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1、传统木拱桥种类与结构分析种类一、有柱的梯形木拱桥在山东、河南和四川出土的汉代画像石上，常可见有柱支撑的三跨折板梯形木拱桥。这类桥的外观类似折边拱券，结构分类则应归于边跨斜升、中跨高平的多跨支柱梁式桥。中跨离水较高的原因，显然在于桥下有船通航。画像石上此类桥梁图形颇为常见，足以说明曾经流行。东汉桥梁的实物不存，文献语焉不详，画像石图案便是推测当时结构的主要依据。汉代水上交通发达，高大楼船的通航，需要桥下高耸空间。 汉书薛广德传：“（元帝）酎祭宗庙，出便门，欲御楼船。广德当乘舆车，免冠顿首曰：宜从桥。先驱光禄大夫张猛进曰：臣闻主圣臣直，乘船危，就桥安。 ”汉元帝于前4833年在位，便门在央宫西侧，
2、出门过濠即临皂河。北上渭水之阳的宗庙，既可车马取道陆路，也可舟船顺流皂河。两相比较，陆路安全而舒适不足，水路反之。汉代大一统，车马与舟船的畅通同等重要。可是二者之间存在矛盾，桥梁是车马过河的必备，却是大船通航的障碍。如此，低平近水的梁式桥，必须加以改造。梁的出现在桥之前。人类观察树干的自然倒伏，再故意地伐木为梁，是顺乎情理的。西安半坡新石器遗址环绕宽、深均达到5米多的濠沟，居民出入，势必凭借横梁。或小木拼接成功，或大木独自造就。 诗经大雅：“亲迎于渭，造舟为梁。 ”当河流过宽过深时，周人的对策是建造舟桥。 史记苏秦传：“尾生与女子期于梁下，女子不来，水至不去，抱柱而死。 ”柱在其下且可让人抱紧
3、，可能是木构两跨支柱梁式桥，梁字古形大约就是其摹写。传说此梁在今陕西蓝田县，俗呼“蓝桥” 。 说文解字梁：“用木跨水也，即今之桥也。 ”东汉时中原桥梁的名称已从“梁”向“桥”转变，也许还包含从水平向梯形或拱形的转变。二、无柱的梯形木拱桥支柱抬升桥面，使楼船得以通航，却带来自身与船碰撞的问题，张猛进曰“乘船危”大概就包含这层意思。自汉代开始，人们致力于清除桥下障碍。在汉代画像石上，间或刻有无柱的三跨折板梯形木拱桥。如山东嘉祥县东汉武氏祠第六室下层石刻“水陆攻占图” 、山东临沂县白庄汉墓石刻“车骑出行图” ，都刻绘得十分清晰。不过包括桥梁专家在内的很多人，对其持有怀疑。从一般结构着眼，这类桥梁难以
4、成立，因而似乎不可能有过实物。无柱的三跨折板梯形木拱桥的结构的确存在问题；但超越结构，则不难发现汉人对无柱高耸桥梁的强烈追求。在此追求的长期激励下，后代叠梁木拱桥的出现只剩下技术上的一步之差。历史告诉我们，实用需要是技术发明之母。汉至宋代一千年中，中国各地木工就此可能都曾做过努力，山东人付出更多。并非偶然，巧夺天工的发明后来真的在山东得以弘扬。三、弧形的拱桥 提升桥面的另一办法是建造弧形的拱桥。郭沫若研究甲骨文，释形似拱桥的一字为蜺（虹的一种） 。李亚农推论，殷商时期已有石拱桥。工程专家们多持反对意见，金大钧认为铜器时代无法进行精确的石材加工，故不可能建造石拱券。由于缺乏实证，中国拱券源于何时
5、至今仍为悬案，但工具说亦难以令人信服。古埃及精确的石建筑、古西亚成熟的砖拱券都完成于铜器时代。祁英涛认为中国已知最早的拱券实例是，战国末年洛阳韩君墓的石门。依据是先前欧洲传教士的记述，实物已经不存。在1950年后发掘的洛阳战国古墓中，从未发现过石拱券，故多数专家认为实证不足。西汉留下了实物，在武帝元朔二年（前127）朔方郡（今乌兰布和沙漠）墓葬中，出土用楔形砖砌筑的弧形拱顶。此墓年代在张骞凿空以前，又为早期中西交通的可贵实证。东汉时，地下墓室普遍采用长方形的筒拱结构。不少学者认为，将其跨度加大用于地上桥梁，应该说没有太大困难。可是东汉拱桥的实物从未发现，而采用折板梯形结构的地下墓室却从此时沿用
