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一口气读懂中国的桥

2020-02-12  圆角望

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幸运十一选五_[官网首页]一见到“桥”字,小学课本里的赵州桥形象是不是立刻出浮现脑海?接着是近年中国的超级工程——从云贵大山到珠港澳海域,祖国各地都是大放异彩的桥梁。

桥究竟从何而来?他们又有怎样的大家庭?


这次一起来看看,最常见却不太熟的又一建筑遗产——桥

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桥,从何而来
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 发芽——商周至秦汉 

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上古时代,河流阻断着部落间的交流,自然给了人类树木与石头。

独木桥与河中 (dìng)步初露锋芒。

浙江  天台山石梁   图源网络

据《史记》《水经注》记载的第一座桥,商代拒桥(巨桥)正式开启桥的纪元。幸运十一选五_[官网首页]周文王姬昌“亲迎于渭,造舟为梁” 建造的浮桥在《诗·大明》中也有记载。

春秋时黄河第一座浮桥—— 蒲津渡浮桥幸运十一选五_[官网首页]架起。随着春秋时造铁与拱券技术的发展,石拱的旅人桥也随之诞生。秦大兴宫殿,栈道与复道加入桥梁分支。西汉时的第一座竹索桥七星桥也在《蜀记》中显现。
山西  蒲津渡浮桥 图源网络

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 鼎盛——隋唐宋 

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唐宋为主的阶段,这时候的国力强盛、技术发达。

隋代赵州桥石破天惊,敞肩拱桥 带领桥梁走向世界。

宋代木拱虹桥飞桥无柱,中国桥走在鼎盛中。

福建泉州 洛阳桥  图源博客@ 刘伟大老虎

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 饱和——元明清 

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元明清时代为主的阶段,这时的建造技术难以突破,修缮、重建、模仿变为 主流,现存桥梁大多是在这个阶段修缮。

中国桥梁却在这个阶段孕育着一场前所未有的革命。

江苏  宝带桥  图源 @刘雷老师

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 超越——现代当代 

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我曾经跨过山河大海,去到人山人海。

幸运十一选五_[官网首页]经过1979-1998年的建设追赶,中国桥在1999-2018年开始了创新与超越。改革开放40年中,中国共建新桥513700多座,合计总长约48000公里,而这数字仍然在不断上升中。

世界最长跨海大桥——港珠澳大桥  图源网络
(数据为2018年10月公布)
世界第一高桥——北盘江大桥  图源网络
(数据为2019年3月公布)

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桥梁家族

中国古桥类型众多,大多就地取材修筑,用藤蔓、竹子、木头、砖石等来战胜自然,这次我们按常见的材质和结构样式来看看,桥梁家族都有哪些成员?

梁桥

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桥墩 上面是 横梁 的桥。


这是最早的一种桥,下为桥墩支撑,上铺梁为桥面,也叫平桥、跨空梁桥。原始突出水面可跳跃过河的蹬步,和倒木成桥的独木桥,都被认为是梁桥的最初形态,有学者认为河姆渡与半坡遗址中已有梁桥。

梁桥受力情况示意(色彩深度表示受力变形大小)

根据结构和受力梁桥可分为,简支梁桥、伸壁梁桥


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 梁桥类型1 ——简支梁桥

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幸运十一选五_[官网首页]最简单方式支起的梁桥 ,一个梁放在两个桥墩上——一梁二墩模式。

简支梁桥的建造示意图

幸运十一选五_[官网首页]简支桥梁根据有无桥墩分为单跨和多跨,受材料和实用尺寸限制,一般跨度不大,比如园林中常见的梁桥。

北京 濠濮涧 知鱼桥 图源网络

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梁桥类型2——伸臂式梁桥

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桥墩上部像手臂伸出模样的梁桥,遇到跨度大,无法做桥墩的地方,伸臂梁桥应运而生,他又叫悬臂梁桥幸运十一选五_[官网首页]。


