内外交通

  他是冷兵器时代有效的御敌手段

  随着时间的推移

  吊桥随着城池和护城河的拆除几近消失

  ▲西安永宁门   复原吊桥 图源 遗介君

  类型2——廊桥

  下桥上廊,

  多为木结构

  廊屋的结构与当地民居相似

  桥上建廊的目的

  一者是利用足够的重量压住桥墩和桥体

  避免因水涨高冲垮桥梁

  二者是为了防雨排水,

  避免木桥腐朽

  廊桥有木拱廊桥、石拱廊桥、

  平梁木廊桥、悬臂木廊桥多个种类

  ▲甘肃兰州  云龙桥  图源网络

  类型3——栈道

  栈道依谷修建

  一侧是峡谷,一侧是峭壁

  峭壁上挖孔,镶入梁柱

  下用无数木柱支起栈道

  西南,西北地区较多

  栈道是木梁柱桥的衍变桥式

  ▲三峡古栈道  图源网络

  类型4 ——复道

  复道是宫室或者山川之间

  架空的长廊道

  多在宫苑之中为帝王贵族所用

  《阿房宫赋》就有“复道行空,不霁何虹”

  在当代的雍和宫万福阁高层两侧

  一定程度上可称其为复道

  ▲北京雍和宫   万福阁复道  图源微博@我是霓儿

  学术界对各类桥梁分类细节持不同意见

  本文主要依据《中国桥梁技术史 古代篇 》一书分类

  少数地方因科普需要有删改

  参考资料

  出版物:1 中国桥梁技术史 古代篇 ,唐寰澄 著;

  2 中国古代桥梁,唐寰澄 著;

  3 中国木拱桥,唐寰澄 著;

  4 图像中国古代桥梁  吴礼冠 著;

  5 图说中国古典建筑——桥,万幼楠  著;学术论文;

  6 云南古桥建筑特征探析_张亚军;

  7 古桥结构体系及石拱桥的分析监测评估与保护_李秋萍;

  8 明代南京桥梁研究_蔡祥梅;

  9 隋唐时期桥梁研究_王彤;

  10 桥梁模型试验在宋金时期浮桥建造中的应用_张杨;

  11 折边桥与木拱廊桥的关系研究_沈方圆;

  12 活态遗产桥梁的价值及其评价研究_张春琳;

  13 现代桥梁设计技术创新_张东方;

  14 基于赵州桥勘察研究结果探析石拱桥的建造技术及特点_翁伟;

  15 单跨石拱桥的加固保护研究_唐家俊;

  16 古桥建筑文化与五音桥的修复研究_姚良达;

  17 中国古代桥梁文化专题研究_丁媛;

  18 浙闽木拱桥类型学研究———以桥板苗系统为视角,刘 妍。

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  辑|山西晚报全媒体编辑 南丽江

  审核|方天戟

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