盧溝橋的選址與營(yíng)造技術(shù)研究

孔祥萸 李衛(wèi) 張龍

摘要：建成于金明昌三年（1192年）的盧溝橋是中國(guó)厚拱厚墩式多孔聯(lián)拱石橋的杰出代表和重要實(shí)物遺存。近年來(lái)，在對(duì)該橋的保護(hù)與展示工作中，除關(guān)注歷史文化價(jià)值外，也愈發(fā)突出其作為水利遺產(chǎn)的科技價(jià)值。本文通過(guò)現(xiàn)狀調(diào)查與歷史文獻(xiàn)、影像檔案的梳理分析，結(jié)合羅哲文、孔慶普等學(xué)者的早期調(diào)查報(bào)告，對(duì)盧溝橋的選址與營(yíng)建過(guò)程進(jìn)行了研究， 指出古代中國(guó)華北地區(qū)太行東麓南北大道、金中都的位置關(guān)系以及永定河游擺不定的下游河道是盧溝橋選址的重要因素；圖解再現(xiàn)了盧溝橋的結(jié)構(gòu)邏輯與營(yíng)造過(guò)程，明確了對(duì)鐵柱穿石、順?biāo)?、整石基礎(chǔ)等構(gòu)造做法的認(rèn)識(shí)，以期為盧溝橋當(dāng)代科學(xué)的保護(hù)與展示工作提供參考。

關(guān)鍵詞：盧溝橋；選址；構(gòu)造；營(yíng)造技術(shù)；鐵柱穿石

盧溝橋位于北京城西南永定河上，東接宛平城，西向太行，全長(zhǎng)約266.5米②，橋身中寬約9.3 米，橋基、橋墩主體以及部分望柱、欄板仍是金代遺存，是中國(guó)現(xiàn)存最早、保存最完整、跨度最長(zhǎng)的厚拱厚墩式多孔聯(lián)拱石橋。

盧溝本為燕京南之巨塹，渡口之設(shè)由來(lái)已久，跨河南下通往中原地區(qū)，繼續(xù)北上可達(dá)蒙古高原、松遼平原、燕山腹地，盧溝渡口即為幾條全國(guó)性驛路交匯的樞紐。石橋建成前，以車(chē)渡[1]、架設(shè)臨時(shí)性的小橋或浮橋③等方式過(guò)河，雖便易卻不任重載，且易受水勢(shì)影響。

金皇統(tǒng)元年（1141年）議和后，“南朝”與“北朝”之邊界由白溝河正式南推至大散關(guān)—淮河一線，貞元元年（1153年），金海陵王遷燕京定為中都，以之為南下取宋的跳板，燕京成為中國(guó)北方地區(qū)的政治中心。由于縱貫全國(guó)的運(yùn)河系統(tǒng)已在唐末戰(zhàn)亂中失修淤塞，加之大定十年（1170年） 議決盧溝金口通京師漕運(yùn)遭遇失敗[2]，中都水運(yùn)不通，悉仰賴(lài)陸運(yùn)，盧溝渡口聯(lián)絡(luò)南北交通的效用愈發(fā)關(guān)鍵?！督鹗?．世宗本紀(jì)》中有載：

“大定二十八年五月詔，盧溝河使旅往來(lái)之津要，令建石橋，未行而世宗崩。大定二十九年六月，章宗以涉者病河流湍急，詔命造舟，既而更命建石橋，明昌三年三月成，敕命名曰廣利。[3]”

盧溝橋經(jīng)世宗、章宗兩代的籌措，于明昌三年（1192年）建成，處金中都城正西，運(yùn)輸相對(duì)便捷，也避讓了城東南至漷縣的大片低洼湖澤以及緊鄰城西南水頭莊、柳村一帶的泉沼（圖1）。橋初名為“廣利”，取“廣利天下”之意，后改稱(chēng)“盧溝橋”，歷元明清三代，一直是自北京城橫渡永定河，南下中原的最重要陸路門(mén)戶④[4]。