6、很久。在山东嘉祥与河南新野出土的汉画像砖上，刻有单孔裸拱桥，不过难以将其视为石拱桥的摹写。从图上看，桥面很薄，近地两端略呈反弓状，似为独木弯曲而成，与砖石砌筑的拱桥差距较大。水经注卷十六引朱超石与兄书：“桥去洛阳宫六七里，悉用大石，下圆以通水，可受大舫过也。题其上云：太康三年（282）十一月初就功，日用七万五千人，至四月末止。 ”又引晋干宝搜神记：“太康末?。凡是数桥，皆累石为之，亦高壮矣，制作甚佳，虽以时往损功，而不废行旅。 ”这是可信文献记载最早的一批石拱桥。四、无脚桥、飞桥、虹桥、叠梁拱桥与贯木拱桥北宋界画发达，桥梁是常见题材，有些支柱桥与汉画中的梯形木拱桥相似；有些支柱桥呈弧形。无论梯
7、形还是弧形，支柱都严重妨碍大船通航。在仰赖水运的都城，桥下支柱与漕船碰撞的问题，甚至成为朝廷关注的焦点。 续资治通鉴长编卷148：“内殿承制魏化基言，汴水悍激，多因桥柱坏舟，遂献无脚桥式，编木为之，钉贯其中。诏化基与八作司营造，至是，三司度所费功逾三倍，乃诏罢之。魏化基所献“无脚桥式”的细节不得而知，推测类似600多年前甘肃出现的“飞桥”或“河历” 。 水经注卷二引秦州记：“枹罕有桥夹岸广四十丈。义熙中（405418）乞佛于河上作飞桥，桥高五十丈，三年乃就。 ”又引段国沙洲记：“吐谷浑于河上作桥，谓之河厉。长百五十步，两岸累石作基陛，节节相次，大木纵横，更镇压两边俱平，相去三丈并大材以板横次之
8、，施勾栏甚严饰。 ”更早河北也有过类似尝试但未成功， 晋书石季龙载记：“（295349）又纳解飞之说，于邺正南投石于河，以起飞桥。功费数千亿万，桥竟不成。 ”以上“飞桥”与“河历”结构大约皆为伸臂梁式，其高、宽尺度或有夸张。礼失而求诸野。北宋末年，困扰朝廷问题的最终解决得力于社会下层。 渑水燕谈录志：“青州城西南皆山，中贯洋水限为二城。先时跨水植柱为桥。每至六、七月间山水暴涨，水与柱斗，率常坏桥，州以为患。明道中（10321033）夏英公守青，思有以捍之。会得牢城废卒有智思，垒巨石固其岸，取大木数十相贯，架为飞桥无柱，至今五十余年桥不坏。庆历中（10411048）陈希亮守宿，以汴桥屡坏，率常损
9、官舟害人，乃命法青州所作飞桥。至今沿汴皆飞桥，为往来之利，俗曰虹桥。 ”宋史陈希亮传：“乃以为宿州，州跨汴为桥。水与桥争，常坏舟。希亮始作飞桥无柱，以便往来。诏赐缣以褒之，仍下其法。自畿邑至于泗州，皆为飞桥。 ”“虹桥”中最精美的一座在汴京东门外。 东京梦华录河道：“中曰汴河，自西京洛口分水入京城，东去至泗州入淮，运东南之粮。凡东南方物自此入京城，公私仰给焉。自东水门外七里，至西水门外，河上有桥十三。从东水门外七里曰虹桥，其桥无柱，皆以巨木虚架，饰以丹艧，宛如飞虹。其上下土桥亦如之。 ”。居于名画清明上河图长幅中心位置的，正是流传千古的虹桥。唐寰澄推测其“净跨约20米，拱矢约5米，宽约8米”
10、，并先后名之为“叠梁拱桥”和“贯木拱桥” 。鉴于表意的准确，本文倾向于“叠梁拱桥” 。五、现存木拱桥杰作两宋之际，随着汴京的衰微，木拱桥在中原地区趋于湮灭。近世学者以为再也见不到这种桥梁的实物，直至1980年代重新发现。1994年笔者在闽北、浙南一带调查，目验实物近40座，确信存在的共约200座。这个地区木材丰富、沟壑纵横、人烟稀少，具备木拱桥得以建造并留存至今的必要条件。闽浙现存木拱桥中年代最早的，约可溯至南宋。有人以为朝廷迁都临安后，这里成为畿辅之地，中原虹桥随之到来。如此推论不无疑点，一方面北宋青州未必就是虹桥技术上的源头；另一方面，已知闽浙木拱桥的主事工匠，多来自距杭州较远的闽北，而不
11、是较近的浙南。在福建屏南县寿山乡霍童溪上，现存一座令观者惊心动魄的木拱桥。龙井桥单跨22米，宽4.8米。桥南清嘉庆碑记：“吾乡之南二十里许，有龙井桥，不知昉自何代。询之父老及遗碑，大约创自炎宋，亦究无实录，终回禄于乾隆年间，今岁缘首等募缘重建，属志于余。 ”屏南县志载：“龙井桥在坑里北，其桥两山相映，万木森立，俯视桥下，龙井喷浪如玉。 ”桥藏于深山峡谷，密林中几不可见。其形势极为险峻，桥腹距水面高约30米，据乡民称水下还有30米。木拱桥的源流扑朔迷离。近代留存实物的，还有甘肃临夏、渭源和兰州地区，方圆不过150公里。耐人寻味的是，北朝文献中就有这一带建造“飞桥”及“河历”的记载。2000年夏，
