石拱橋基本構(gòu)造淺析

摘 要：中國(guó)石拱橋歷史悠久，存世較多，全國(guó)各地都有一定數(shù)量的有價(jià)值的拱橋被公布為不同級(jí)別的文物保護(hù)單位。但在基層文物保護(hù)管理實(shí)踐工作中，對(duì)拱橋基本構(gòu)造的認(rèn)識(shí)參差不齊，對(duì)拱橋類文物本體的描述比較粗淺和口語(yǔ)化。文章對(duì)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(duì)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(jiǎn)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(guò)了橋梁建設(shè)實(shí)踐與總結(jié)發(fā)展的道路。在此過(guò)程中，最有代表性的就是石拱橋，它是跨越歷史時(shí)間最長(zhǎng)的一種橋梁類型，凝聚了人類在沒(méi)有地質(zhì)勘察能力的情況下對(duì)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(shí)踐與總結(jié)，這些經(jīng)驗(yàn)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(yáng)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(guó)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(guò)往的行人與車輛。因?yàn)橛凭玫臍v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(jià)值，在全國(guó)各地都有一定數(shù)量的石拱橋被公布為不同級(jí)別的文物保護(hù)單位，是全國(guó)各地文物保護(hù)單位中占比較大的一個(gè)類別。然而在基層文物管理的日常工作中，對(duì)石拱橋的認(rèn)知處于經(jīng)常能見(jiàn)到但卻知之甚少的狀態(tài)，對(duì)拱橋本體的文物描述過(guò)于口語(yǔ)化，不利于日常文物管理工作的專業(yè)化開(kāi)展。茲對(duì)石拱橋的基本構(gòu)造做簡(jiǎn)單描述，以期對(duì)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(gè)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(tái)；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(xiě)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(tái)的受重構(gòu)件，有橋墩與橋臺(tái)處就有基礎(chǔ)，它把拱橋上部傳來(lái)的重量穩(wěn)當(dāng)?shù)貍鬏數(shù)降乇?。橋臺(tái)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(tái)，多跨拱橋既有橋臺(tái)也有橋墩。有了堅(jiān)實(shí)的橋臺(tái)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(duì)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(shì)，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(jì)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(huì)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(gè)），寓意“威震環(huán)宇”；右側(cè)安放雌獅，左前爪下踩一個(gè)石雕的小獅子（口中也有一個(gè)），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(gè)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(gè)領(lǐng)先世界的實(shí)踐發(fā)明—“敞肩”。建橋時(shí)在主拱兩端拱腳部位與兩岸溝谷銜接部位通常會(huì)形成一個(gè)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(gè)填筑起來(lái)的部分稱為引橋。引橋的建造還有一個(gè)重要作用，就是利用建筑引橋時(shí)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(guò)與兩岸的聯(lián)結(jié)抵抗和傳輸拱頂承受荷載時(shí)產(chǎn)生的推力，是石拱橋施工中的一個(gè)重要的部分。隋代以前都采用實(shí)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(kāi)世界先河，在主拱拱腳上先起小拱再填筑，將實(shí)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(duì)主拱拱腳的過(guò)大壓力，又能增加汛期的過(guò)水量，減小水流對(duì)引橋和主拱的巨大推力，增加橋身穩(wěn)固性和壽命，同時(shí)增加橋身的美感，使其看起來(lái)空靈秀逸，是個(gè)了不起的創(chuàng)新，開(kāi)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(tái)根據(jù)實(shí)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(huì)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(guò)三番五次的努力才能完成，情況嚴(yán)峻時(shí)還會(huì)選擇種蠣等特殊的方法，經(jīng)過(guò)數(shù)年才能完成?；A(chǔ)、橋墩、橋臺(tái)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(gè)步驟，第一步要按事先設(shè)計(jì)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(zhǎng)度為基準(zhǔn)，從兩端拱腳同時(shí)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(duì)獨(dú)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(gè)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(shí)完成引橋的施工，把橋兩端的路引上橋來(lái)，橋面通車行人，腹下流水通航。

縱砌法的優(yōu)點(diǎn)主要有兩個(gè)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(gè)枯水期內(nèi)不能全部完工，可利用第二個(gè)、第三個(gè)……枯水期繼續(xù)修建剩余的拱肋。避開(kāi)洪水期，也可以保證施工安全，同時(shí)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(duì)獨(dú)立又統(tǒng)一組合為一個(gè)整體，受力時(shí)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(shí)，還可單獨(dú)拆修，較為方便。

縱砌法的難點(diǎn)是如何讓各道相對(duì)獨(dú)立的拱肋有效聯(lián)結(jié)、互相依靠，連接起來(lái)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(guò)千百年的實(shí)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(cuò)相連，最后連接成一個(gè)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(shí)，用帶有勾頭的長(zhǎng)條石再把相鄰的拱肋勾連在一起，如此間隔交錯(cuò)，把相鄰的兩道或數(shù)道拱肋勾連緊密，來(lái)個(gè)雙重保險(xiǎn)。經(jīng)過(guò)歷史性的實(shí)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(zhǎng)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?zhàn)o(hù)拱石，整平橋面，完成引橋。橫砌法的優(yōu)點(diǎn)是拱圈整體性較好，但是不足之處也是顯而易見(jiàn)的：一是一次性砌筑的工程量大，很難保證在一個(gè)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(gè)全橋體量的完整拱架，耗材費(fèi)時(shí)，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(duì)拱架的承載能力要求很高。以趙州橋?yàn)槔?，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(shí)的生產(chǎn)力條件下，修建一座石拱橋要經(jīng)過(guò)社會(huì)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(gè)優(yōu)美或響亮的名字，常見(jiàn)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(duì)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(qǐng)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(shí)辰率先從橋上走過(guò)，邊走邊說(shuō)一些“風(fēng)調(diào)雨順”“橋梁永固”“澤潤(rùn)?quán)l(xiāng)鄰”的吉利話語(yǔ)，祈愿河中風(fēng)平浪靜、河上長(zhǎng)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(shí)候，通常把墩的尺寸加長(zhǎng)，大于橋?qū)捦钩?，在橋身兩?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(jì)這種尖狀造型是為了切分水勢(shì)，極大地減小水流對(duì)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(shí)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(lái)人們對(duì)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(shí)，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(yǔ)

我國(guó)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(jià)值較高。在當(dāng)?shù)亟煌òl(fā)展歷史上具有較大意義和價(jià)值。加深對(duì)古代石拱橋的認(rèn)識(shí)，提高保護(hù)水平，對(duì)保護(hù)這一古老的建筑藝術(shù)成果具有較大的意義。