古桥建筑文化与五音桥的修复研究*

姚良达，肖治权，余鸿图，李志豪

（广东白云学院，广东 广州 510450）

古桥建筑文化与五音桥的修复研究*

姚良达，肖治权，余鸿图，李志豪

（广东白云学院，广东 广州 510450）

古桥文化是一种综合性的文化遗产，它既反映了丰富的历史掌故，自然环境的变迁，更反映了其本身建筑技术的演变与建筑工艺的发展。因此古代桥梁保护的难度远远超过其它文物，其保护的必要性也远远高于其它文物和文化遗产。在中国的历史长河中，我国有着悠久的建筑文化，饮食文化，经济文化，这些文化影响到该地区乃至整个国家的发展。其中建筑文化有着悠久的历史，比如五音桥典型的拱桥构造类型，以及其它相当有名古桥的结构，都是在古代建筑物中的重要标志。为了更好地探索我国建筑方面的历史文化，从桥梁文化角度了解古人的风俗习惯，于是对有名的古桥建筑文化与修复研究进行探索。

古桥文化；研究价值；桥梁修复

1 古桥研究的必要性

古桥建筑作为中国传统文化传承的重要载体之一，也是当代建筑物的标志。在现代飞速发展的时代中，桥梁的建造对于地区的发展起到举足轻重的作用。那么，在古桥研究与修复的过程中，通过总结前人经验的基础上，从而提出可以让世人容易学习的造桥工艺。同时，古桥工艺是现代一种非常值得建筑行业学习的非物质文化遗产，有利于我国桥梁得到进一步飞跃的发展。

2 古桥的科学价值和研究价值

中国作为世界四大文明古国之一，其古代造桥技术精湛，施工工艺高超，在人类社会文明发展的建筑领域起到举足轻重的作用。桥梁是地区与地区之间的主要交通枢纽，社会的飞速发展推动了桥梁的建立，也间接地加速了造桥技术的发展。古桥的建筑类型，栏杆图案，结构基础都能够体现出该地方的风土人情，该地域的建筑风格，该地区的经济发展情况，是社会发展的标志性产物。

3 五音桥的文化特色

纵观中国古代文明的建筑艺术风格，古代桥梁是人与社会环境相结合的产物，是中国建筑物独特的历史文化结晶，各种有名的古桥间接反映了当代繁荣的经济、科技的进步、人文的素养。随着建筑技术的进一步发展，桥梁建设更好地与声学环境、艺术环境、自然环境的有机融合，充分满足了当代人的物质与精神上的追求，使得桥梁更突显出当代民族的文化精神。河北省遵化县清东陵内七孔桥，俗称五音桥，其栏板在木棍的敲击下，会发出十分悦耳动听的美妙乐声，时而低沉浑厚，时而清脆悠扬，仿佛让人亲临在一个含有中国五个音阶（宫、商、角、徽、羽）的音乐演奏现场。此桥的建设充分利用到声学原理，结合独特的石质材料，再加上匠师的精心制作，使其达到一个完美极致的建筑效果。

图1 河北五音桥

桥梁独特的建材，符合审美观的黄金线条比例，整体结构体态能给人们留下宏伟壮观的视觉效果。正如河北著名的五音桥（见图1），其全长110.60米、宽9.10米，每一座古桥都是当代社会发展的里程碑，象征着该时期的建筑技术，有着一定的先进性，创新性，科学性。因此，古桥蕴涵着深层次的文明价值，推动着中国建筑的进一步发展。

与此同时，古桥是当代经济与历史文化的印证，见证着每个时期的英雄人民。每个时期桥梁的构造方式，结构类型，艺术风格都不一样，为了纪念一些伟人，战争的胜利，地域的发展，都会建立一些有特色的桥梁进行纪念，它是人类历史文化的延伸。另一方面，研究古桥文化可以让更多的建筑师了解到古代桥梁的核心造桥技术，更深层次地联想到中国建筑的艺术。那么，古桥不仅是一种建筑技术的科学丰碑，更是对历史文化的一种创新与传承，加强对古桥的研究有着非常重要的意义。桥上有石望柱128根，抱鼓石4块，两边安设有方解石栏板126块，每块栏板的形状和大小相同。此栏板所使用的石材是由质地洁白、细腻的约含有50%铁质的方解石雕刻建造，如果顺着敲击，会发出不同的声音。五音桥的设计风格独特，在栏板上所产生的声音效果，增加了桥梁上的人文艺术效果，展示了古代文人骚客的爱国情怀。

