橋梁四大類型包括哪些—橋梁四大類型包括哪些內容
橋梁自古而生,早在人類發明創造橋梁之前,大自然就給人類留下了靈感, 比如廣西桂林象鼻山、浙江臺州天臺山石梁、重慶萬州竺溪河天生橋、江西貴溪 仙人橋等等。著名地理學家徐霞客在游至江西撫順石碧寺時記錄到:“寺北有矗 崖立溪上,半自山頂平剖下,南峰尤突兀……二十一日急登碧,是峰東西橫跨, 若飛梁天半,較貴溪石橋,軒大三倍。’’①這些天然橋梁或是跨水而成,或是凌 空飛躍,或是有著優美的弧度,或是平直的踏實,都是大自然的奇跡,是我們能 夠學習和效仿的老師。
炎黃子孫建造橋梁的歷史久遠,我們的祖先也許是從獨木橋開始的,也許是 從竹筏橋開始的,也許是從索橋、吊橋開始的,在大自然的考驗和社會進步的要 求下,造橋技術不斷創新和改進,創造出大量的、各式各樣的讓世界為之贊嘆的 橋梁。但是,由于材料和技術的原因,經過大自然的侵襲和人為的破壞,并沒有 很早期的橋梁保存下來。在文字產生之后的橋梁尚有流傳下來的典籍可考,遠古 時期的橋梁就只能依據考古工作發現的蛛絲馬跡進行推測了。
橋梁專家茅以升認為“橋、梁"二字雖然用時多為易名同義,但其實也有所 不同,“橋”表示有坡度,且中間高的形狀,“梁”則僅僅表示為跨水或者絕水 者。固如今,我們基本把“橋、梁”二字連用,表示同一個意義。從文字記載和 保存下來的橋梁來看,可以把我國古代的橋梁按照不同的標準進行不同形式的分 類,以方便了解。
按照造橋的材料來分,可分為:竹橋、木橋、藤橋、石橋、磚橋、鐵橋等。 按照橋梁的結構形式來分,可分為:踏步橋、獨木橋、浮橋、索橋、梁橋、 拱橋等。
古人對于不太常見的踏步橋和獨木橋也是有記載的,“聚石水中,以為步渡, 徇也”@,“《說文》:水上橫木,所以渡者,徐鉉云:即今所謂水杓橋也”鋤。 “杓”一是可以解釋為溪澗里的踏腳石,也就是我們今天所說的踏步橋,二是可以解釋為獨木橋。踏步橋又叫“汀步、掇步”,與獨木橋一同,都屬于原始的橋 式,今天多是用在園林建筑中或景區平緩的溪水中,來增加游園的樂趣。
浮橋, 顧名思義,指浮在水面上的橋梁,可作軍隊過水的應急之策。“造作梁橋也,作 船于水,比之而加版于其上,以通行者,即今之浮橋也……造舟為梁,文王所制, 而周世遂以為天子之禮也。”∞這是朱熹對《詩經》中有關浮橋記載所做的注釋, 說明在周文王稱天子之前就發明了用船作為橋墩的浮橋,這是有關浮橋的早期記 載了。索橋又稱“繩橋、吊橋”,起先多用竹、藤作為制作材料,后來出現了鐵 索橋。“凡言笮者,夷人于大江水上置藤橋,謂之笮。”
西南地區多陡岸險谷, 早就有索橋的出現,甚至有縣以“笮”為縣名,說明當時的巴蜀地區索橋數量不 少,而且具有一定的重要程度。位于四川省甘孜州瀘定縣的瀘定橋便是鐵索橋了, 地方志有記載:“巡撫能泰奏言:瀘河三渡口,高崖夾峙,一水中流,雷彝矢激, 不可施舟楫……彷鐵索橋規制建橋,以便行旅。朕嘉其意,詔從所請。”
