寧波地區(qū)古代石拱橋病害與保護(hù)探析

陳丹華 （余姚市文物保護(hù)管理所，浙江 余姚 315400）

目前寧波所轄縣（市）區(qū)中，尚存不同時(shí)期不同類型的具有一定價(jià)值的古石拱橋100余座，其中公布為各級(jí)文保單位或文保點(diǎn)的有50余座，以海曙、余姚、鄞州居多。寧波古石拱橋多為明、清建造，每一座橋梁都有其獨(dú)特歷史意義和文化底蘊(yùn)，是歷史留下的一筆寶貴的文化遺產(chǎn)。這些橋大多歷經(jīng)數(shù)百年，許多石材開始風(fēng)化剝落，出現(xiàn)開裂、局部破損。因此，古石拱橋的保護(hù)工作刻不容緩。文中分析了寧波現(xiàn)存古石拱橋的基本類型與主要特點(diǎn)，并以山區(qū)單拱石拱橋白云橋和平原地區(qū)三拱石拱橋通濟(jì)橋?yàn)槔霈F(xiàn)狀與病害分析，針對(duì)病害提供了幾種可能的保護(hù)措施。

1 寧波地區(qū)古石拱橋基本類型

1.1 單孔石拱橋

單孔石拱橋，俗稱“洞橋”，是寧波地區(qū)石拱橋中數(shù)量最豐富的一種形式，比例占九成以上。有卵石、不規(guī)則塊石堆砌而成的亂石單拱石橋，也有條石、較規(guī)則塊石砌筑的單拱石橋。

亂石單拱石橋一般存在于山區(qū)的溪流上。究其原因山區(qū)部分流域?qū)挾炔淮螅瑔喂皹蜃阋樱貏e是四明山山區(qū)，暴雨季節(jié)流水湍急，單拱石橋中間無(wú)橋墩，可避免水流沖擊中間橋墩。而且就地取材，節(jié)省成本，利用山谷巖基作為橋基，用溪水中的卵石、山里的塊石堆砌。不僅如此，溪中的亂石不易風(fēng)化，相對(duì)山石更加堅(jiān)固。具有代表性的是寧海縣省級(jí)文保單位萬(wàn)年橋，該橋建造于清乾隆25年（1760），南北向橫跨于大松溪上，其基于天然巖層上，形如半月。橋全長(zhǎng)34m，橋面凈寬4.8m，矢高10m，凈跨18m。據(jù)縣寧海縣《交通志》記載，萬(wàn)年橋?yàn)閷幒？h跨徑最大，全省第二的單孔卵石拱橋。

條石、較規(guī)則塊石的單石拱橋一般造于平原地區(qū)的小溪小河上，而且河中常通行小型船只。條石的單拱石橋規(guī)格比一般的亂石拱橋高些，一般都設(shè)有望柱、抱鼓石、石獅、欄板、楹聯(lián)等石鋪工藝，冠有橋名。一般砌置方式有并列砌置，如寧海縣的惠德橋；橫聯(lián)砌置，如海曙區(qū)的高橋；框式橫聯(lián)砌置，如寧波海曙區(qū)的新橋；肋式結(jié)構(gòu)砌置，如寧海縣的宏濟(jì)橋；橫聯(lián)并列砌置,如余姚的白云橋。最具代表的寧海縣宏濟(jì)橋是肋拱系梁?jiǎn)慰资皹颍L(zhǎng)10m，拱跨4.8m，橋面寬2.1m、高2m，拱券構(gòu)造采用中國(guó)古代傳統(tǒng)的木構(gòu)架榫卯法。肋拱系梁的結(jié)構(gòu)是將橋面荷載力分散到各段肋拱上，把力學(xué)原理巧妙地融入橋梁建筑工藝中，這種做法在寧波地區(qū)尚屬首例。

1.2 雙孔石拱橋

因河中央水流量、流速相對(duì)較大，而雙孔拱橋中間橋墩正好位于河流中間，增加了不穩(wěn)定因素，因此雙拱較少采用。在當(dāng)時(shí)拱橋的技術(shù)已然成熟，分析建造雙拱的原因可能有以下幾點(diǎn)：首先，是跨度，雙拱橋河道的跨度建造單孔較困難，更考驗(yàn)技術(shù)，雙孔會(huì)更簡(jiǎn)單易操作；其次，當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)還不繁盛，雙拱橋多出現(xiàn)于鄉(xiāng)村河道，過(guò)船量有限，而且當(dāng)時(shí)寧波內(nèi)河船只都較小，通航?jīng)]有那么高的要求；最后，可能是出于建造人的形式選擇和偏好。

