石拱橋基本構(gòu)造淺析

摘 要：中國石拱橋歷史悠久，存世較多，全國各地都有一定數(shù)量的有價值的拱橋被公布為不同級別的文物保護(hù)單位。但在基層文物保護(hù)管理實踐工作中，對拱橋基本構(gòu)造的認(rèn)識參差不齊，對拱橋類文物本體的描述比較粗淺和口語化。文章對石拱橋的基本構(gòu)造和建筑工藝做粗淺的探索分析，以期對基層文物保護(hù)工作有所裨益。

關(guān)鍵詞：石拱橋；構(gòu)造工藝；文物保護(hù)單位

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2025.02.034

橋是路的組成部分，是道路跨越深澗、河谷和障礙的重要樞紐，從用圓木搭在河溝兩岸通行的簡單形式，發(fā)展到現(xiàn)在采用新技術(shù)、新材料建成的各種形式的大跨度橋梁，人類走過了橋梁建設(shè)實踐與總結(jié)發(fā)展的道路。在此過程中，最有代表性的就是石拱橋，它是跨越歷史時間最長的一種橋梁類型，凝聚了人類在沒有地質(zhì)勘察能力的情況下對石拱橋的選址、構(gòu)造工藝、建造技術(shù)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、雕刻裝飾等各方面的探索、實踐與總結(jié)，這些經(jīng)驗和智慧是人類文化遺產(chǎn)的重要組成部分。有明確記載的最早的拱橋是《水經(jīng)注》里提到的河南洛陽附近建于282年的旅人橋。

隋大業(yè)元年（605），建造于河北趙縣的趙州橋（圖1），是中國古代石拱橋的杰出代表，是領(lǐng)先世界石拱橋技術(shù)史上的先進(jìn)作品，至今已有1400多年。其一直還在使用中，承載著過往的行人與車輛。因為悠久的歷史、古樸精湛的建造技術(shù)、精美的造型和在當(dāng)?shù)亟煌v史中的重要價值，在全國各地都有一定數(shù)量的石拱橋被公布為不同級別的文物保護(hù)單位，是全國各地文物保護(hù)單位中占比較大的一個類別。然而在基層文物管理的日常工作中，對石拱橋的認(rèn)知處于經(jīng)常能見到但卻知之甚少的狀態(tài)，對拱橋本體的文物描述過于口語化，不利于日常文物管理工作的專業(yè)化開展。茲對石拱橋的基本構(gòu)造做簡單描述，以期對地方文物保護(hù)有所裨益。

1 石拱橋的基本構(gòu)造

石拱橋由下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)、橋面系三個基本部分及附屬設(shè)施組成。下部結(jié)構(gòu)包括基礎(chǔ)、橋墩、橋臺；上部結(jié)構(gòu)指橋跨部分，即橋拱，又稱拱圈；橋面系包括橋面鋪裝（護(hù)拱石、千斤石、橋頭踏步）、防排水系統(tǒng)、橋欄和引橋；附屬設(shè)施包括記載建橋始末的橋碑、供人納涼避雨的橋樓和題寫橋名的牌坊。牌坊和橋樓在構(gòu)造上因地制宜，形式多樣，造型精美（圖2）。

基礎(chǔ)一般都建在水面或地面以下，是支撐橋墩、橋臺的受重構(gòu)件，有橋墩與橋臺處就有基礎(chǔ)，它把拱橋上部傳來的重量穩(wěn)當(dāng)?shù)貍鬏數(shù)降乇怼蚺_位于溝谷、河流的兩岸，橋墩則位于河、溝中，是多孔石拱橋中支承河道中各跨石拱兩端拱腳的，二者都是支承橋梁石拱腳的承重構(gòu)件。單跨拱橋只有兩端橋臺，多跨拱橋既有橋臺也有橋墩。有了堅實的橋臺與橋墩，才能把橋拱自重及拱面所受的荷載可靠地傳遞給基礎(chǔ)，保證橋身的穩(wěn)固和受力。為了減小水流對橋身的沖擊，橋墩向上游一側(cè)的迎水面，多砌成船形尖狀，以分水勢，稱為分水金剛墻。大部分橋墩兩側(cè)都砌成尖狀，有少數(shù)的硚墩也筑成橢圓形，還有極少數(shù)受力設(shè)計不太科學(xué)的四方形（圖3）。