在桥墩一侧或两侧,悬挑出短臂、节节伸出,在两个悬臂间架起梁,来承接梁的重量。根据桥墩一侧或两侧伸出的伸臂数,有单(侧)伸臂双(侧)伸臂梁桥,以及斜撑伸臂式梁桥

单伸臂梁桥示意

双伸臂梁桥示意

广西   程阳风雨桥  图源网络

浮桥

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当河流宽广、技术有限时,人造梁桥的技术就不够用了,人们想到了用 船代替桥墩,浮动的船上再铺桥面,形成了浮桥,其他可浮的筏、浮箱等均可做浮桥。

浮桥示意

我国最早的浮桥是《诗经·大雅·大明》中的周文王“亲迎于渭,造舟为梁”,说的是周文王迎娶妃子,在渭河上用舟船相连架设浮桥的故事。

浮桥结构有着简单,施工快、造价低,随时开合、便于通航、可移动的优点,使其古往今来在军事领域独占鳌头。

福建  万安浮桥  图源网络

浮桥根据形态可分为,直浮桥与曲浮桥。


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 浮桥类型1——直浮桥 

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桥面保持直线形的浮桥。


直浮桥示意

船固定在水中,每只船都沿直线布置,上设桥面,桥整体大致顺直,称为直浮桥。

为防颠簸往往在船头或者船尾用横拉的锁链固定好船只,稳固桥体结构。

江西赣州   惠民桥  @公众号 景中文化旅游

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浮桥类型2——曲浮桥

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桥面是曲线形的浮桥。

曲浮桥示意

有些河流较深、无法用锚固定船,人们只能用索绳系在两岸边,将船等漂浮物串联起来做浮桥。

浮桥受到水流冲击,自然地向下游弯曲形成曲线形,曲浮桥上的桥板是可活动的。

甘肃临洮  永宁浮桥  图源网络


除了直浮桥和曲浮桥,还有因潮汐涨落建造的可涨落浮动的潮汐浮桥,可允许船只通航的通航浮桥,以及与梁桥等桥梁结合的组合浮桥等,这里就不赘述了。

索桥

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一些深谷、无河的山地地区,无法建设桥墩、也无法用船,希望就寄托在了一根索绳上,人们用竹子、藤蔓、铁索做成索绳,架在山涧中通行,这就是索桥。


我国西南、秦岭或中国台湾山区较多,我国已知最早的索桥,是《蜀记》中记载的西汉七星桥。

索桥种类杂糅,学界有多种分类方式,在此根据通行方式及材料,分为溜索桥、步行藤索桥、步行竹索桥、步行铁索桥。


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索桥类型1——溜索桥

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索绳系在岸边固定物上,用竹、木的溜板等放在溜索上,借助重力从高岸边滑向低岸边。

溜索桥示意

绳索在古时多为竹索、铁索,现多为钢丝索,滑索竹筒也用滑轮,溜索桥还可以运输动物和货物。

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索桥类型2——步行竹索桥

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竹索桥一般都是并列多索竹索桥(将竹子劈成内芯和外皮利用特殊方法编制成竹索),将多根竹索并列连在两岸两端系紧固定,上面横铺桥板供人通行。


竹索桥在秦代就已出现,而现存最早的是重建于清光绪年间的安澜桥。

四川灌县 安澜桥  图源网络

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索桥类型3——步行藤索桥

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步行藤索桥示意

以粗细不等的藤索连接的桥,上设桥面供人通行。因藤条材质限制,现多见的是藤网桥,西藏地区较多将整个藤索桥固定成筒状桥面用细藤编织,安全感十足。

西藏  德清藤网桥


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索桥类型4——步行铁索桥

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用铁索作为骨架的索桥。

铁索桥示意

一般是多根并列的铁链在底部,用皮绳、锁链、藤条等 横接铁索,上铺木板等做成桥面,左右有铁链等作桥栏或扶手,两岸有桥台或建筑固定住铁索,有双索、三索、四索、六索、多索等类型,我国记载最早的铁索桥是建于西汉初年的樊河桥,最知名莫过于泸定桥。

