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。 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。
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。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。
福建泉州 洛阳桥 图源博客@ 刘伟大老虎 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。
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) 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?
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。
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。
北京 濠濮涧 知鱼桥 图源网络 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。
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)伸臂或 双(侧)伸臂梁桥,以及斜撑伸臂式梁桥。
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。
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的。
甘肃临洮 永宁浮桥 图源网络 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。
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。竹索桥一般都是并列多索竹索桥,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,现存最早的是重建于清光绪年间的安澜桥。
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。
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,中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 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。
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,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。
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
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。
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
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》。
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。
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 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 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
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。
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。
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