達坂城木拱橋特征及保護加固措施探索

艾斯卡爾.模拉克，愛資哈爾.艾斯卡爾，提力瓦力迪.斯拉依

（1. 新疆大學建筑工程學院，新疆 烏魯木齊 830047；2. 新疆大學電氣工程學院，新疆 烏魯木齊 830047）

在人類文明的發展史中，橋梁占有重要一頁。從實物證據看，拱是橋梁最主要的結構形式，最早出現在古埃及[1]。中國拱橋在世界橋梁發展史中占有重要地位，如建于1454年的葉樹陽橋，曾是中國歷史上最長的木拱橋之一，趙州橋是石拱橋代表之作[2]。從大量的文獻調查中得知，木拱橋留存數量在逐年減少，主要原因有洪水、龍卷風等自然因素，以及人為失火、改變交通功能、拆建等人為因素。除此之外，還有木材、石材隨著鋼鐵和混凝土的推廣使用，逐步被替代，缺乏保護意識也是重要原因之一。

隨著橋梁工程領域相關研究的不斷深入，對木拱橋研究的視點多以橋梁歷史、社會作用、文化價值等為主，缺乏對木拱橋結構、設計水平、施工技術和保護措施的調查，更談不上基于橋梁結構學的深入研究[3-4]。

2007年6月，達坂城木拱橋被新疆維吾爾自治區人民政府公布為自治區級文物保護單位。2015年，筆者組織項目組人員對達坂城木拱橋進行現狀勘察，立足于現有研究文獻、現狀調查，綜合梳理。文章以達坂城木拱橋作為研究對象，從該橋的結構特征及特殊地理位置出發，對其主要特征進行分析總結并提出保護加固措施的方案。希望能為新疆公路橋梁的記錄與保護作出更為全面的研究。

1 達坂城木拱橋概況

1.1 地理位置

達坂城木拱橋位于烏魯木齊市達坂城區達坂城鎮八家戶村南2 km后溝溝口的白楊河上，始建于1939年，1940年竣工使用[5]。達坂城木拱橋，臨著山根，呈東西走向，橫跨于白楊河之上。橋東為312老國道，橋西連霍高速（原吐-烏-大高等級公路），橋南是穿越天山通往吐魯番的白楊溝河峽谷（后溝），又稱“白水澗道”，橋北是開闊的谷地（圖1）。

1.2 價值評估

達坂城作為古今進出迪化（現烏魯木齊）的交通要道，地理位置極其特殊。達坂城木拱橋作為國際援華物資運輸的必經之路，具有歷史和現實價值。該橋由前蘇聯專家組織設計施工，當地居民均稱其“華橋”，有人認為這得名于蘇聯在抗日戰爭時期“援華”之意。這座橋在抗日戰爭中發揮了重要溝通功能，是中俄友誼關系的見證者。

達坂城木拱橋結構穩定，橋墩堅固，木拱規整，排架無缺，保存較完好，對于研究早期橋梁技術具有一定的科學價值，也可作為新疆公路橋梁史研究的重要實物。對達坂城木拱橋進行進一步保護和合理利用，對進行愛國主義教育有一定積極作用。

2 達坂城木拱橋特征

達坂城木拱橋，全長28.5 m，跨度近18.5 m，寬7 m，載重10 t。該橋構造甚是精美，巧妙地利用了當地地形，橋東由石砌的橋臺支撐，坐落在巖石上，而橋西則直接搭著相鄰山崖，兩岸以巖石做橋基，下部利用巖石為基礎，與緊挨的連霍高速呈“T”字形。

該橋建橋特點是木料處理，前蘇聯盛產木材，木橋技術較發達，單用原木架橋很難達到較大的跨度，而該木拱橋發展了木桁架橋、釘板梁橋、膠板梁橋等橋型特點，這種技術極少見。此橋木料選用云杉，木板烘干后，再全用燒熱的清油浸泡，彎成一定弧度，每層木板錯開連接，8層板摞起來，用鐵釘釘結，再用U型鐵（圓鐵）箍結在一起。而5條拱肋由支架架起，5道拱形支撐如彩虹，下方木支架呈八叉形交錯，橋面鋪著圓木，橫向還有木撐連接。當時施工時全憑人力，先在平地上將這些木拱肋制作好，再分別懸架到兩端橋臺上。達坂城木拱橋，橋本身設計結構合理，橋面適當外延，為橋下支架起到阻礙雨雪水的功效，加上橋臺穩固、科學的木料處理等諸多因素，施工嚴格按照設計進行，通車后養護工作保證了橋身完好（圖2）。

3 達坂城木拱橋現狀

1978年新橋建成后，達坂城木拱橋被廢棄，后停用。由于各種因素，達坂城木拱橋在早期運營和后期閑置的過程中出現了殘損。1996年7月19日的特大洪水將木拱橋東端路基截斷，橋面懸空。1998年，為使連霍高速公路通車，木拱橋西端處的山崖石壁被炸開[6]，大量碎石土方堆積橋面及橋臺邊，改變了文物原有環境狀況，但未影響到橋體整體性。

