诗话桥|形与神的交融——回看安化木质廊桥的衍变

都市新闻 | 2022-12-04 23:01:50
星辰在线 | 编辑:周意顺

  历史上很多桥梁,或木石兼用,采用石墩木梁,或先木后石,改木梁为石梁,以期恒久。而湖南省安化县域现存古代桥梁以木质廊桥居多(图1)[1],缘何桥梁上部结构普遍采用木材而非石材?现存安化木质廊桥架构的起源与发展有怎样的故事呢?

  

  (安化现存古桥形式占比(数据摘自文献[1])

  安化,沟壑纵横,山高坡陡,尤以黑茶产出著名。遍布山间的茶叶少不了定期培植采摘,初期,横木为梁即可解决百姓涉水之难。随着黑茶声名鹊起、“茶马互市”政策推出,修建经久耐用的桥梁成为必然选择。

  桥梁上下两部分功能各异,决定了其对材料要求的不同。下部承力、临水,用材理应坚硕结实且要防腐。安化风雨桥群的桥墩设计巧妙且形式一致(图2),这其中有何讲究?桥墩的形式又经历了怎样的衍变呢?最早的桥梁多为木墩木梁形式,墩台长期浸泡水中,每遇山洪暴发,巨大洪涝甚至裹挟大树横冲直撞,桩木显得不堪一击。洪水一过,便桥不复存在,又得重建,墩台革新成为必然。从贞观十四年(640)天津桥“累方石为脚”[2](图3(1)),到上元二年(675)石柱桥“累石代柱,锐其前”[3,4](图3(2)),再到元和十年(815)牛剑桥(湖南桃江)石墩设短柱与上层相连[5](图3(3)),桥墩(台)渐由追求耐水抗冲击,进而意图削弱水流冲击,转而兼顾联结定位上层构件。先民正是在经年的自然环境下不断发现并完善桥梁的架构、材质和功能分离。基于前人的经验并予以改进,安化先辈砌石成墩,锐化迎水面,并于墩顶设石块,防止落梁,才有了今天的安化风雨桥桥墩(图2)。

  (安化风雨桥墩台形式)

  

  (石墩【台】形式变化)

  桥梁上部承力渐轻、汲水频率减少,对材料防水的要求无需那么苛刻,转而关注其跨度。古代石梁桥跨径最长可达20米,简支木梁跨径一般为10米[6]。为何安化风雨桥选择跨越能力略差的木梁形式呢?原来,这种跨径上的劣势在古代工匠的妙手下发生了奇迹般的扭转!在经历了湍流、深谷等恶劣环境的挑战后,古代工匠们试图从结构形式上寻找新的突破。结构形式的革新由早期的简支木梁加单层托木,逐步演变为木梁横直相间、层层挑出而形成的伸臂梁,在两伸臂间搁置简支木梁,木桥跨径得以延伸至60米[6]。至此,木梁的跨越优势凸显,优越的伸臂梁形式在安化桥群上频频出现!正是基于轻质高强的木伸臂梁形式,安化风雨桥群历经岁月洗礼依然屹立不倒(图4)!

  ( 安化风雨桥的木伸臂梁)

  客观上,石材优势在于耐久,却要看处于何种场景。石料笨重,处于明清时期的山区百姓,既不能借助近代的工业技术,也没有现在常见的交通工具,即使花费九牛二虎之力将其开采,要翻山越岭,运到工地,充满凶险不说,必须汇聚群力才可为之。比如,一块条石有时需要至少六人甚至更多壮汉方可起运,若是适用树木,二人即可搬运一根,而且人数越多,行动协调能力越难配合,徒增危险因素(图5)。古代砖石结构在材料、人工和经济上消耗过高,已超越其带来的耐久性优势[7]。加之安化位于山区,木材资源丰富,自然环境的优势使木结构在取材和施工方面更具经济性。

  

  ( 材料搬运)

  诚然,木梁耐久性问题不容忽视!针对构件选材,不论是择冬季采伐还是药剂法、浸渍法、涂刷和油漆法等防腐措施的应用,无不彰显出古代工匠积极应对挑战的智慧与魄力。然而,疏漏不如引流,若要延缓木构使用时间,避雨理应纳入考量范畴,由此衍生出风雨棚的构想。在木伸臂梁上设置廊屋,一方面可保护木伸臂梁免受风雨侵蚀,另一方面可为行人提供休憩场所。安化风雨桥群上的廊屋(图6)不仅是一种功能性构筑物,其特别的建筑形式和内涵丰富的人文功能,将桥梁和村寨结合为有机的整体,俨然一幅幅生动的艺术作品,滋养一代又一代的乡民!

  (安化风雨桥的廊屋)

  除了工程上的客观原因,我国儒家思想对于木结构的大规模应用也起到了不可忽视的作用!有如“楚灵以筑华章而身受祸,秦始皇作阿房二世而灭”[8]之类论述,无不反映出儒家学者的观念——过度建设导致经济破坏、人心涣散。建筑活动受到道德观念影响,因而古代匠人安于新陈代谢之理,不着意于原物长存之观念[9]。采用木结构体系还能带来一系列连锁效应。首先,木材耐久性有限使之需要不时更新,给人耳目一新的视觉体验。其次,木材市场需求提高,林业、木材加工业的行业发展得到保障,更能解决一部分百姓就业问题,同时,我国植被覆盖率可显著提高,从而保证生态环境持续稳定。最后,木结构体系的应用也能使我国流传千年的木结构建造技艺得以传承,为中华文明的传承与发扬提供施展空间。古人在建筑体系的选取上并不刻意追求规模和长存,而是综合考虑各方面的因素,顺应自然发展规律,以求社会稳定与平衡,这是“阴阳之道”在建筑活动中的实际体现。当代桥梁建设发展迅速,但桥梁依然与自然、人类之间保持着复杂的联系,在相应的建设活动中以“阴阳之道”作为指导思想,综合考虑各层因素,也是我们桥梁工程师必研的课题!

  致谢

  本研究受到湖南省创新型省份建设项目科普专题“古建筑木结构建造技艺及历史文化科普”项目(No.2021ZK4148)、湖南省自然科学基金项目“木-混凝土螺栓组合梁耗能机理研究”(No.2020JJ5618)、中南大学古桥研究中心和湖南省交通运输厅的支持,在此特致以诚挚的谢意!

  作者简介

  谢岚,女,长沙学院土木工程学院教师,中南大学土木工程学院博士后,中南大学古桥研究中心成员。

  参考文献

  [1]蒋响元《湖南交通文化遗产》,人民交通出版社2012版。

  [2]《元和郡县志》卷五。

  [3]《唐会要》卷八十六。

  [4]《唐书·李昭德传》。

  [5]《桃江县地名录》。

  [6]《中国科学技术史》水利卷。

  [7]傅熹年《社会人文因素对中国古代建筑形成和发展的影响》,中国建筑工业出版社2015版。

  [8]杨阜,“谏营洛阳宫殿观阁疏”。宋·李昉等:《太平御览》卷一百七十三,“居处部一,宫”。《文渊阁四库全书》电子版。

  [9]梁思成《中国建筑史》,百花文艺出版社2005版。

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【来源:星辰在线】

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