四川 泸定桥 图源网络

小知识:索桥的建设方式

索桥建造方式很多,常见的是以下五种。

  方法1  

河流较狭窄处,可在索上系细绳,细绳拴在箭上,用弓箭射到对岸,再将索绳拖拽过去。

方法1示意

  方法2  

水流较急处,两岸各有一人,将细绳上栓金属块或石块,同时向河流上游甩掷,被河流激流冲击绞缠在一起后,向一岸牵引,将主索引向彼岸。

方法2示意

  方法3

江面较宽时,利用船只载着索绳过河,再缓慢释放,这一方法对于轻的竹索较为有效,铁索较为费劲。

方法3示意

  方法4  

铁索桥的架设需要先在两岸架设起溜索桥,岸边架设桥台,用溜索桥安装吊索,逐一将铁索固定,形成多索的铁索桥,铁索桥的后期维护大修也多用此方式。

方法4示意

  方法5  

需要熟悉山野地形的高手山民用草绳拴着索绳,峭壁攀岩到目的地,再将铁索拽上山涧固定。

方法5示意


拱桥

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以拱券为称重结构的桥。

拱券的受力示意

桥梁经过漫长探索,建筑中日益成熟的拱券技术被应用到桥梁,兼顾造型、承重和永固能力。拱桥虽然出现最晚,但他主导了我国古代桥梁发展,现在桥梁体系中也举足轻重。

大多人认为国内最早有记载的石拱桥是 《水经注》中的旅人桥(西晋太康三年 · 公元282年),也有人认为是洛阳建春门桥 (东汉阳嘉四年 · 公元135年)。

因地域和时代差异,学界对拱桥有多种分类方式,此处按照材质与搭建方式分为,折边石拱桥、实腹石拱桥、敞肩石拱桥、木拱桥。


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拱桥类型1 ——折边石拱桥

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折边形的拱承重的拱桥,有人认为是最初的一种拱桥。

折边拱桥示意

最初圆拱的拱石加工困难在众多的拱形成学说中,有人提出折边成拱的说法,即用直的石料砌筑成折边的桥梁,折边拱桥多在浙江绍兴地区。

 古月桥 浙江义乌  图源微博@Antisymmetry


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拱桥类型2——实腹石拱桥

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实腹石拱桥示意

拱券两侧用砖石等材料填充完全既保护加固了拱券,又共同承载了桥面重量 ,这是早期的一种石拱桥,后来在国内也很常见。

 卢沟桥 北京  图源微博@百战-天虫

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拱桥类型3——敞肩石拱桥

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大拱券两肩位置敞开空心的桥。

敞肩拱桥示意

拱上的桥体由实心变成空心小拱垒架在大拱之上,减轻了石拱桥整体重量,也减小了拱券厚度和墩台尺寸,增大桥梁的泄洪能力,最典型的就是赵州桥。

赵州桥  河北赵县  图源微博@许建钢Xu-Jiangang


小知识:拱券砌筑方法

拱桥的核心技术——拱券,是人类桥梁史乃至建筑史的一项重大发明 ,在我国古代,石拱桥砌筑方法众多,主要有并列砌筑和横联砌筑及其他派生形式。

  并列砌筑法  

并列拱券由多列独立拱券并列彼此间用腰铁等构件固定各独立拱券。

并列砌筑法示意

这种方法对石块要求低、安装简单,但横向联系弱、拱券易松外倾、施工技术要求高,赵州桥即为并列砌筑法建造。

  横联砌筑法  

将整个桥拱一起制作,券石横向交错砌筑。石头间不用卯棒,就能横向压实联合。桥梁拱券具有整体性。

横联砌筑法示意

这是古代最流行的做法,后派生出镶边、框式及镶框组合等多种砌筑法。

原始乱石堆砌法

镶边横联法

框式横联法

镶框组合横联法

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拱桥类型4——木拱桥

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用木头搭出拱建造的桥。
编木拱桥的建造动图 


这是一种1953年前在中国民间流传,没有文字记载,不为世界桥梁界所知的传奇桥梁,仅用木条搭接便架起一座横空轻巧的桥梁形式,最早见于张择端版本的《清明上河图》。

汴水虹桥   图源 张择端版《清明上河图》

与石拱桥是完全不同的结构体系,却脉络相承,在古桥史中自成一体。经当代研究,被认为是源自木梁桥,先是木梁加斜撑——撑架桥阶段,后逐渐发展成了著名的木拱桥,也有人称为编木拱桥或贯木拱桥。

