宁波地区古代石拱桥病害与保护探析

陈丹华 （余姚市文物保护管理所，浙江 余姚 315400）

目前宁波所辖县（市）区中，尚存不同时期不同类型的具有一定价值的古石拱桥100余座，其中公布为各级文保单位或文保点的有50余座，以海曙、余姚、鄞州居多。宁波古石拱桥多为明、清建造，每一座桥梁都有其独特历史意义和文化底蕴，是历史留下的一笔宝贵的文化遗产。这些桥大多历经数百年，许多石材开始风化剥落，出现开裂、局部破损。因此，古石拱桥的保护工作刻不容缓。文中分析了宁波现存古石拱桥的基本类型与主要特点，并以山区单拱石拱桥白云桥和平原地区三拱石拱桥通济桥为例做现状与病害分析，针对病害提供了几种可能的保护措施。

1 宁波地区古石拱桥基本类型

1.1 单孔石拱桥

单孔石拱桥，俗称“洞桥”，是宁波地区石拱桥中数量最丰富的一种形式，比例占九成以上。有卵石、不规则块石堆砌而成的乱石单拱石桥，也有条石、较规则块石砌筑的单拱石桥。

乱石单拱石桥一般存在于山区的溪流上。究其原因山区部分流域宽度不大，单拱桥足矣，特别是四明山山区，暴雨季节流水湍急，单拱石桥中间无桥墩，可避免水流冲击中间桥墩。而且就地取材，节省成本，利用山谷岩基作为桥基，用溪水中的卵石、山里的块石堆砌。不仅如此，溪中的乱石不易风化，相对山石更加坚固。具有代表性的是宁海县省级文保单位万年桥，该桥建造于清乾隆25年（1760），南北向横跨于大松溪上，其基于天然岩层上，形如半月。桥全长34m，桥面净宽4.8m，矢高10m，净跨18m。据县宁海县《交通志》记载，万年桥为宁海县跨径最大，全省第二的单孔卵石拱桥。

条石、较规则块石的单石拱桥一般造于平原地区的小溪小河上，而且河中常通行小型船只。条石的单拱石桥规格比一般的乱石拱桥高些，一般都设有望柱、抱鼓石、石狮、栏板、楹联等石铺工艺，冠有桥名。一般砌置方式有并列砌置，如宁海县的惠德桥；横联砌置，如海曙区的高桥；框式横联砌置，如宁波海曙区的新桥；肋式结构砌置，如宁海县的宏济桥；横联并列砌置,如余姚的白云桥。最具代表的宁海县宏济桥是肋拱系梁单孔石拱桥，全长10m，拱跨4.8m，桥面宽2.1m、高2m，拱券构造采用中国古代传统的木构架榫卯法。肋拱系梁的结构是将桥面荷载力分散到各段肋拱上，把力学原理巧妙地融入桥梁建筑工艺中，这种做法在宁波地区尚属首例。

1.2 双孔石拱桥

因河中央水流量、流速相对较大，而双孔拱桥中间桥墩正好位于河流中间，增加了不稳定因素，因此双拱较少采用。在当时拱桥的技术已然成熟，分析建造双拱的原因可能有以下几点：首先，是跨度，双拱桥河道的跨度建造单孔较困难，更考验技术，双孔会更简单易操作；其次，当地经济还不繁盛，双拱桥多出现于乡村河道，过船量有限，而且当时宁波内河船只都较小，通航没有那么高的要求；最后，可能是出于建造人的形式选择和偏好。

双孔石拱桥在宁波地区屈指可数，文保单位中除惠明桥外，还有一处位于今海曙区境内的万安桥。据《鄞县通志》记载，万安桥始建于宋，历代重修，现为清代重建。此桥面长9.45m，宽4.5m，两头各有15级低平的台阶，桥总长19.45m。桥面之上建有桥屋3楹，两侧设木栅栏。

1.3 多孔石拱桥

宁波地区的多孔石孔桥是中国南方薄墩薄拱石拱桥的典型表现。多拱桥多位于水网贯通，水位较稳定的江河，交通运输依靠船只，陆上无车运，承受的荷载较小，所以多做成薄墩薄拱形式，且运输船只较多，所以拱高耸以便通航需要。

宁波地区所剩多孔拱桥为数不多，拱数也只有三孔、五孔，文保单位、文保点中有北仑长山桥(三孔)、慈溪七星桥(三孔)、鄞州定桥（三孔）、象山欧阳桥(三孔)、、奉化居敬桥(三孔)、奉化福星桥(五孔)、余姚通济桥(三孔)、余姚季卫桥(五孔)。