1961年盧溝橋與宛平城一起作為近現(xiàn)代革命史跡被公布為第一批全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位，其作為抗戰(zhàn)紀(jì)念地的歷史價(jià)值得到較為透徹的研究與展示，但作為金代橋梁重要實(shí)物遺存的歷史與科學(xué)價(jià)值卻一直未被充分地挖掘與闡釋。20世紀(jì)60至90年代初，茅以升、羅哲文、孔慶普等專(zhuān)家學(xué)者基于當(dāng)時(shí)的數(shù)次維修工程，分別對(duì)盧溝橋從歷史沿革[5]、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造[6]、新中國(guó)成立后的修繕史[7]、建造技術(shù)和力學(xué)性能[8]等角度進(jìn)行了探討。本研究參考王璧文先生整理的《清官式石橋做法》以及其他地方志、水利工程專(zhuān)志（如《河工器具圖說(shuō)》《文昌橋志》）等材料，旨在先賢的研究基礎(chǔ)上，圖示盧溝橋的結(jié)構(gòu)體系與建造過(guò)程，深化對(duì)盧溝橋的選址、營(yíng)建與相關(guān)工藝的科學(xué)認(rèn)知，為正在改造更新的盧溝橋博物館展示提供參考。

一、擇址定基——地堅(jiān)勢(shì)緩

明代曹英為狄道州永寧橋做記，將橋工之始總結(jié)為“ 殫心思， 審地形， 視水勢(shì)， 鳩材工”[9]，建橋首要審視地形及水勢(shì)，再需選用合適的材料及工法。橋梁定基多是根據(jù)對(duì)自然規(guī)律和建造經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)：在舊橋位置繼續(xù)修橋，若舊橋易毀，則另謀新處。

盧溝橋跨盧溝，即今永定河，《水經(jīng)注》中?水，或稱(chēng)桑干河。盧溝上游穿行于山區(qū)，地形陡峻、水流激蕩；下游宣泄于平原，河床疏軟、善沖善淤。盧溝河道遼代以來(lái)進(jìn)入“動(dòng)亂時(shí)期”[10]，《金史·河渠志》稱(chēng)其“水性渾濁”[11]， 此后河性愈兇，災(zāi)害愈烈，在地勢(shì)平坦、土質(zhì)疏松的下游沖積平原上，河道遷徙不定、易于沖決。

河道穩(wěn)定、水流緩、地勢(shì)堅(jiān)、河面狹是橋梁擇址的重要因素。清人王履泰纂《畿輔安瀾志》考察永定河形勢(shì)稱(chēng)“桑干河水上游勢(shì)狹，別無(wú)遷移， 故可以建橋”[12]。從現(xiàn)代永定河北京段地質(zhì)調(diào)查資料看，上游官?gòu)d山峽段高山綿亙，山勢(shì)陡峭，河流曲折，洪水暴漲暴落，下游段則屬于典型的游蕩型河道[13]，而中游三家店至盧溝橋段為沖積扇區(qū)高坡降辮狀河，是山區(qū)河道與平原河道的過(guò)渡，水流相對(duì)上游放緩；此外，盧溝橋附近河床沉積物為天然級(jí)配砂石[14]，地質(zhì)條件相對(duì)下游也更為堅(jiān)實(shí)[15] （圖2），因而基礎(chǔ)穩(wěn)固，相對(duì)適宜建造永久性的橋梁工程。

盧溝橋的選址一方面考慮了南北大道沿太行山東麓，自西南延向金中都交通形勢(shì)，另一方面則是總結(jié)了此前在盧溝渡口建造浮橋的經(jīng)驗(yàn)，權(quán)衡地質(zhì)水文條件，相對(duì)靠近上游取其堅(jiān)，又稍許遠(yuǎn)離出山口避其沖，故為便利、穩(wěn)固之所在。

二、結(jié)構(gòu)選型——厚拱厚墩

盧溝橋?yàn)楹窆昂穸战Y(jié)構(gòu)的十一孔聯(lián)拱石橋， 這種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn)：一是結(jié)構(gòu)安全方面，厚拱厚墩的重型結(jié)構(gòu)增大了橋體自重，適應(yīng)徑流季節(jié)性不均且有封凍期的北方河流，也能更好抵御怒水沖破。二是通行條件方面，多孔聯(lián)拱的形式既能適應(yīng)大跨度河面，也平緩橋面，利于騾馬大車(chē)運(yùn)輸。三是承載力方面，拱橋比梁橋更充分發(fā)揮石材的力學(xué)性能，增大拱厚比也進(jìn)一步提升了橋梁整體的承載力。

全橋由橋基、橋墩橋臺(tái)、橋身、橋面以及橋上圍護(hù)結(jié)構(gòu)五部分組成，根據(jù)早期調(diào)查報(bào)告以及實(shí)物考察，將盧溝橋的整體結(jié)構(gòu)體系及各部分構(gòu)造圖解如圖3。

三、構(gòu)造與施工技術(shù)

