古橋建筑文化與修復(fù)研究

文/姚良達、肖治權(quán)、余鴻圖、李志豪 廣東白云學(xué)院 廣東廣州 510450

古橋建筑文化與修復(fù)研究

文/姚良達、肖治權(quán)、余鴻圖、李志豪 廣東白云學(xué)院 廣東廣州 510450

古橋作為古代工程的實體，既是寶貴的遺產(chǎn)也是不可再生的歷史資源。經(jīng)歷了上百年甚至上千年的歷史，或多或少存在一定的損害，為了更好地保護古橋，研究古代橋梁的工程意義，于是進行古橋建筑文化與修復(fù)研究。

古橋結(jié)構(gòu)；橋梁類型；文化與修復(fù)

中國的歷史文化悠久，博大精深，在各個領(lǐng)域中都取得巨大的成就，也有著鼎盛的時期。在古代的橋梁建筑歷史中，每個時期都有著輝煌成就，其建筑技術(shù)精湛，西方各國也曾經(jīng)借鑒本國的先進造橋技術(shù)，沿用中國的索橋，梁橋，拱橋等橋梁結(jié)構(gòu)，制造相應(yīng)的橋梁。對此，研究古橋建筑不僅可以讓我們更好地了解古代的文化，還可以繼承古代優(yōu)越的橋梁制造技術(shù)和工藝，為現(xiàn)代的橋梁建設(shè)提供必要的基礎(chǔ)。

1、古橋背景

古橋不僅是一種記憶，一種文化的符號，還是一種人類的圖騰，值得我們保護的精神文化家園。古橋所用的結(jié)構(gòu)及材料，能影響到其延續(xù)的壽命。這種結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的古橋，少則五十年，多至一百年，其使用壽命便是到達了極限。倘若在建造古橋時，督工、主持、耗資、古橋的大小等諸多因素不恰當(dāng)，將會影響古橋的壽命。那么，古橋的背景對于其修復(fù)研究與文化的傳承有著重要的意義。

2、現(xiàn)今古橋保護現(xiàn)狀的重難點

一方面，城市擴建、水利建設(shè)等現(xiàn)代化建設(shè)與古橋的矛盾越來越突出，古橋直接或間接地遭受了破壞。在古橋修復(fù)的整個過程中，大量的復(fù)原材料以及基建設(shè)備，都需要大量的資金支持。資金對于古橋的修復(fù)起著一個不可缺少的作用。

另一方面，隨著當(dāng)今時代交通的改革變遷，河流改道，許多古橋已經(jīng)失去其原本的存在意義。與此同時，由于民眾保護意識的淡薄，古橋一旦略有損壞，古橋建筑的材料可能因為某些人為因素而減少或者損壞。但最重要的，古橋長期缺乏有效的保護措施，其分布范圍較廣，大部分屬于野外文物，使得其容易受到自然因素的影響。因此，古橋建筑文化與修復(fù)的研究，對于現(xiàn)代農(nóng)村城市化的迅速發(fā)展，是個亟待解決的難題。

3、古橋的歷史文化研究的意義

古橋建筑是一種文化精神的載體，并且具有豐富的文化內(nèi)涵。古橋建筑文化與修復(fù)是對古代文化的一種延續(xù)，還能保持并傳承古橋先進的建筑設(shè)計技術(shù)和設(shè)計理念，從而激發(fā)設(shè)計者的想象力和創(chuàng)造力，讓設(shè)計者在建筑與橋梁方面有更多的突破。古橋建筑文化使古代建筑設(shè)計理念與現(xiàn)代先進科學(xué)設(shè)計理念的有機融合，增強古橋的實用性和藝術(shù)性，保持獨特的建筑文化，并且給現(xiàn)代設(shè)計師提供一個學(xué)習(xí)深造的平臺。它能夠留下獨特而厚重的橋梁文化，形成文化的交融，達到相互理解和相互借鑒的效果，有利于改善現(xiàn)階段建筑領(lǐng)域的建筑理念。