2 宁波地区石拱桥的病害分析

经过实地调查宁波多座古石拱桥，发现每座石拱桥存在不同程度的残损病害。由于石拱桥所处的地理环境、建造时代、建造的技术水平等大致相仿，导致病害具有很大程度的相似性，因此，本文以山区单拱石拱桥余姚白云桥和平原地区三拱石拱桥余姚通济桥为例，进行现状与病害分析。

2.1 山区石拱桥病害分析

山区石拱桥代表有浙江省级文保单位白云桥，该桥自清光绪十六年（1890）重建至今，位于四明山区鹿亭乡的晓鹿大溪上，桥身规格约为160cm×40cm左右的长条石错缝砌叠而成，全长29.87m，桥面宽3.8m。桥台建于两侧石崖之上，高1.1m，桥孔净跨12.8m。

白云桥现状。全桥存在渗水、白化、青苔现象，曲面拱板较为严重，两侧桥台上侧拱圈均有破损，石踏步板南北两侧均存在开裂，部分台阶存在开裂、破损现象，端平台石板开裂1处。有立柱破损3处，狮头缺失1处，立柱顶开裂1处。西侧龙头石1处裂缝。东侧山花墙靠近0#台处有1处块石偏位，应为拱上填料挤压所致。拱上填料有轻微沉陷，北侧尤为明显，导致北侧台阶顺桥向倾斜。

图1 白云桥东立面图病害图

白云桥病害分析。首先，白云桥历经几百年的风吹日晒，并经岩石周期性膨胀收缩，导致桥背轻微沉陷，北侧踏步板顺桥向倾斜，平整度变差。其次，桥面未设置排水系统，不能及时将雨水排出，雨水顺着桥面块石间缝隙渗入拱上填料中。同时植被茂盛、根系发达、不断吸收水份，延长了水份在拱上填料中的时间。植被根系顺着块石间缝隙不断生长，使缝隙扩大，导致拱上填料出现沉陷，拱圈严重渗水，致使内部产生拉应力，导致裂缝；白云桥采用重力式桥墩结构，基础受冲刷程度较小，墩台滑动、下沉情况均不明显。

2.2 平原地区石拱桥的病害分析

平原地区代表全国重点文保单位余姚通济桥。余姚通济桥自清雍正年间重建至今，系陡拱式三孔二墩石桥。从桥身连同南北桥堍共长43.39m，桥面中心宽5.61m，南北两端宽6.43m。主孔净跨14.2m，拱矢高度8.40m；北孔净跨8.70m，拱矢高度4.95m；南孔净跨7.60m，拱矢高度4.90m，南北两洞下各筑有纤道。

余姚通济桥现状。

①基础存在不均匀沉降。根据1988年水下调查报告，北桥台基础东侧下沉约200mm，北桥墩低于南桥墩约200mm，水面下桥墩分水尖多处被撞断掉落江底或被撞移位；

②拱圈残损。中孔顶部三处锁石中部断裂，两侧小孔两处锁石端部破损，北侧小孔1处护拱石与山花墙脱空约50mm～100mm，拱板出现裂隙，拱圈渗水、表面钙化物、青苔、污垢附着；

③桥面、桥栏残损。桥栏底龙头石断裂，龙头石与条石踏步拉脱，多处望柱与栏板拉脱，栏板断裂或出现裂隙，桥两侧植被根系已通过石材间的缝隙侵入古桥内部，部分根系较发达。

图2 余姚通济桥东立面病害图

余姚通济桥的病害成因分析。

桥面未设排水系统，雨水顺着桥面块石间缝隙渗入拱上填料中，又由于植被茂盛、根系发达，使得缝隙扩大从而导致桥面渗水；由于大气不同程度的污染物溶蚀石板导致拱板渗水处白化、黑垢；护栏石、护栏立柱长期裸露在空气中，历经风吹日晒，又因为岩石周期性膨胀收缩，使石材内部产生拉应力，双向导致裂缝产生；北侧桥台不均匀沉降及桥梁顶部受到较大荷载，导致第一孔、第二孔跨中位置的锁石产生较大侧向剪力；不均匀沉降又使拱桥北部两侧山花墙开裂。下部结构存在不均匀沉降，且下部结构为重力式墩台基础，主要病害是由于外力撞击导致桥台位置拱板与锁石连接处破损。

综上，对宁波石拱桥的病害总结如下。植被、生物侵袭；护拦板存在裂缝；桥面部分构件缺失；拱板存在不同程度的白化、黑垢、风化、破损；拱上填料出现深陷；桥台由于雨水冲刷等因素导致条石间灰浆流失，整体性差；由于下部结构变形导致的拱圈不同程度的位移、开裂；条石开裂、卵石局部掉落，两侧山墙开裂等。