（一）橋基——鐵柱穿石

盧溝橋采用了整體石砌的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，橋基總厚度約2米，東西貫穿全橋，南北超過(guò)墩長(zhǎng)，采用塊形不規(guī)則的青石及少量花崗巖石板平砌六、七層，內(nèi)貫鐵柱，外圍巨石[16]。結(jié)合盧溝枯水期長(zhǎng)且水位較低的氣候水文條件⑤及1991年開(kāi)展基礎(chǔ)開(kāi)挖探查工作時(shí)探明的明礬灌縫、石灰注漿的構(gòu)造形式推測(cè)，盧溝橋的基礎(chǔ)部分應(yīng)采用干修法施工。

干修法以排水為先，因文獻(xiàn)中缺少明確的施工記錄，僅從盧溝橋的基礎(chǔ)形式和周邊環(huán)境來(lái)看， 有兩種可能的做法：一為堰水，這種做法是直接在準(zhǔn)備造橋的河床投入沙囊做堰分水（圖4），筑兩側(cè)橋基時(shí)分水至一側(cè)，筑中心橋基時(shí)做人字堰向兩側(cè)分水，之后安裝水柜、抽水排空、清理河基、砌筑墩臺(tái)⑥，相對(duì)省工。一為絕水，即枯水期在原有河道旁另開(kāi)新道，分流導(dǎo)水后在原河道中筑橋基， 施工完畢后再引流歸道，適用于季節(jié)性河流和水網(wǎng)地區(qū)的小河流[17]。

橋基石板橫向間以銀錠鐵連接，豎向間用成排成列的鐵柱穿插[18]（圖5、6），這種連接方式即為“鐵柱穿石”。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)考察[19]，橋基“鐵柱穿石”的做法是將鑄鐵圓柱穿透四至六層打孔石板，在鐵柱與石板間隙灌石灰膏，圓柱大致成行列布置，間距1米左右（圖7）。這種做法使得橋基石材的豎向連接得到加強(qiáng)，更具整體性，避免基石流失造成基礎(chǔ)塌陷。從力學(xué)性能方面考慮，整石橋基的承載力有冗余[20]，但基于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件， 由于構(gòu)造較厚、整體性較強(qiáng)，雖為淺基礎(chǔ)，沉降相對(duì)均勻，結(jié)構(gòu)更加安全可靠。

（二）墩臺(tái)護(hù)岸——分流順?biāo)?/p>

橋墩、橋臺(tái)作為直接承受并傳導(dǎo)拱的推力的構(gòu)件，是橋體穩(wěn)固的重要保障。盧溝橋全橋共10 個(gè)橋墩，間距由兩端向中心漸增。墩長(zhǎng)約17.93 米，前尖后方，形似船只，其中迎水尖臺(tái)長(zhǎng)約7 米，順?biāo)脚_(tái)長(zhǎng)約2.43米（圖8），屬厚墩形式，

自重較大且能單獨(dú)承受兩側(cè)拱腳推力；東西兩側(cè)為八字展寬的雁翅型橋臺(tái)，長(zhǎng)約20米。

橋墩筑于橋基之上，每墩獨(dú)立施工，以切割的花崗巖板平砌，拱腳以下累石3層，拱腳以上累石16～17層，底部周?chē)?層護(hù)石培護(hù)。石材橫向間以銀錠鐵、鐵鋦等勾連，經(jīng)儀器探測(cè)，內(nèi)部也有鑄鐵圓柱貫穿[21]。

橋墩迎水側(cè)做直角尖形緩沖流水的直接作用力，分水尖端頭附鑄鐵“斬龍劍”，下端插入橋基前護(hù)刃石，上端插入蓋頂石，以破流冰；墩頂有6 層蓋頂石，下2層出挑，其上逐層后縮，輪廓線腳富有層次。迎水、順?biāo)畠蓚?cè)橋墩與橋身連接處，均自拱腳線以上至第一塊券臉石之間砌平滑曲面過(guò)渡而非斜角，即此構(gòu)造即 “順?biāo)妗保▓D9），以之引導(dǎo)水流，減小對(duì)橋身的沖擊。

橋臺(tái)、護(hù)岸石材新舊不一，系多次整修所致。橋臺(tái)翼墻以青石板平砌，上有兩層石灰土墻， 豎砌石板圍護(hù)。護(hù)岸用虎皮石砌法，儀器探測(cè)石墻厚約2米，背后填石灰土[22]。

（三）橋身——密錮實(shí)筑

橋身有11個(gè)半圓形拱券，凈跨度約13.5米， 券石厚約1米，為厚拱形式。券洞過(guò)水并傳遞橋面荷載至橋墩，是橋身穩(wěn)定性和承載力的重要保障。據(jù)橋頭清康熙年間《重修盧溝橋碑記》，康熙七年（1668年）水嚙橋身，補(bǔ)修橋東第一、二兩孔⑦。1986年再次修補(bǔ)各券，按舊式新作石材修補(bǔ)、更換部分風(fēng)化嚴(yán)重的券臉石、龍門(mén)石、吸水獸石件。

