古橋建筑文化與修復研究

文/姚良達、肖治權、余鴻圖、李志豪 廣東白云學院 廣東廣州 510450

古橋建筑文化與修復研究

文/姚良達、肖治權、余鴻圖、李志豪 廣東白云學院 廣東廣州 510450

古橋作為古代工程的實體，既是寶貴的遺產也是不可再生的歷史資源。經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研究。

古橋結構；橋梁類型；文化與修復

中國的歷史文化悠久，博大精深，在各個領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，其建筑技術精湛，西方各國也曾經借鑒本國的先進造橋技術，沿用中國的索橋，梁橋，拱橋等橋梁結構，制造相應的橋梁。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，還可以繼承古代優越的橋梁制造技術和工藝，為現代的橋梁建設提供必要的基礎。

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。古橋所用的結構及材料，能影響到其延續的壽命。這種結構不穩定的古橋，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，將會影響古橋的壽命。那么，古橋的背景對于其修復研究與文化的傳承有著重要的意義。

2、現今古橋保護現狀的重難點

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

另一方面，隨著當今時代交通的改革變遷，河流改道，許多古橋已經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的研究，對于現代農村城市化的迅速發展，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涵。古橋建筑文化與修復是對古代文化的一種延續，還能保持并傳承古橋先進的建筑設計技術和設計理念，從而激發設計者的想象力和創造力，讓設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計理念與現代先進科學設計理念的有機融合，增強古橋的實用性和藝術性，保持獨特的建筑文化，并且給現代設計師提供一個學習深造的平臺。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，有利于改善現階段建筑領域的建筑理念。

古橋建筑體現出一種人文藝術價值。在如今科學技術的發展中，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。為了展現當代人的風土人情和風俗習慣，建筑師會通過各種藝術手段來美化橋梁，使橋梁充滿著神秘感與藝術感。在我國古代橋梁的建筑史中，造橋的藝術在追求中不斷地發展，并且結合先進的造橋技術，在相當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、科學價值和藝術價值。古橋優越的結構性和穩定性等方面能運用到當代實際的橋梁建筑物中，值得現代橋梁工程師學習與借鑒。

4、古橋的結構類型

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，當時建造橋梁的技藝在世界屬于領先水平。

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。浮橋的結構形式大致有兩種：一種傳統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，或將舟體緊密排列成帶式。浮橋可以應用于人行、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構的橋梁。其上部結構在鉛垂向荷載作用下，支點只產生豎向反力，因制造和架設均甚方便，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構，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柱，并且有跨度穩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構的橋。拱形橋受壓時會傳遞給相緊貼的區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、平原和水網地區，至今仍存在各種風采的石拱橋。

5、對于古橋修復方案的假設

巖土的“逆向”性質，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，導致部分區域的巖土抬升。

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，需對工程現場情況進行詳細勘察，結合當地市政勘察設計院提供的《關于某區域的工程地質勘察報告》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。假設研究出可使已沉降的地基，重回到起始高度的技術，如添加某條件（化學品、物理狀態的存在狀態條件）使其“膨脹回”原始高程。若存在該假設，自然土不需經過人工壓實，使其土層就可以變得如巖石堅硬，可以達到恢復古橋原貌，堅持“修舊如舊”的原則。

從《巖土力學中的不可逆問題與不可逆熱力學》該篇論文的結論，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，那么采用最穩妥的方法是在修復之前，處理好地基問題上，對古橋進行修復性重建。

既然“不可逆”，那么只能從古橋側旁添加天然泥土壓實，為地基加固。

6、古橋修復的探討

（一）導致古橋受損的因素

古橋的歷史價值，文化價值，科學價值對于現代建筑方面的研究是十分重要的。關于古橋的修復與保護，可以結合現代的一些建筑施工技術，參考以下幾點原因與建議。

（1）從其材質因素分析。現存大多數古橋的材質多為武康石、青石或花崗石，花崗石較為堅硬，最不易風化，但當石質內部存在膠結物時，時脹時縮反復作用，使得石質容易風化。且古橋處于室外，易受到外部環境影響，比如產生結構性裂縫、橋面臺階損壞等，嚴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境的影響，作為古橋主要受力結構的主框梁，極易出現開裂、缺損，加上地基的不均勻沉降、船只撞擊等原因，非常容易產生這種結構性裂縫，甚至出現主框梁砌石脫落等現象。

因此，修復古橋應該要融現代與歷史于一體，繼承并結合現代工藝，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該富有創新的建筑理念。同時，結合古橋本身的設計要求和承載結構，通過加固橋梁本身的地基，適當修復橋面的伸縮裂縫，修繕和保養已風化損壞的護欄，從根本上解決橋梁受到進一步惡化的狀況。

（2）從橋梁建筑結構的承載能力分析。結構不穩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然后傳給地基使之成為最終支撐。由于土壤有應力擴散作用，不同的土壤深度所產生的應力也會不同。在同一深度情況下，上部荷載作用處應力最大，并往四周擴散應力，即使地基環境、分布非常理想，最終因所受應力不均勻，從而導致建筑下部的地基發生不同程度沉降，引發建筑產生開裂甚至破壞的問題。

古橋的基礎受到破壞會影響到橋梁本身的結構。由于河流的變遷，洪水的沖刷，河床土和質地不好等因素，難免會讓部分古橋的基礎沖空，從而出現吊腳，下沉和傾斜等現象。如果不進行一定的維護，會導致古橋的整體傾斜，斷裂，更嚴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，統計相關數據，掌控其實際的健康狀況是十分必要的。在這方面，有關橋梁的鑒定必須落到實處，了解古橋本身的結構分布和相關的力學性能，做好相關的養護。此外，在橋梁周邊設計警告語，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。隨著社會的發展，古橋被很多不合理的建筑設施所損壞。根據調查發現，許多古橋存在很多違章搭建的現象，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部結構。由于有些古橋位于生活區，橋頭位置成為人們垃圾的傾倒場地，嚴重影響古橋的壞境。

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。政府應該考慮古橋周邊的過度商業化的問題，合理地引導商家，防止人們不理智的開發與建設，避免出現一些破環古橋周邊環境的行為，并應該承擔起保護古橋的責任與義務。同時，政府應提高居民保護古橋的意識，養成保護建筑文化的使命。

（二）初期模擬古橋修復的工藝

在貴州太平古橋修復工程中，為使修復后的古橋能“修舊如舊”，橋梁的上部結構要按其自身石材進行復原。在此過程中，應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→牢固的支模→按其橋原本石塊堆砌設計進行修復→待其修復完成，受力穩定后→拆卸其腳手架→緊接著對其橋面進行復原性修復。

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、壓漿封填墩身內部砌塊，使橋梁恢復其原來的穩定性。

（三）總結

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構變形，從而影響到橋上華夏民族特有的形體圖騰，以及中國傳統建筑文化特有的藝術風格。那么在加固古橋的結構及地基時，古橋的文化特質也是必然要考慮的因素。

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