橋拱即橋身是拱橋的主要部分，是車輛、行人通行的承載體，要求弧度適中、橋面平整，方便車輛、行人上下通行。橋欄由地袱、豎立的欄柱和橫向的欄板構(gòu)成。為了裝飾和美觀，又常把欄柱柱頭雕刻成瑞獸和一些幾何形狀，在欄板上也雕刻表示吉祥的龍、鳳等瑞獸形象和祥云、花草圖案。在橋欄端頭的欄柱上通常會安放兩只石獅子：左側(cè)安放雄獅，右前爪下踩圓球（口中也有一個），寓意“威震環(huán)宇”；右側(cè)安放雌獅，左前爪下踩一個石雕的小獅子（口中也有一個），寓意“子嗣繁盛”。在這根欄柱的末端，通常還安裝一塊刻成卷云紋形狀的欄板，稱為抱鼓。其形狀逐漸收分：一是表示橋欄至此結(jié)束；二是裝飾美化（圖4）。

根據(jù)所需跨越障礙的寬度從小到大的改變，石拱橋的孔數(shù)也隨之增多，從單孔、雙孔、三孔、五孔到多孔不等。江蘇寶帶橋多達(dá)53個橋孔。從單孔到多孔，目前絕大多數(shù)是單數(shù)橋孔，少數(shù)為雙數(shù)橋孔。在雙數(shù)橋孔中，以兩孔為多，其余雙數(shù)孔極少（圖5～圖8）。

在石拱橋主體構(gòu)造中還有一個領(lǐng)先世界的實踐發(fā)明—“敞肩”。建橋時在主拱兩端拱腳部位與兩岸溝谷銜接部位通常會形成一個凹陷的三角形區(qū)域，為了連接橋兩端的道路，減緩兩端道路上下橋面的坡度，必須把凹陷的三角形區(qū)域填高筑牢，與兩岸路面銜接平齊，把兩岸道路引上橋面，故將這個填筑起來的部分稱為引橋。引橋的建造還有一個重要作用，就是利用建筑引橋時所填土石方的重量壓住主拱的拱腳，增加橋拱的穩(wěn)定性，又通過與兩岸的聯(lián)結(jié)抵抗和傳輸拱頂承受荷載時產(chǎn)生的推力，是石拱橋施工中的一個重要的部分。隋代以前都采用實腹形式的滿砌法填筑引橋，隋大業(yè)元年（605）建造的趙州橋開世界先河，在主拱拱腳上先起小拱再填筑，將實腹形式改為空腹，增加了引橋部分的空度，在保證橋身穩(wěn)固的基礎(chǔ)上減少回填土方量，避免對主拱拱腳的過大壓力，又能增加汛期的過水量，減小水流對引橋和主拱的巨大推力，增加橋身穩(wěn)固性和壽命，同時增加橋身的美感，使其看起來空靈秀逸，是個了不起的創(chuàng)新，開了敞肩拱的先河，是領(lǐng)先世界的發(fā)明。

2 石拱橋的建筑工藝

基礎(chǔ)、橋墩、橋臺根據(jù)實際需要的大小、形狀和受力要求建造。三者中建造難度較大的是基礎(chǔ)，特別是位于河流中的基礎(chǔ)，因水流的原因，一般都要選擇在枯水季節(jié)施工。常年多水的河流，因膠合材料（常用糯米、石灰和牛血調(diào)和而成）在水里不會凝固，所以在水面以下的橋梁基礎(chǔ)施工都很困難，要用板柵圍水等方法，并需經(jīng)過三番五次的努力才能完成，情況嚴(yán)峻時還會選擇種蠣等特殊的方法，經(jīng)過數(shù)年才能完成。基礎(chǔ)、橋墩、橋臺建好以后，主要就是拱圈，也就是橋身的砌筑了。石拱圈砌筑分兩個步驟，第一步要按事先設(shè)計確定的拱圈弧度和體量制作安裝木拱架；第二步再砌筑石拱圈。作為石拱圈砌筑的模子和施工荷載的承托架、木拱架的形狀優(yōu)劣和牢固與否，決定了石拱橋建成后的形狀和施工期間安全性的高低。石拱圈砌筑主要有縱砌和橫砌兩種方法。