4 五音桥的承载力与稳定性

基础是建筑物的根基，其建筑物的稳定性取决于地基的抗剪强度、上部结构的自重及构件截面形状和面积等因素。地基的不均匀沉降是导致基础破坏的主要因素，那么地基的好坏对建筑物来说是十分重要的。其中，由于建筑物所处的地基环境不同，其土层的抗剪性直接会受到周边地质环境的影响，在长期受到外力的作用下，基础会受到严重的破坏。

在历史上最著名的就是意大利托斯卡纳省比萨城的比萨斜塔，比萨斜塔倾斜的最主要因素就是地基下有多种土层，各种软质粉土和松软的黏土形成地基，黏土的侧向位移、软土地层厚度不均匀等土层因素，造成比萨斜塔倾斜，由此可见地基土层的厚实度和均匀分布对建筑物的稳定起着决定性的作用。

位于河北省遵化县清东陵顺治帝孝陵神道上的五音桥同样受到地基沉降与承载力等多方面因素的影响。在五音桥的建设初期，古代桥梁匠人充分考虑桥梁的承载力，使得原基础能够满足桥梁地基础承载力的要求，即使经过洪水常年累月的冲刷，也没有较大程度影响到桥梁的稳定性，确保原有桥墩基础不受到严重的损坏。然而，地下水被人们过度开发利用，使原有的地基土层失去原有水层的浮力，间接地诱导了黏土土层的侧向位移，破坏了地下流体物质的循环运动，可能导致地基基础变得不稳定。因此，桥梁周边的地理环境和人为因素对桥梁的稳定性有着不可忽视的影响。

在中国桥梁建造史中，为了避免温度差异等不利因素影响到古桥的一个整体性，在修建古桥的时候必须有一个坚实的地基基础。著名的五音桥所处的当地温差变化较大，导致地基土层的热胀冷缩，粘结物在同一时间内水份蒸发程度不同，从而产生地基土收缩，可能使五音桥地基发生较大的局部或整体沉降。所以，建造桥梁时应该充分考虑到温度因素对桥梁结构的影响。

5 探索五音桥维护与修复的过程

一座城市的独特魅力之处在其深厚的文化底蕴，城市建设的传承与发展更能彰显出城市的个性形态和文化特色。古桥作为典型的历史文化遗产，加强对古桥进行修复与保护，让一些遭受破坏但可以进行加固修复的古桥尽可能长久地保留下来，该工程具有十分重要的历史价值，文化价值，科学价值。为了更好地研究与修复古桥，以中国著名的五音桥为例，从以下几个方面进行分析与探讨。

（1）从五音桥的地基层面分析。位于黏土地基上的五音桥，其地基易遭受到不同程度的损害，影响桥梁本身的承载力。为了加固其地基的稳定性，通常采用小木桩密排打入土中，在木桩上有规则的铺设条石或块石，再在上面砌筑墩身；一些难以修复的桥墩宜采用基础托换，使用钢筋混凝土墩身，外面砌筑原墩身一样的材料，坚持修旧如旧的原则；还有基础的不均匀沉降可采用灌浆加固法。另一方面，地基病害的发生与地基土种类、上层桥梁结构有密切关系，不同种类的地基土决定了其物理、力学性质。这类容易使地基产生病害的土我们一般叫做软弱土或者不良土，其包括：软粘土、膨胀土、湿陷性黄土、杂填土、季节性冻土、饱和粉细砂等。对于以上几种土质，可以采取硅化加固法、挤密法、石灰浆加固法、旋喷桩法这几种方法进行加固。其中挤密法是加固桥梁地基中最常用的一种措施，它是利用成孔机械在地基周成孔，向孔内填入砂。灰土、素土或其他建筑废料，用挤压设备捣实压实，挤压地基周围松动土层，使软土层承载力提高，压实后土层与桩形成持力层，减少地基的不均匀沉降，适用于厚度较大的湿陷性黄土地基加固。