古橋建筑體現(xiàn)出一種人文藝術(shù)價值。在如今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中，橋梁的原貌蘊含著古人濃厚的情感和豐富的想象，寄托著美好未來的象征。為了展現(xiàn)當(dāng)代人的風(fēng)土人情和風(fēng)俗習(xí)慣，建筑師會通過各種藝術(shù)手段來美化橋梁，使橋梁充滿著神秘感與藝術(shù)感。在我國古代橋梁的建筑史中，造橋的藝術(shù)在追求中不斷地發(fā)展，并且結(jié)合先進的造橋技術(shù)，在相當(dāng)長的一段歷史時期都走在世界橋梁中的前列。此外，許多有特色的古橋具有文物的歷史價值、科學(xué)價值和藝術(shù)價值。古橋優(yōu)越的結(jié)構(gòu)性和穩(wěn)定性等方面能運用到當(dāng)代實際的橋梁建筑物中，值得現(xiàn)代橋梁工程師學(xué)習(xí)與借鑒。

4、古橋的結(jié)構(gòu)類型

古橋在中國的歷史長河上，大致可以分為浮橋，梁橋，索橋，拱橋，這些類型古橋包涵了華夏民族橋梁建造的文化精髓，當(dāng)時建造橋梁的技藝在世界屬于領(lǐng)先水平。

其中，浮橋是一種用船或浮箱替代橋墩，然后架浮在水面上的橋梁。浮橋的結(jié)構(gòu)形式大致有兩種：一種傳統(tǒng)的形式是在船或浮箱上架梁、再鋪橋面。另一種形式是舟梁合一，或船只首尾相連，成縱列式，或?qū)⒅垠w緊密排列成帶式。浮橋可以應(yīng)用于人行、公路、鐵路等交通樞紐。

梁式橋是指用梁或桁架梁作主要承重結(jié)構(gòu)的橋梁。其上部結(jié)構(gòu)在鉛垂向荷載作用下，支點只產(chǎn)生豎向反力，因制造和架設(shè)均甚方便，所以使用非常廣泛。

索橋，也稱吊橋、繩橋，用錨固在索塔上的纜索作為上部主要承載結(jié)構(gòu)，用繩索、鐵索等為骨干相拼懸吊起的橋梁，多建于水流急速而不適合做橋墩的險谷，接著在繩索上鋪設(shè)木板等形成橋面。纜索的形狀主要由受力情況而定，一般是拋物線，從纜索處垂下許多吊索，并把橋面吊住。

拱橋是我國最常用的一種橋梁型式。拱橋可以形象地描述成類似于一個平面彎曲成一個立體的圓環(huán)柱，并且有跨度穩(wěn)定地安置在兩端的支座，形成一座能將受到的壓力向下向外均勻地分散開來的拱形結(jié)構(gòu)的橋。拱形橋受壓時會傳遞給相緊貼的區(qū)塊抵住拱足均散的力就可以受更大的上部載荷。在古代橋梁中，以石拱橋為主要橋型。無論在山谷、丘陵、平原和水網(wǎng)地區(qū)，至今仍存在各種風(fēng)采的石拱橋。

5、對于古橋修復(fù)方案的假設(shè)

巖土的“逆向”性質(zhì)，在某條件下會超出常識認知。（地基的“彭松承受力”）地殼板塊的運動，導(dǎo)致部分區(qū)域的巖土抬升。

對已做好的地基處理方案，可以先搭建腳手架，架空上方荷載，使原集中支座點，分布均勻，再對地基進行處理。處理地基之前，需對工程現(xiàn)場情況進行詳細勘察，結(jié)合當(dāng)?shù)厥姓辈煸O(shè)計院提供的《關(guān)于某區(qū)域的工程地質(zhì)勘察報告》的資料，進行地基模型建立，研究其上部荷載，并加固地基基礎(chǔ)。假設(shè)研究出可使已沉降的地基，重回到起始高度的技術(shù)，如添加某條件（化學(xué)品、物理狀態(tài)的存在狀態(tài)條件）使其“膨脹回”原始高程。若存在該假設(shè)，自然土不需經(jīng)過人工壓實，使其土層就可以變得如巖石堅硬，可以達到恢復(fù)古橋原貌，堅持“修舊如舊”的原則。