在福 建泉州現存一座精美的石構平梁橋,名萬安橋,有地方志記載:“蔡襄萬安橋碑: 泉州萬安渡石橋,始造于皇祜五年(公元1053年)四月庚寅,以嘉佑四年(公 元1059年)十二月辛未訖功。累趾于淵,釃水為四十七道,梁空以行。”具有 堅實的拱券結構的拱橋,出現的時間較晚,卻是古代橋梁中最具有生命力的一種 橋梁形式,一經出現,發展迅猛。地理學家酈道元有過對石拱橋的記載:“朱超 然與兄書云:橋去洛陽宮六七里,悉用大石,下圓以通水,可受大舫過也。題其 上云,太康三年(公元282年)十一月初就功,日用七萬五千人。”這種擁有 多種形制的石拱橋是我國橋梁建筑中重要的組成部分,因為質地和建構方式的原 因,在歷史長河中保留下來數量很多,很具有代表性,因此本文涉及到的河北省 重要古橋均為石拱橋。
拱這種結構的起源沒有一個準備的說法,可以猜測人類是由天生石拱橋或是 由水力將震落在河道中的石頭沖積成亂石拱而受到了啟發。@最早出現拱的地點 大概就是古埃及了,在公元前2560年建成胡夫金字塔的入口就是個三角拱結構, 而世界上保留下來的最古老的實體石拱橋是“阿瑞凱比克橋(Arkadiko Bridge)”,源自希臘青銅時代晚期的邁錫尼文化。∞中國的拱結構是從外而來的還是本土孕 育的,并不能有個確定的說法。
在《禮記·儒行》中有這樣的記載:“篳門圭窬, 蓬戶甕牖”,意思是柴門小戶的貧苦人家用蓬草編織成門,用壞了的甕做窗戶。 破甕或是完整的一圈或是破碎的一大段弧形,都說明此時出現了拱形的窗戶,且 拱又被稱為“甕”。接下來就是在房子和墓葬中用到的,較之橋梁需要的拱直徑 小些的小型拱出現了,又被稱為券或是拱券。國內已經發現的最早的拱形建筑是 建于周代末期,約公元前250年的洛陽韓君墓的墓門。
在河南新野發現的一批 漢代空心畫像磚中,有一塊“橋梁畫像磚”,這塊畫像磚被發現時是兩個半截的 狀態,三面呈素面,一面是以橋梁和車馬出行為主題的畫像,橋梁位于畫面的右 邊部分,是一座拱形獨孔橋,橋上有架四匹馬的馬車、騎著馬的隨從,橋下有小 型船只通過。典籍中對石拱橋的文字記錄最早的大概就是上文中《水經注》中 對“洛陽橋”的描述了。而我國現存的建成年代最早的石拱橋非河北省趙縣的趙 州橋莫屬了。
拱券有真拱和假拱之分,真拱指的是拱的部分在整個建筑中屬于承重結構, 能夠起到支撐的作用,假拱則只是做出了拱形式上弧形的樣子,僅僅作為建筑的 裝飾存在,并沒有起到承重的作用。具有真拱結構的橋才能稱之為“拱橋”。拱 橋從建造材料上來區分,有石拱橋、磚拱橋、木拱橋、竹拱橋等。
拱橋中因為拱 形構件起主要的承重作用,受彎又受壓,又以受壓為主,所以選用天然石料建造 拱橋十分合理,物盡其用,又牢固可靠,不易風蝕,使用時間久。因此,石拱 橋占所有材質拱橋中最大的一個比例,是普遍的,也是本文要研究的對象。典型 的的石拱橋,有河北趙縣的趙州橋、北京的盧溝橋、江蘇蘇州的寶帶橋等。磚由 土燒制而成,硬度較低,較之巖石,容易風化,磚拱橋的保留就比石拱橋要艱難 一些,不過也是有古磚拱橋遺留下來,比如陜西榆林的永濟橋。木拱橋創始于宋 朝,盛行于當時的都城汴京,即今天河南的開封。
如北宋張擇端《清明上河圖》 中結構精巧的汴水虹橋,是木拱橋存在的證據之一。雖然現在許多木拱橋由于戰 火或是自然原因,已經不能保留下來,被重新用石料或鋼筋水泥改建過了,但其 實木拱橋若是維護得當,能夠保存的時間是比較長的,如浙江泰順仙居橋。仙居橋是一座有廊屋的木拱橋,始建于明,如今經過多次水患和重建,留下的這座廊 橋重建于康熙十二年,有文獻記載:“仙居橋:嘉靖浙江通志:在縣治東十五里; 萬歷溫州府志:今郭顯宗建,成化十九年(公元1483年)洪水沖壞,令范勉重 建,嘉靖三十九年(公元1560年)復壞,四十二年(公元1563年)令區益重建。