2.1 縱砌法

縱砌法就是大致以每塊石料的長度為基準(zhǔn)，從兩端拱腳同時向拱頂方向砌筑，層層推進(jìn)，然后插入拱頂石合龍，形成一道完整的相對獨立的小拱圈（又稱拱肋）。依次如前砌筑各道拱肋，最后將各道拱肋全部橫向連結(jié)牢固，形成一個完整的橋拱，整座石橋便有了雛形。之后在拱頂上滿鋪一層護(hù)拱石，整平橋面，同時完成引橋的施工，把橋兩端的路引上橋來，橋面通車行人，腹下流水通航。

縱砌法的優(yōu)點主要有兩個方面：一是每一道拱肋的工程量小，有利于利用枯水期調(diào)節(jié)工期安排，如果一個枯水期內(nèi)不能全部完工，可利用第二個、第三個……枯水期繼續(xù)修建剩余的拱肋。避開洪水期，也可以保證施工安全，同時木拱架體量也隨之大幅度減小，節(jié)省拱架耗材，并且可以重復(fù)拆裝，用于下一道拱肋的支砌。二是各道拱肋既相對獨立又統(tǒng)一組合為一個整體，受力時可以適應(yīng)局部的變形和調(diào)整，共同承載橋面荷載；拱圈受損時，還可單獨拆修，較為方便。

縱砌法的難點是如何讓各道相對獨立的拱肋有效聯(lián)結(jié)、互相依靠，連接起來共同承擔(dān)橋面荷載，有效抵抗水流、風(fēng)力、地震等外力的破壞和橋面荷載。通過千百年的實踐與總結(jié)，古人探索出一系列行之有效的辦法：一是在構(gòu)造上采取橋身收分。兩端拱腳處略寬、拱頂處略窄，從構(gòu)造上使各道拱肋向內(nèi)靠，增加橋身結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。二是在相鄰拱肋的拱背上用腰鐵連接，使相鄰拱肋兩兩交錯相連，最后連接成一個整體。三是從拱頂?shù)焦澳_安裝3～5道帶有勾頭的橫鐵梁，貫通全橋拱背，把所有拱肋勾連固定在一起，這是最為重要的措施。四是在安裝拱腳部位的護(hù)拱石時，用帶有勾頭的長條石再把相鄰的拱肋勾連在一起，如此間隔交錯，把相鄰的兩道或數(shù)道拱肋勾連緊密，來個雙重保險。經(jīng)過歷史性的實踐與磨煉，人類總結(jié)了成熟的縱砌法技巧，使縱砌的石拱橋揚(yáng)長避短，充分發(fā)揮靈活的優(yōu)越性。趙州橋是縱砌法的典型代表。

2.2 橫砌法

橫砌法就是以整座橋拱全寬為基準(zhǔn)，從兩端拱腳分別橫向通砌，然后再向拱頂方向一層一層依次推進(jìn)，再插入拱頂石合龍，全拱成形，最后再滿鋪護(hù)拱石，整平橋面，完成引橋。橫砌法的優(yōu)點是拱圈整體性較好，但是不足之處也是顯而易見的：一是一次性砌筑的工程量大，很難保證在一個枯水期內(nèi)完成，所以常常出現(xiàn)還未完工的橋拱及拱架多次被雨期洪水掀翻垮塌的情形。二是拱架也要做成一個全橋體量的完整拱架，耗材費時，又不能重復(fù)拆裝使用。三是拱架所受荷載太大，拱架要承受幾乎全拱的重量，再加上護(hù)拱石的重量和施工荷載，對拱架的承載能力要求很高。以趙州橋為例，光砌筑拱圈的石塊重量就有近1000噸，再加上護(hù)拱石的重量和施工荷載，木拱架受重太大，存在較大的安全隱患。四是拱圈局部受損后，不易拆修，這種結(jié)構(gòu)的典型代表是盧溝橋。