湖北利川   群策桥  图源@中国利川网
福建寿宁   杨梅州桥   图源微博@shx-风之吹拂

其他桥型

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类型1 ——吊桥

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古代城池护城河上、城门前,城防的可活动桥梁。

平时放在 护城河上,供人马通行,战时上拉索绳,桥板竖起、阻断城内外交通,他是冷兵器时代有效的御敌手段。随着时间的推移,吊桥随着城池和护城河的拆除几近消失。

西安永宁门   复原吊桥 图源 遗介君


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类型2——廊桥

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下桥上廊,多为木结构,廊屋的结构与当地民居相似。

桥上建廊的目的,一者是利用足够的 重量压住桥墩和桥体,避免因水涨高冲垮桥梁;二者是为了 防雨排水,避免木桥腐朽,廊桥有木拱廊桥、石拱廊桥、平梁木廊桥、悬臂木廊桥多个种类。

甘肃兰州  云龙桥  图源网络


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类型3——栈道

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栈道依谷修建一侧是峡谷,一侧是峭壁。峭壁上挖孔,镶入梁柱,下用无数木柱支起栈道,西南,西北地区较多,栈道是木梁柱桥的衍变桥式。

三峡古栈道  图源网络

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类型4 ——复道

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复道是宫室或者山川之间架空的长廊道,多在宫苑之中为帝王贵族所用,《阿房宫赋》就有“复道行空,不霁何虹”,在当代的雍和宫万福阁高层两侧,一定程度上可称其为复道。

北京雍和宫   万福阁复道  图源微博@我是霓儿


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学术界对各类桥梁分类细节持不同意见
本文主要依据《中国桥梁技术史 古代篇 》一书分类
少数地方因科普需要有删改


有话说


当代中国桥梁伟绩,是千年桥梁技术的累积!现存的古桥在经历成百年的使用后,身残志仍坚。有被水侵蚀、表面风化、桥基开裂,结构错位,河流环境恶化种种问题。但诸多误会的人为修缮,不明桥梁结构擅自使用水泥钢筋加固桥体的措施屡见不鲜,破坏结构的同时,桥梁的整体性和真实性,内在承载的科学、艺术、社会文化价值等都受到了破坏。

如果你留意,古桥就在身边。面对每年消失的众多桥梁遗产,呼吁相关部门做好档案备份、设立保护法规的同时,

我们更希望每位小伙伴能够了解身边桥梁的价值、从自我做起不损坏桥梁、向身边人宣传桥梁保护。

毕竟,不破坏也是最好的保护!


参考资料
出版物:
1 中国桥梁技术史 古代篇 ,唐寰澄 著;
2 中国古代桥梁,唐寰澄 著;
3 中国木拱桥,唐寰澄 著;
4 图像中国古代桥梁  吴礼冠 著;
5 图说中国古典建筑——桥,万幼楠  著;
学术论文:
6 云南古桥建筑特征探析_张亚军;
7 古桥结构体系及石拱桥的分析监测评估与保护_李秋萍;
8 明代南京桥梁研究_蔡祥梅;
9 隋唐时期桥梁研究_王彤;
10 桥梁模型试验在宋金时期浮桥建造中的应用_张杨;
11 折边桥与木拱廊桥的关系研究_沈方圆;
12 活态遗产桥梁的价值及其评价研究_张春琳;
13 现代桥梁设计技术创新_张东方;
14 基于赵州桥勘察研究结果探析石拱桥的建造技术及特点_翁伟;
15 单跨石拱桥的加固保护研究_唐家俊;
16 古桥建筑文化与五音桥的修复研究_姚良达;
17 中国古代桥梁文化专题研究_丁媛;
18 浙闽木拱桥类型学研究———以桥板苗系统为视角,刘 妍。

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