雙孔石拱橋在寧波地區(qū)屈指可數(shù)，文保單位中除惠明橋外，還有一處位于今海曙區(qū)境內(nèi)的萬(wàn)安橋。據(jù)《鄞縣通志》記載，萬(wàn)安橋始建于宋，歷代重修，現(xiàn)為清代重建。此橋面長(zhǎng)9.45m，寬4.5m，兩頭各有15級(jí)低平的臺(tái)階，橋總長(zhǎng)19.45m。橋面之上建有橋屋3楹，兩側(cè)設(shè)木柵欄。

1.3 多孔石拱橋

寧波地區(qū)的多孔石孔橋是中國(guó)南方薄墩薄拱石拱橋的典型表現(xiàn)。多拱橋多位于水網(wǎng)貫通，水位較穩(wěn)定的江河，交通運(yùn)輸依靠船只，陸上無(wú)車運(yùn)，承受的荷載較小，所以多做成薄墩薄拱形式，且運(yùn)輸船只較多，所以拱高聳以便通航需要。

寧波地區(qū)所剩多孔拱橋?yàn)閿?shù)不多，拱數(shù)也只有三孔、五孔，文保單位、文保點(diǎn)中有北侖長(zhǎng)山橋(三孔)、慈溪七星橋(三孔)、鄞州定橋（三孔）、象山歐陽(yáng)橋(三孔)、、奉化居敬橋(三孔)、奉化福星橋(五孔)、余姚通濟(jì)橋(三孔)、余姚季衛(wèi)橋(五孔)。

2 寧波地區(qū)石拱橋的病害分析

經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)查寧波多座古石拱橋，發(fā)現(xiàn)每座石拱橋存在不同程度的殘損病害。由于石拱橋所處的地理環(huán)境、建造時(shí)代、建造的技術(shù)水平等大致相仿，導(dǎo)致病害具有很大程度的相似性，因此，本文以山區(qū)單拱石拱橋余姚白云橋和平原地區(qū)三拱石拱橋余姚通濟(jì)橋?yàn)槔M(jìn)行現(xiàn)狀與病害分析。

2.1 山區(qū)石拱橋病害分析

山區(qū)石拱橋代表有浙江省級(jí)文保單位白云橋，該橋自清光緒十六年（1890）重建至今，位于四明山區(qū)鹿亭鄉(xiāng)的曉鹿大溪上，橋身規(guī)格約為160cm×40cm左右的長(zhǎng)條石錯(cuò)縫砌疊而成，全長(zhǎng)29.87m，橋面寬3.8m。橋臺(tái)建于兩側(cè)石崖之上，高1.1m，橋孔凈跨12.8m。

白云橋現(xiàn)狀。全橋存在滲水、白化、青苔現(xiàn)象，曲面拱板較為嚴(yán)重，兩側(cè)橋臺(tái)上側(cè)拱圈均有破損，石踏步板南北兩側(cè)均存在開裂，部分臺(tái)階存在開裂、破損現(xiàn)象，端平臺(tái)石板開裂1處。有立柱破損3處，獅頭缺失1處，立柱頂開裂1處。西側(cè)龍頭石1處裂縫。東側(cè)山花墻靠近0#臺(tái)處有1處塊石偏位，應(yīng)為拱上填料擠壓所致。拱上填料有輕微沉陷，北側(cè)尤為明顯，導(dǎo)致北側(cè)臺(tái)階順橋向傾斜。

圖1 白云橋東立面圖病害圖

白云橋病害分析。首先，白云橋歷經(jīng)幾百年的風(fēng)吹日曬，并經(jīng)巖石周期性膨脹收縮，導(dǎo)致橋背輕微沉陷，北側(cè)踏步板順橋向傾斜，平整度變差。其次，橋面未設(shè)置排水系統(tǒng)，不能及時(shí)將雨水排出，雨水順著橋面塊石間縫隙滲入拱上填料中。同時(shí)植被茂盛、根系發(fā)達(dá)、不斷吸收水份，延長(zhǎng)了水份在拱上填料中的時(shí)間。植被根系順著塊石間縫隙不斷生長(zhǎng)，使縫隙擴(kuò)大，導(dǎo)致拱上填料出現(xiàn)沉陷，拱圈嚴(yán)重滲水，致使內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫；白云橋采用重力式橋墩結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)受沖刷程度較小，墩臺(tái)滑動(dòng)、下沉情況均不明顯。

2.2 平原地區(qū)石拱橋的病害分析

平原地區(qū)代表全國(guó)重點(diǎn)文保單位余姚通濟(jì)橋。余姚通濟(jì)橋自清雍正年間重建至今，系陡拱式三孔二墩石橋。從橋身連同南北橋堍共長(zhǎng)43.39m，橋面中心寬5.61m，南北兩端寬6.43m。主孔凈跨14.2m，拱矢高度8.40m；北孔凈跨8.70m，拱矢高度4.95m；南孔凈跨7.60m，拱矢高度4.90m，南北兩洞下各筑有纖道。