從《巖土力學(xué)中的不可逆問題與不可逆熱力學(xué)》該篇論文的結(jié)論，顯然解決不了地基沉降不均勻問題，倘若已是“殘垣斷壁”的古橋建筑，那么采用最穩(wěn)妥的方法是在修復(fù)之前，處理好地基問題上，對古橋進行修復(fù)性重建。

既然“不可逆”，那么只能從古橋側(cè)旁添加天然泥土壓實，為地基加固。

6、古橋修復(fù)的探討

（一）導(dǎo)致古橋受損的因素

古橋的歷史價值，文化價值，科學(xué)價值對于現(xiàn)代建筑方面的研究是十分重要的。關(guān)于古橋的修復(fù)與保護，可以結(jié)合現(xiàn)代的一些建筑施工技術(shù)，參考以下幾點原因與建議。

（1）從其材質(zhì)因素分析?，F(xiàn)存大多數(shù)古橋的材質(zhì)多為武康石、青石或花崗石，花崗石較為堅硬，最不易風(fēng)化，但當(dāng)石質(zhì)內(nèi)部存在膠結(jié)物時，時脹時縮反復(fù)作用，使得石質(zhì)容易風(fēng)化。且古橋處于室外，易受到外部環(huán)境影響，比如產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫、橋面臺階損壞等，嚴(yán)重影響古橋的使用壽命，降低古橋的歷史價值。由于長時間受到外界環(huán)境的影響，作為古橋主要受力結(jié)構(gòu)的主框梁，極易出現(xiàn)開裂、缺損，加上地基的不均勻沉降、船只撞擊等原因，非常容易產(chǎn)生這種結(jié)構(gòu)性裂縫，甚至出現(xiàn)主框梁砌石脫落等現(xiàn)象。

因此，修復(fù)古橋應(yīng)該要融現(xiàn)代與歷史于一體，繼承并結(jié)合現(xiàn)代工藝，替換原有不安全的橋梁配件，既要保護原有的建筑文化又應(yīng)該富有創(chuàng)新的建筑理念。同時，結(jié)合古橋本身的設(shè)計要求和承載結(jié)構(gòu)，通過加固橋梁本身的地基，適當(dāng)修復(fù)橋面的伸縮裂縫，修繕和保養(yǎng)已風(fēng)化損壞的護欄，從根本上解決橋梁受到進一步惡化的狀況。

（2）從橋梁建筑結(jié)構(gòu)的承載能力分析。結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定是影響古代橋梁受損程度的重要因素之一，比如說地基土層不均勻沉降，基礎(chǔ)不牢固，橋墩不扎實等。一般來說，橋梁所受的荷載都是通過基礎(chǔ)然后傳給地基使之成為最終支撐。由于土壤有應(yīng)力擴散作用，不同的土壤深度所產(chǎn)生的應(yīng)力也會不同。在同一深度情況下，上部荷載作用處應(yīng)力最大，并往四周擴散應(yīng)力，即使地基環(huán)境、分布非常理想，最終因所受應(yīng)力不均勻，從而導(dǎo)致建筑下部的地基發(fā)生不同程度沉降，引發(fā)建筑產(chǎn)生開裂甚至破壞的問題。