橋身施工需先搭拱架以承托未安裝的拱頂石（圖10），然后發(fā)券。厚墩多孔石拱橋一般準(zhǔn)備多套拱架，按一定次序同時(shí)施工來(lái)縮短工期（如文昌橋施工備三套拱架，施工順序?yàn)橛芍虚g向兩岸）。

拱券用框形縱聯(lián)式砌法，自下而上在拱架上搭接券石，空其中一石以待合龍，楔入拱頂石后兩邊隆起則合龍成功，即一石緊，則全甃之石緊， 否則須整體重砌。各券券石用厚度相等的青石， 雖未最大利用拱結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，但形制統(tǒng)一，便于加工。券石間使用銀錠鐵和少量鐵鋦連接（圖11），銀錠鐵的布置方式為“每塊券石背面2 個(gè)，上端2個(gè)；龍門(mén)石只背上2個(gè)”[23]，石工密實(shí)堅(jiān)固⑧。券臉石正面刻菱形鏨紋，龍門(mén)石鑿形做吸水獸。

發(fā)券完成，自橋墩以上在拱間砌山花墻，以青石板平砌，上下收分增加穩(wěn)定性[24]。山花墻用石也稱(chēng)撞券石，連接處以鐵件加固。墻內(nèi)填摻有粗質(zhì)石灰或碎磚的砂礫石、砂黏土[25]，形成自重較大的實(shí)體結(jié)構(gòu)，傳遞橋面荷載（圖12）。

（四）橋面——層層疊壓

盧溝橋橋面分河身橋面與雁翅橋面兩部分。河身橋面部分整體平緩，橋面中央較東西兩端稍高， 坡度約為0.8%，長(zhǎng)約213.15米，寬7.5米（包括欄桿地栿和仰天石在內(nèi)共寬9.3米）；雁翅橋面部分坡度較大，東側(cè)坡度約5.4% ，西側(cè)坡度約4.5%。

橋面易損，歷代常有維護(hù)⑨[26]，早非原狀，根據(jù)修繕記錄還原1968年以前的橋面構(gòu)造，有橋面伏石、仰天石、壓面石、墊層、地栿石、緣石、橋面石等層次。橋身外緣仰天石下置橋面伏石，凸出山花墻；壓面石、墊層、橋面石各層自下而上平鋪，橋面石外側(cè)為緣石、地栿石（圖13）。

最下層為壓面石，能夠均勻傳遞荷載，壓面石板間用少量銀錠鐵連接，嵌填石灰，上以石片摻鑄鐵塊做墊層，灌滿純石灰[27]。橋面石平鋪，兩側(cè)鋪裝緣石，外側(cè)鋪地栿石，通過(guò)鑄鐵圓柱將地栿石、仰天石穿透橋面伏石連至山花墻，圓柱位置大致沿欄桿中線，間距80～110厘米[28]。橋面伏石、仰天石、壓面石、緣石和地栿石皆以青石為料，橋面石為花崗巖條石，面層地栿石、緣石、橋面石等為1986年大修期間參考民國(guó)時(shí)期舊照新制石料重鋪，僅中央保留部分舊料。橋面伏石外沿下部削去一棱，仰天石外側(cè)雕刻卷葉云頭紋樣裝飾，其余石料均平整做糙。

（五）橋上圍護(hù)結(jié)構(gòu)——精雕細(xì)琢

盧溝橋橋上圍護(hù)為欄板式欄桿，是盧溝橋藝術(shù)價(jià)值的集中體現(xiàn)，極具裝飾效果，又經(jīng)歷代修葺替換，是不同時(shí)期審美與工藝的反映。

地栿石、欄板、望柱之間主要以仔口及榫卯方式相連，地栿石上開(kāi)欄板槽、望柱槽、圓形卯孔，望柱兩側(cè)有長(zhǎng)卯，欄板兩側(cè)有長(zhǎng)榫（圖14）， 主要選用砂巖類(lèi)石材，用料較雜且新舊不一。