余姚通濟(jì)橋現(xiàn)狀。

①基礎(chǔ)存在不均勻沉降。根據(jù)1988年水下調(diào)查報(bào)告，北橋臺(tái)基礎(chǔ)東側(cè)下沉約200mm，北橋墩低于南橋墩約200mm，水面下橋墩分水尖多處被撞斷掉落江底或被撞移位；

②拱圈殘損。中孔頂部三處鎖石中部斷裂，兩側(cè)小孔兩處鎖石端部破損，北側(cè)小孔1處護(hù)拱石與山花墻脫空約50mm～100mm，拱板出現(xiàn)裂隙，拱圈滲水、表面鈣化物、青苔、污垢附著；

③橋面、橋欄殘損。橋欄底龍頭石斷裂，龍頭石與條石踏步拉脫，多處望柱與欄板拉脫，欄板斷裂或出現(xiàn)裂隙，橋兩側(cè)植被根系已通過(guò)石材間的縫隙侵入古橋內(nèi)部，部分根系較發(fā)達(dá)。

圖2 余姚通濟(jì)橋東立面病害圖

余姚通濟(jì)橋的病害成因分析。

橋面未設(shè)排水系統(tǒng)，雨水順著橋面塊石間縫隙滲入拱上填料中，又由于植被茂盛、根系發(fā)達(dá)，使得縫隙擴(kuò)大從而導(dǎo)致橋面滲水；由于大氣不同程度的污染物溶蝕石板導(dǎo)致拱板滲水處白化、黑垢；護(hù)欄石、護(hù)欄立柱長(zhǎng)期裸露在空氣中，歷經(jīng)風(fēng)吹日曬，又因?yàn)閹r石周期性膨脹收縮，使石材內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，雙向?qū)е铝芽p產(chǎn)生；北側(cè)橋臺(tái)不均勻沉降及橋梁頂部受到較大荷載，導(dǎo)致第一孔、第二孔跨中位置的鎖石產(chǎn)生較大側(cè)向剪力；不均勻沉降又使拱橋北部?jī)蓚?cè)山花墻開裂。下部結(jié)構(gòu)存在不均勻沉降，且下部結(jié)構(gòu)為重力式墩臺(tái)基礎(chǔ)，主要病害是由于外力撞擊導(dǎo)致橋臺(tái)位置拱板與鎖石連接處破損。

綜上，對(duì)寧波石拱橋的病害總結(jié)如下。植被、生物侵襲；護(hù)攔板存在裂縫；橋面部分構(gòu)件缺失；拱板存在不同程度的白化、黑垢、風(fēng)化、破損；拱上填料出現(xiàn)深陷；橋臺(tái)由于雨水沖刷等因素導(dǎo)致條石間灰漿流失，整體性差；由于下部結(jié)構(gòu)變形導(dǎo)致的拱圈不同程度的位移、開裂；條石開裂、卵石局部掉落，兩側(cè)山墻開裂等。

3 古石拱橋保護(hù)初探

古石拱橋病害有各種因素，這些因素中的一類或者幾類共同作用，導(dǎo)致殘損的發(fā)生和發(fā)展，所以出現(xiàn)殘損不可避免。針對(duì)上述病害以及學(xué)習(xí)其他地區(qū)的實(shí)例，對(duì)古石拱橋保護(hù)措施進(jìn)行初探。

3.1 針對(duì)植被、生物侵襲的措施

古石拱橋常年露天，且存在時(shí)間較長(zhǎng)，周圍植物的生長(zhǎng)是普遍存在的現(xiàn)象，其在一定程度上反映了本身久遠(yuǎn)的歷史，一般不清洗，但當(dāng)植物對(duì)石材造成危害，影響后續(xù)的維修保護(hù)工作時(shí)，就要對(duì)古橋進(jìn)行清洗。主要目的是去除有害石材的物質(zhì)，打開石材孔隙，恢復(fù)石材原樣。

余姚通濟(jì)橋表面植物茂盛，根系已深入石縫，亟需對(duì)此進(jìn)行處理。建議對(duì)于較粗壯的樹木類，先除去外部樹枝，后對(duì)根系噴灑適量藥水，一般可選用百草枯，待根系腐爛后填縫至密實(shí)。對(duì)于一般的爬藤植物，借助小鏟去除根系，去除的時(shí)候要小心，避免用力過(guò)大傷害石材。若清理過(guò)程中原有條石松動(dòng)，則進(jìn)行歸安，用糯米石灰漿填縫至密實(shí)。用毛刷去掉古石拱橋表面苔蘚等植物。在表面雜草清除之后，再考慮采取進(jìn)一步清洗。清洗方法的采用必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)局部試驗(yàn)，待認(rèn)可后才能全面應(yīng)用。之后要定期對(duì)表面植物進(jìn)行清理，避免根系深入石縫。白云橋表面的植物相對(duì)通濟(jì)橋而言較少，但也需要對(duì)此進(jìn)行處理。