古橋的基礎(chǔ)受到破壞會影響到橋梁本身的結(jié)構(gòu)。由于河流的變遷，洪水的沖刷，河床土和質(zhì)地不好等因素，難免會讓部分古橋的基礎(chǔ)沖空，從而出現(xiàn)吊腳，下沉和傾斜等現(xiàn)象。如果不進行一定的維護，會導(dǎo)致古橋的整體傾斜，斷裂，更嚴(yán)重的可以引起整座橋梁倒塌。

因此，定期對古橋進行鑒定與考察，收集資料，統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù)，掌控其實際的健康狀況是十分必要的。在這方面，有關(guān)橋梁的鑒定必須落到實處，了解古橋本身的結(jié)構(gòu)分布和相關(guān)的力學(xué)性能，做好相關(guān)的養(yǎng)護。此外，在橋梁周邊設(shè)計警告語，避免超載的車輛破壞橋梁本身的承載能力，延長其使用壽命。

（3）從人為因素分析。隨著社會的發(fā)展，古橋被很多不合理的建筑設(shè)施所損壞。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多古橋存在很多違章搭建的現(xiàn)象，包括在古橋周圍搭接電線、給排水管線等，以及一些違章建筑影響古橋外部美觀又破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)。由于有些古橋位于生活區(qū)，橋頭位置成為人們垃圾的傾倒場地，嚴(yán)重影響古橋的壞境。

國家對古橋文化的重視與投資也是維護古橋的重要途徑之一。政府應(yīng)該考慮古橋周邊的過度商業(yè)化的問題，合理地引導(dǎo)商家，防止人們不理智的開發(fā)與建設(shè)，避免出現(xiàn)一些破環(huán)古橋周邊環(huán)境的行為，并應(yīng)該承擔(dān)起保護古橋的責(zé)任與義務(wù)。同時，政府應(yīng)提高居民保護古橋的意識，養(yǎng)成保護建筑文化的使命。

（二）初期模擬古橋修復(fù)的工藝

在貴州太平古橋修復(fù)工程中，為使修復(fù)后的古橋能“修舊如舊”，橋梁的上部結(jié)構(gòu)要按其自身石材進行復(fù)原。在此過程中，應(yīng)該充分考慮橋梁本身的承載力和抗震能力。

工藝的流程：河流的干涸期進行搭建腳手架→牢固的支?！雌錁蛟臼瘔K堆砌設(shè)計進行修復(fù)→待其修復(fù)完成，受力穩(wěn)定后→拆卸其腳手架→緊接著對其橋面進行復(fù)原性修復(fù)。

最后，按文物管理部門的要求，對其橋拱進行修補，在橋墩處澆筑水下鋼筋混泥土加固圈梁、壓漿封填墩身內(nèi)部砌塊，使橋梁恢復(fù)其原來的穩(wěn)定性。

（三）總結(jié)

橋梁的外觀也會因受力不均勻，即地基不均勻沉降所引起的結(jié)構(gòu)變形，從而影響到橋上華夏民族特有的形體圖騰，以及中國傳統(tǒng)建筑文化特有的藝術(shù)風(fēng)格。那么在加固古橋的結(jié)構(gòu)及地基時，古橋的文化特質(zhì)也是必然要考慮的因素。

古橋不僅對周邊環(huán)境的點綴作用，其橋梁的曲面還能有一種詩情畫意般的風(fēng)景圖，在某些道路上更能融合與自然，增加了建筑周邊環(huán)境的美感。所以，修復(fù)古橋符合華夏古人的審美情趣，具有其實在的意義。

結(jié)語：

我國橋梁的歷史悠久，是先輩留下的珍貴建筑文化遺產(chǎn)，保護好這些文物是我們的責(zé)任。此外，古代先進的造橋技術(shù)和造橋經(jīng)驗，對于現(xiàn)代的橋梁建設(shè)具有相當(dāng)?shù)慕梃b作用。所以，研究古橋文化與修復(fù)是一項十分有意義的項目，可以讓更多人了解到古橋中蘊含的價值。

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