兩側(cè)欄板、望柱的數(shù)量不對(duì)稱(chēng)，應(yīng)是修葺所致。欄板共計(jì)279塊，南側(cè)139塊，北側(cè)140塊， 內(nèi)作立枋、尋杖、癭項(xiàng)、裙板幾部分，雕云紋、凈瓶仿尋杖式欄桿，外側(cè)平整做糙；望柱共計(jì)281 根，南側(cè)140根（橋身109根，橋西側(cè)八字折柱16 根，橋東側(cè)八字折柱15根），北側(cè)141根（橋身109根，橋東西兩側(cè)八字折柱各16根），柱身刻盤(pán)子，柱頭仰復(fù)蓮座上為形態(tài)各異的石獅。東西兩端頭有抱鼓石各二，做靠山獸，東為頂橋石獅，西為頂橋石象（圖15）。

四、結(jié)語(yǔ)

盧溝橋作為金中都、元大都、明清北京城的西南門(mén)戶之橋，既承載國(guó)都物流運(yùn)輸之重用，又是使旅往來(lái)必經(jīng)之所、軍事要沖必爭(zhēng)之地，歷代均不惜物力營(yíng)建與維護(hù)——基礎(chǔ)、墩臺(tái)用料堅(jiān)實(shí)，橋身、橋面石工致密，欄板、望柱極盡雕工之繁。盧溝橋集不同年代工藝于一身，反映自金代以來(lái)的石橋建造技術(shù)，是我國(guó)古代厚拱厚墩式多孔聯(lián)拱石橋的重要實(shí)例。

擇基選址方面：盧溝橋的規(guī)劃建造階段在總結(jié)前代建造經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，順應(yīng)當(dāng)時(shí)的交通形勢(shì)， 充分考慮地質(zhì)與水文條件，從而確定相對(duì)適宜的建造位置以為永久，體現(xiàn)古代工匠選址智慧。

結(jié)構(gòu)選型方面：盧溝橋以厚拱厚墩的重型結(jié)構(gòu)，保障橋梁自身結(jié)構(gòu)安全、滿足通行條件又提升承載力，是對(duì)橋梁建設(shè)目的，氣候、水勢(shì)等自然條件以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件的綜合考量。

建造工藝方面：盧溝橋以橋基、橋墩橋臺(tái)、橋身、橋面、橋上圍護(hù)結(jié)構(gòu)的順序依序施工。橋基用干修法做整石基礎(chǔ)，以鐵柱穿石、鐵件勾連的工藝加強(qiáng)了整體性；橋墩采用分水尖、順?biāo)娴臉?gòu)造減小水流沖擊；橋身選用厚拱形式，搭拱架發(fā)券，再筑山花墻、填拱間料逐步夯實(shí)加重，保持穩(wěn)固；橋面由橋面伏石、仰天石、壓面石、墊層、地栿石、緣石、橋面石層層疊壓鋪設(shè)；橋上欄板、望柱、抱鼓石等雕刻精美，石材銜接緊密。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙永春. 奉使遼金行程錄[M]. 北京： 商務(wù)印書(shū)館，2017：148.

[2][3][11]（元）脫脫.金史·卷二十七·志第八[M]. 北京： 中華書(shū)局， 1975：686―687.

[4][12][26]（清）王履泰. 畿輔安瀾志56卷·永定河卷七[O].清武英殿聚珍版叢書(shū).

[5] 羅哲文，于杰，吳夢(mèng)麟，等. 略談盧溝橋的歷史與建筑[J]. 文物， 1975（10）：71―83.

[6][14][16][18][19][20][21][22][23][24][25][27][28] 孔慶普. 中國(guó)古橋結(jié)構(gòu)考察[M]. 北京：東方出版社，2014.

[7] 孔慶普. 盧溝橋四十二年維修記（摘要）[J]. 市政技術(shù)，1992 （4）：31―33.

[8][17] 茅以升（主編）. 中國(guó)古橋技術(shù)史[M]. 北京：北京出版社， 1986.

[9] （清）陳士楨. 蘭州府志12卷·卷三建置志[O]. 清道光二三年刊本.

[10] 邢嘉明. 京津地區(qū)自然環(huán)境演變及其與人類(lèi)活動(dòng)的關(guān)系[C]//侯仁之（主編）. 環(huán)境變遷研究（第1輯）. 北京：海洋出版社，1984：10―12.

[13] 楊淑慧，王理許，張春義，等. 永定河三家店至梁各莊河段河床演變規(guī)律研究[C]//北京水利科學(xué)技術(shù)研究院（編）. 北京水問(wèn)題研究與實(shí)踐. 北京：中國(guó)水利水電出版社，2013：309―317.

[15] 鄧皓勻，吳勝和. 永定河沉積特征研究[J]. 地質(zhì)與資源，2013，22 （2）：142―147.

（責(zé)任編輯：袁子茗）