3.2 針對(duì)白化、風(fēng)化問(wèn)題的措施

風(fēng)化、白化造成石材強(qiáng)度降低，導(dǎo)致石拱橋的承載能力減弱，造成的原因主要是水，所以做好防水是保護(hù)石材的重要手段。最簡(jiǎn)單的辦法是將防水材料直接涂在石材表面，但是實(shí)踐表明這種效果不理想，另外由于涂層的壽命有限，若局部涂層破壞，水、腐蝕物都進(jìn)入而且不易出來(lái)，反而對(duì)石材造成損害。余姚通濟(jì)橋與白云橋都存在白化、風(fēng)化等問(wèn)題，對(duì)此，建議先清理石材表面、填充裂縫使得表面較堅(jiān)固而干凈，之后做整體的具有可逆性的防護(hù)處理，將防護(hù)劑滲透到石材內(nèi)部。常用的防護(hù)材料有丙烯酸酯、環(huán)氧類樹脂，一些無(wú)機(jī)材料，如堿土金屬的氫氧化物等。

3.3 石拱橋結(jié)構(gòu)加固

由于自身質(zhì)量、時(shí)間推移及長(zhǎng)年的河水沖刷等原因，導(dǎo)致橋基有不均勻沉降。通過(guò)多次監(jiān)測(cè)，變化不顯著的，建議先不進(jìn)行處理，但是要建立長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)沉降變化明顯的，要采取加固措施。常見的加固方法有高壓旋噴樁加固技術(shù)、擴(kuò)大基礎(chǔ)加固技術(shù)、增補(bǔ)樁基加固技術(shù)、鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固法等技術(shù)。余姚通濟(jì)橋和白云橋的基礎(chǔ)沉降不明顯，故建議先對(duì)兩座橋建立長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，之后定期觀察變化數(shù)據(jù)做出對(duì)應(yīng)措施。

針對(duì)拱圈開裂變形的加固。對(duì)于較規(guī)則塊石砌筑的石拱橋，輕微變形的，建議保持現(xiàn)狀，對(duì)破損部位進(jìn)行加固，勾縫處理，必要時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)于亂石拱橋，當(dāng)出現(xiàn)零星塊石掉落，則進(jìn)行粘結(jié)加固。變形稍大的，可采取以下方法，若下部結(jié)構(gòu)沒(méi)有病害，且橋下凈水和泄水面積容許部分縮小時(shí)，在原拱圈后架設(shè)鋼結(jié)構(gòu)支撐體系。另外，還可對(duì)拱圈進(jìn)行灌漿加固，對(duì)較規(guī)則塊石砌筑的破損部位進(jìn)行加固，在拱圈上部交叉鉆孔，植入錨桿，對(duì)拱背填料進(jìn)行灌漿加固。變形拱圈不建議落架解體，雖然能夠把變形糾正，但是對(duì)文物本體干預(yù)較大。

3.4 加強(qiáng)對(duì)石拱橋的巡查、監(jiān)測(cè)、管理

提高對(duì)古橋日常巡查、養(yǎng)護(hù)的認(rèn)識(shí)。安排專人負(fù)責(zé)，業(yè)余文保員、文物安全管理部門定期巡查。在每年的年度養(yǎng)護(hù)工作計(jì)劃中安排古橋養(yǎng)護(hù)維修經(jīng)費(fèi)。對(duì)一些重要的、存在隱患的古橋進(jìn)行定期的監(jiān)測(cè)，例如對(duì)通濟(jì)橋進(jìn)行專業(yè)結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測(cè)，對(duì)白云橋進(jìn)行定期安全檢測(cè)。建議做好主要針對(duì)臺(tái)風(fēng)、洪水等突發(fā)性坍塌的應(yīng)急預(yù)案。

4 結(jié)語(yǔ)

每一座古石拱橋都沉淀著悠久的歷史，也是連接多種文化的載體。寧波古石拱橋見證了寧波的歷史，表現(xiàn)出了寧波勞動(dòng)人民的智慧，具有重要的歷史價(jià)值。古石拱橋姿態(tài)優(yōu)美，很多古橋與周邊環(huán)境渾然一體，形成獨(dú)特的景觀，表現(xiàn)出了較高的藝術(shù)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值。古石拱橋由于現(xiàn)實(shí)原因，保護(hù)到達(dá)了關(guān)鍵期。每個(gè)橋的情況不一，要根據(jù)實(shí)際情況按照最低干預(yù)原則，在保證文物本體安全的前提下，最大限度保證文物本體真實(shí)性和完整性，采取合理的加固保護(hù)措施，最大可能地保存古石拱橋的價(jià)值。