12、笔者在临夏附近的大夏河上，果然看见一座伸臂梁加斜撑的木桥，其跨度不到20米，但完全印证了沙洲记中关于“河历”的记述不虚。偶然露出的蛛丝马迹表明，中国木拱桥的调查尚不全面。前几年，笔者与闽南和东北朋友闲聊，意外得知他们儿时都曾玩过筷子游戏，实际上就是搭建木拱桥模型。2003年4月1日，在中央电视第10台有关1931年长春万宝山日军的图片报道中，隐约出现一座与兰州例接近的实物。推测木拱桥在全国过去或现在的分布地可能更为广泛。六、桥上廊屋桥上廊屋的起源很早，最初或为强化结构，或为防雨防潮。木材保持干燥状态，可以经久不腐；时干时湿，最易损坏。 四川通志记三公桥：“桥可十几丈，桥上架梁，梁上竖屋。不意结
13、构才完，而汪公以未任去，?逾年而屋未复，雨晒阳曝，桥梁几蠹。今太守杨公捐俸购木，植易陶瓦，命工匠覆盖如是。 ” 刘敦桢考证，桥上廊屋可能上溯到春秋战国，唐白居易在“修香山寺记”中，曾提及寺桥一所、连桥廊七间；南宋李嵩在其“水殿纳凉图”上绘有廊桥；临安的丰乐桥上有重楼，为朝士们聚会游饮之所。张择端所绘汴京虹桥上没有廊屋，原因当在于应急，不求坚固永久。廊屋功能的衍伸是供人驻足观赏，尤当秋高气爽之时，凭栏远眺，葱翠满目，心旷神怡。廊屋侧面的常见处理是加腰檐，外观与重檐相似。在降雨量较大地区，则有必要完全用鱼鳞板封闭起来。先功利而后艺术是人类活动的一般规律。在偏僻乡间，桥上廊屋可能有更多功能，供神佛、
14、设集市，亦为行者歇脚的避风港，特别在聚落附近，廊屋大空间常常是乡民聚会的主要场所。在中国，修桥铺路是名垂青史的大功德，原因就在于此。结构古代桥梁的结构，大体分为横梁和拱券两类。由于木、石材料强度与自重的局限，梁式桥的单跨长度一般仅为710米，超过10米易受弯折断。多跨桥的长度较大，但在水中不论立柱还是筑墩，施工总是困难；桥墩过密，又经不起洪流冲刷。中国古代木梁的最大跨度是13米，石梁跨度可达20多米。如漳州宋代虎渡桥，梁长23.7米，宽1.7米，高1.9米，重量超过200吨。巨型石梁的安装，只有在沿海河口，利用潮水涨落才可能完成。如果跨度更大，其下又为深谷湍流，支柱无法筑造时，伸臂梁是可行的结
15、构方式之一。在木结构中，这种做法与斗拱相似；在石结构中，便为叠涩。四川木里彝族自治县有一座木伸臂梁式桥，近人实测净跨为48米，堪称奇迹。斗拱和叠涩受到中国人喜爱的原因可能是，其空间效果与石拱相埒，受力仍符合木材本性。在实际工程中，经济和坚固是不可忽视的。木伸臂梁式桥的材料耗费太大，因此除了在特殊需要又有足够木材的情况下方能成立。半圆形石拱桥，据统计数百座中多数净跨略大于10米。原因主要在于半圆拱的矢高使桥面坡度过陡，不利于车马上下。以拱跨与矢高之比计，半圆为2.00，比值越小坡度越陡，越大越缓。验之古代石拱桥，南方常为2.322.56，北方略大，极限是安济桥5.12。现存木拱桥的跨矢比多为6.
16、00，绝对超过石拱桥。推算当跨度在2030米之间时，桥孔高度为4米上下，下可容舟船，上利于车马。宋代虹桥跨度正在20米左右。 宋会要：“大中祥符八年（1015）马元方请浚汴河，中流阔五丈深五尺。 ”河中流宽约16米，桥宽理应稍大。木拱桥的绝妙之处就在。 “编木”结构，这种“编术”结构不用柳钉，全由大小均匀的巨大圆木纵横交织，交叉搭置、互相承托、挤压咬台、逐节伸展，形成完整的木架式主拱骨架。由于力学结构的合理与完美，尽管“虚架无柱”这种“编木”结构却有很好的受压性能，术拱桥的“编术”结构系统巧妙地实现了跨越山谷和支撑桥面荷载的两大功能。因此，木拱桥的关键是“编术”结构的拱架系统的建遗。 “编木”结构构件主要内力为纵向压力 t 是结构力学严格意义上的拱结构。因而具有优越的承载能力，但“编木”结构所用的材料是术材，本材是硬的，是一种线性材料，适用于平面结构，不同于竹篓、藤筐等所用的竹、蘑等材料，竹、藤是软的，适