3 古石拱桥保护初探

古石拱桥病害有各种因素，这些因素中的一类或者几类共同作用，导致残损的发生和发展，所以出现残损不可避免。针对上述病害以及学习其他地区的实例，对古石拱桥保护措施进行初探。

3.1 针对植被、生物侵袭的措施

古石拱桥常年露天，且存在时间较长，周围植物的生长是普遍存在的现象，其在一定程度上反映了本身久远的历史，一般不清洗，但当植物对石材造成危害，影响后续的维修保护工作时，就要对古桥进行清洗。主要目的是去除有害石材的物质，打开石材孔隙，恢复石材原样。

余姚通济桥表面植物茂盛，根系已深入石缝，亟需对此进行处理。建议对于较粗壮的树木类，先除去外部树枝，后对根系喷洒适量药水，一般可选用百草枯，待根系腐烂后填缝至密实。对于一般的爬藤植物，借助小铲去除根系，去除的时候要小心，避免用力过大伤害石材。若清理过程中原有条石松动，则进行归安，用糯米石灰浆填缝至密实。用毛刷去掉古石拱桥表面苔藓等植物。在表面杂草清除之后，再考虑采取进一步清洗。清洗方法的采用必须进行现场局部试验，待认可后才能全面应用。之后要定期对表面植物进行清理，避免根系深入石缝。白云桥表面的植物相对通济桥而言较少，但也需要对此进行处理。

3.2 针对白化、风化问题的措施

风化、白化造成石材强度降低，导致石拱桥的承载能力减弱，造成的原因主要是水，所以做好防水是保护石材的重要手段。最简单的办法是将防水材料直接涂在石材表面，但是实践表明这种效果不理想，另外由于涂层的寿命有限，若局部涂层破坏，水、腐蚀物都进入而且不易出来，反而对石材造成损害。余姚通济桥与白云桥都存在白化、风化等问题，对此，建议先清理石材表面、填充裂缝使得表面较坚固而干净，之后做整体的具有可逆性的防护处理，将防护剂渗透到石材内部。常用的防护材料有丙烯酸酯、环氧类树脂，一些无机材料，如碱土金属的氢氧化物等。

3.3 石拱桥结构加固

由于自身质量、时间推移及长年的河水冲刷等原因，导致桥基有不均匀沉降。通过多次监测，变化不显著的，建议先不进行处理，但是要建立长期监测系统，通过监测发现沉降变化明显的，要采取加固措施。常见的加固方法有高压旋喷桩加固技术、扩大基础加固技术、增补桩基加固技术、钢筋混凝土套箍或护套加固法等技术。余姚通济桥和白云桥的基础沉降不明显，故建议先对两座桥建立长期监测系统，之后定期观察变化数据做出对应措施。

针对拱圈开裂变形的加固。对于较规则块石砌筑的石拱桥，轻微变形的，建议保持现状，对破损部位进行加固，勾缝处理，必要时进行监测。对于乱石拱桥，当出现零星块石掉落，则进行粘结加固。变形稍大的，可采取以下方法，若下部结构没有病害，且桥下净水和泄水面积容许部分缩小时，在原拱圈后架设钢结构支撑体系。另外，还可对拱圈进行灌浆加固，对较规则块石砌筑的破损部位进行加固，在拱圈上部交叉钻孔，植入锚杆，对拱背填料进行灌浆加固。变形拱圈不建议落架解体，虽然能够把变形纠正，但是对文物本体干预较大。

3.4 加强对石拱桥的巡查、监测、管理

提高对古桥日常巡查、养护的认识。安排专人负责，业余文保员、文物安全管理部门定期巡查。在每年的年度养护工作计划中安排古桥养护维修经费。对一些重要的、存在隐患的古桥进行定期的监测，例如对通济桥进行专业结构安全性监测，对白云桥进行定期安全检测。建议做好主要针对台风、洪水等突发性坍塌的应急预案。

4 结语

每一座古石拱桥都沉淀着悠久的历史，也是连接多种文化的载体。宁波古石拱桥见证了宁波的历史，表现出了宁波劳动人民的智慧，具有重要的历史价值。古石拱桥姿态优美，很多古桥与周边环境浑然一体，形成独特的景观，表现出了较高的艺术价值、社会价值。古石拱桥由于现实原因，保护到达了关键期。每个桥的情况不一，要根据实际情况按照最低干预原则，在保证文物本体安全的前提下，最大限度保证文物本体真实性和完整性，采取合理的加固保护措施，最大可能地保存古石拱桥的价值。