國朝康熙十二年(公元1673年)里人復造。”∞簡單便捷又耗資少的竹拱橋,適 合作為承載要求不高的臨時性的交通手段。竹子中空易朽,不耐用,沒能有竹拱 古橋保留下來,只是在盛產竹子的南方地區有制作竹拱的技術流傳了下來。
石拱橋就拱券的形狀分類,種類繁多,多以拱券的形狀給予形象的命名,如 圖一。
半圓拱,是應用最普遍的一類拱,一般情況,半圓拱的拱心夾角略大于 180。。擁有半圓形拱券的石拱橋往往玲瓏又精致,比如浙江杭州的映波橋、望 仙橋、鎖瀾橋等蘇堤六橋。馬蹄拱指馬蹄狀的類似于古典園林中月洞門一樣,大 于半圓不滿整圓的一類拱券,例如四川鄰水縣的奇洪橋。全圓拱這種形式所見不 多,例如蘇州吳縣的東美橋。圓弧拱即圓周小于半圓的弧段拱,造型優美,比如 河北趙縣的趙州橋、上海青浦縣的普濟橋。
鍋底拱是一種最生動形象的說法了, 拱券有像鐵鍋一樣的尖底,因此又叫做“尖形拱、桃形拱”。鍋底拱有左右兩個 圓心,例如云南建水的雙龍橋。蛋圓拱就是在鍋底拱的尖部再加上一段圓弧,比 如北京頤和園的玉帶橋。橢圓拱是以可以找到三個圓心的拼接圓的圓弧為拱券 的,實際上蛋圓拱就是以短軸做拱跨的橢圓拱,而一般意義上的橢圓拱則是以長軸做拱跨的,比如云南安寧縣的安寧橋。拋物線狀拱即以可以找到三個以上圓心 的拼接圓的圓弧做拱券,例如貴州施秉縣沙坪橋的中孔。折邊拱是浙江省古橋的 特色,例如紹興廣寧橋。
石拱橋就拱券的排列形式來說,基本形式有并列和橫聯兩種,其他類型由此 兩種演變而來。并列拱券就是由一組已經砌好形狀的獨立的券再并列砌接在一起 形成的,比如江西廬山的三峽橋。這種砌筑方式較為簡單,但一塊券石和與它比 肩的那一塊券石的橫向聯系比較弱。
橫聯拱券實際中應用很多,指橫向交錯比砌, 像現在馬路邊用小塊長方形的磚砌人行道一般的砌法,使券石壓緊連實,進而使 得全橋的拱石基本成為一個拱券形的整體。其它由并列拱券和橫聯拱券演化而來 的拱券的排列形式,有框式橫聯拱券、鑲邊橫聯拱券、橫聯分節并列拱券等,因 為是在前面兩項的基礎上依據實際情況改變的券的排列方式,就不在此一一贅述 了。另外,中國有些石拱橋的拱券是使用亂石碎石或是鵝卵石以不規整的方式砌 成的,還經久耐用,令人贊嘆。∞由于不同地區的土質、河流流量、要求的承載 量不同,需要的石拱橋的整體型制也有所不同。
在北方地區,河流流量和流速季 節性變化大,夏季雨水充沛的時節河水的沖擊力大,冬季氣溫上升的時候會產生 融化一半的留冰,加之北方地區多用馬車載物,需要橋梁的承載力大,因此北方 的石拱橋多是厚墩厚拱的橋型,比如北京頤和園的十七孔橋。不過,南方山區冬 季河道干涸,夏秋河水泛濫,屬于季節性河流和河流流速迅猛的地區也會選用厚 墩厚拱的橋型。
在東南地區,一般情況土質松軟,河流流量常年較為穩定,多船 少馬車,對橋梁的承重能力要求相對較小,而對橋梁本身的重量有要求,因此南 方多薄墩薄拱的石拱橋,比如江蘇蘇州的滅渡橋。敞肩圓弧石拱橋是我國首創, 很容易理解,就是把拱券以上相當于橋身的“肩膀’’的位置“敞開”,把實心變 成空心的,既能減輕橋梁的自重,又有更利于雨季泄洪,可以更好地延長橋梁的 使用時間,例如世界上現存最古老的、跨度最大的敞肩圓弧拱橋一一趙州橋。這 種敞肩圓弧石拱橋多見于河北、山西、河南等省份。