由于環境、材料、荷載減少等因素，達坂城木拱橋出現了各式各樣的病害，主要有橋面梁、墊板槽朽，灰土層、瀝青砂石層碎裂、沖蝕、缺失；防護欄立柱歪閃、缺失，護欄及扶手已完全破損丟失；拱肋油飾脫落、箍筋缺失、局部木材槽朽；臺身木支架油飾脫落、錨桿缺失、局部木材槽朽；西側橋臺砌在巖體上保存一般，橋臺與橋基連接處存在水蝕，沖空現象，外加山體巖石墜落撞擊路基、護坡對橋臺也產生一定影響；東側橋臺砌在巖體上保存較差，橋臺與橋基連接處水蝕，沖空現象嚴重，外加沒有路基、護坡保護，橋臺穩定性和抗水蝕、抗水沖性能降低；橋基完全依托天然山脈巖體堅實可靠，未發現沉降、移位。

達坂城木拱橋保存狀況較差，橋上欄桿扶手無存，北側現存有8根豎桿，南側有7根豎桿。拱肋8根鐵箍被拆，橋面東段由于路基被毀而向下傾斜。一些木構件表面已朽，橋面東段北側泊油路面無存，露出木構件。木橋部分鐵箍被盜，橋面扶手被人為損壞。

目前，達坂城木拱橋為閑置狀態，東側路基沖斷。據現場勘察、測量、計算分析，達坂城木拱橋水平推力較低，橋體穩定性好，橋臺未出現水平位移，拱頂下沉不明顯，拱軸線變形不明顯。在恒載（活載僅為自然風吹、雨淋、雪荷載）作用下，由于達坂城木拱橋結構設計合理、施工嚴謹，拱肋與拱波結合面處的環縫，波頂處的縱縫，拱肋的徑向縫，拱腳截面、拱背徑向縫均屬木材自然風干變化。歷史保存現狀記錄詳見表1。

表1 歷年修繕記錄

通過對該橋進行現場勘察、測量、成因分析發現，西側橋臺保存狀況一般，橋臺與橋基連接處存在水蝕，沖空現象，山體巖石墜落撞擊路基和護坡。東側橋臺和路基保存較差，沖空現象嚴重。橋基完全依托天然山脈巖體堅實可靠，未發現明顯沉降。臺身木支架油飾脫落、錨桿缺失、局部木材槽朽，部分鐵箍被拆。橋面梁、墊板槽朽，灰土層、瀝青砂石層碎裂、沖蝕、缺失，橋面東段路面無存，露出木構架，向下傾斜。橋上防護欄立柱歪閃、缺失，護欄及扶手已完全破損丟失（圖3）。

4 搶險加固及保護措施

本次設計嚴格依照古跡修復技術規范與質量要求[7]，依照“保護為主、搶救第一、合理利用、加強管理”方針，保證達坂城木拱橋加固前后歷史文脈的“延續性”和“真實性”。對達坂城木拱橋進行搶險加固工程保護設計，主要采用措施如下：

(1)為防止達坂城木拱橋東側橋面、梁架損壞程度加重，對達坂城木拱橋東側、西側橋臺與橋基連接處采取加固措施（圖4）。

(2)修建橋臺圍堰，以防止河水沖蝕造成文物本體損傷（圖5）。

(3)恢復拱肋鐵箍、墊木，剔補復原梁架，增加必要加固結構，修補損壞構件，添配缺失部分等，使其恢復結構的穩定狀態（圖6）。

(4)橋面采用3種展示橋面做法，分別為局部恢復1940年時木板橋面，恢復1965年時瀝青橋面，局部裸露展示橋面做法，局部保留原有橋面的裂縫采用瀝青滿灌勾縫處理（圖7）。

(5)恢復防護欄立柱、護欄、扶手，東側橋面梁架支護；清除橋面西側的土石方、碎石，臺身木支架之間的樹枝雜物，有損景觀的雜物；制止可能影響達坂城木拱橋安全的生產及社會活動。

(6)東西兩側橋臺處修建水位標準線，為后期便于觀測水位使用。

(7)環境治理主要工作有修建河道護欄、護坡、參觀道路、護欄和停車場，營造為公眾服務及保障安全的設施和綠化，修繕后的達坂城木拱橋現狀（圖8）。

5 結束語

達坂城木拱橋以技術精湛、構造獨特、工藝細膩而聞名中外，是在新疆現存唯一一座木拱橋。它凝聚了工匠們的勞動創造精神，是歷史的積淀，極具學術研究價值。文章通過對木拱橋進行現場勘查，分析建橋特征，針對文物病害提出搶救性的修繕保護、環境整治措施，消除病害和隱患，使文物處于健康狀態，為繼承人類共有遺產做出努力。