縱砌法和橫砌法在石拱橋的建設(shè)中都有應(yīng)用。還有縱砌法與橫砌法混合使用的情形，其典型代表是江蘇蘇州的寶帶橋。

3 石拱橋上的民俗文化色彩

3.1 橋的命名

在當(dāng)時的生產(chǎn)力條件下，修建一座石拱橋要經(jīng)過社會多方力量的協(xié)同，歷經(jīng)數(shù)年方能完成。因是周邊村寨日常生活和交通中的大事，所以每座橋都有一個優(yōu)美或響亮的名字，常見的是以地名、歷史掌故、建橋軼事命名的，還有其他一些寓意吉祥和贊頌的命名，比如“可渡”“大有”“如意”“太平”“鎖翠”“民德”“春影”“盤桂”“踏雪”“福壽”“同善”等，各有千秋，蘊(yùn)含著濃郁的文化氣息和人們對美好與平安的向往和祈求。

3.2 踩橋

橋建成后正式使用以前要舉行“踩橋”儀式。儀式當(dāng)天，要請村間高壽有福、有德望的老人及鄉(xiāng)賢耆老按預(yù)定的吉祥時辰率先從橋上走過，邊走邊說一些“風(fēng)調(diào)雨順”“橋梁永固”“澤潤?quán)l(xiāng)鄰”的吉利話語，祈愿河中風(fēng)平浪靜、河上長虹永固，造福鄉(xiāng)鄰。儀式當(dāng)天殺豬烹羊，遠(yuǎn)村近寨歡聚高飲，慶賀橋成。

3.3 “斬龍劍”與“殺龍刀”

在建筑橋墩的時候，通常把墩的尺寸加長，大于橋?qū)捦钩觯跇蛏韮蓚?cè)山花墻外，筑成船形的尖狀，有的又在尖狀部位鑲上三角鐵，美其名曰“斬龍劍”。設(shè)計這種尖狀造型是為了切分水勢，極大地減小水流對橋身的巨大沖擊力，以保護(hù)橋身。將鑲上的三角鐵命名為“斬龍劍”就有濃重的民俗文化色彩，是農(nóng)耕時代人們祈求風(fēng)調(diào)雨順、橋梁永固，以及希望這“斬龍劍”能逼退蛟龍、不要興風(fēng)作浪的美好愿望。與此相似，一些石拱橋還在拱頂腹下安放一把懸掛的鐵質(zhì)刀或劍，稱“殺龍刀”或“殺龍劍”，兩者的寓意是一樣的（圖9）。

3.4 吸水獸

在拱頂合龍?zhí)幍凝堥T石上，常雕刻有龍頭圖案或凸出的龍首形狀，稱“吸水獸”，是千百年來人們對龍既能騰云駕霧、噴浪降雨，又能潛匿深淵、吸水滅災(zāi)能力的崇拜，希望在洪水暴發(fā)時，它把洪水吸走，不要沖毀橋梁（圖10）。

3.5 石獅

獅子在民俗文化中有鎮(zhèn)邪的作用，橋欄兩端或欄柱頭所雕刻的石獅子就是這種用意（圖11）。

4 結(jié)語

我國石拱橋是梁橋、拱橋、吊橋三大基本類型中的一種，歷史悠久，建設(shè)難度大，藝術(shù)價值較高。在當(dāng)?shù)亟煌òl(fā)展歷史上具有較大意義和價值。加深對古代石拱橋的認(rèn)識，提高保護(hù)水平，對保護(hù)這一古老的建筑藝術(shù)成果具有較大的意義。