（2）从五音桥的基础层面分析。基础是承载着全桥荷载的关键部位，直接决定了桥梁本身的质量和内部结构的稳定性，对其进行加固处理能更好地发挥原本应有的作用。桥梁的许多外部和内部因素都会影响其基础的完整性、整体性、稳定性，包括古桥的不合理使用及养护等都会使古桥产生一些破坏，最终影响到古桥使用的年限，导致文化遗产的流失。五音桥在长年使用的过程中，其基础容易出现损坏的现象，导致侧墙、拱圈等部分出现开裂，甚者会导致桥梁的整体倾斜，倒塌等状况。由于五音桥地基土层的不均匀沉降，可能诱发基础出现沉降、位移，再加上河床土和质地不好等因素更容易导致基础局部脱空。对于这种情况，基础处理一般采用基础加固或基础托换，然后将基础与承台连接来增加稳定性。

（3）从五音桥的上部结构分析。桥梁的上部结构是桥梁主要组成部分之一，它的完整性和整体性不仅体现其外貌，还会影响到整个建筑物的稳定性。五音桥经历多年的雨水冲刷和风化等自然环境影响，其防水层容易遭到破化或失效，会导致拱圈，桥面，桥底漏水，渗入到桥的内部结构，从而影响整座桥的结构安全，缩短桥梁实际的使用寿命。为了使桥梁的防水层可以得到修复与维护，桥面上应适当进行填料，在保证古桥的原有的外貌下，可以添加沥青，胶泥或三合土等做防水层。此外，在某些变形缝处，应该采取特别的处理方法，可以灌注适当的混凝土砂浆进行密实，加固，确保桥面内部不留任何缝隙。当桥墩受到损害的时候，为了更好地延长其寿命，应该采取相应的措施进行维修与保护。上部结构的不对称荷载会导致桥墩的水平推力不平衡，这样会加剧桥梁内部受到严重的破坏。因此，恢复桥墩的正常承载力应该从基础的稳定性和桥面承受荷载进行研究修复，再根据实际情况进行进一步的修补。同时，在保养桥墩的措施中，应该适当地清除墩台顶面的污垢，可以适当改善后台排水设备系统，防止其顶面积水。对于部分切缝砂浆的脱落和裂缝，可以采取压浆处理的方法，将一些受到风化裂缝，裂纹进行修补。通过各方面的修护与保养，可以增强桥墩的抗压能力，延长古桥的使用寿命。 随着城市化的进程不断前进，外加新时代、新文化的价值理念，多元文化的需求与发展，传统古桥的修复会面临许多困难与挑战。对于文化遗产的保护，需要广大建筑师的努力。

6 结束语

从以上分析可见，，古桥的保护是多方面的，包括材料、结构、文化等。而在中国，由于历史文化的原因，桥梁和桥梁文化始终没有得到应有的张显和重视，不管是从古桥的文化，人文价值，桥梁奇特之处，还是从材料到施工工艺都需要围绕着修旧如旧的原则进行展开。而一座城市的古桥建筑，也是城市发展的缩影之一，体现着城市的文化内涵，代表着建桥时的技术水平。对于具有地域文化的古桥建筑，更能使人们了解其城市发展的历程，是不可多得的城市记忆。因此，古桥的研究既可了解历史，古为今用，又为保护古桥、弘扬当地历史文化、申报中国、世界文化遗产起到重要作用，所以古桥研究是十分必要的。

［1］赵丹.石拱桥的健康监测与保护研究［D］.聊城大学，2015.

［2］董月兰.加强古桥保护留存城市记忆［J］.城建档案，2008，（10）.

［3］石泉彬.泰州市古建桥梁调研与典型古桥的加固保护研究［D］.南京林业大学，2012.

K928.71

A

1671-3818（2016）10-0210-02

姚良达（1995-），男，广东广州人，研究方向：土木建筑工程方向。

该项目受广东大学生科技创新培育专项资金资助，作品编号：pdjh2016b0817。