达坂城木拱桥特征及保护加固措施探索

艾斯卡尔.模拉克，爱资哈尔.艾斯卡尔，提力瓦力迪.斯拉依

（1. 新疆大学建筑工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047；2. 新疆大学电气工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047）

在人类文明的发展史中，桥梁占有重要一页。从实物证据看，拱是桥梁最主要的结构形式，最早出现在古埃及[1]。中国拱桥在世界桥梁发展史中占有重要地位，如建于1454年的叶树阳桥，曾是中国历史上最长的木拱桥之一，赵州桥是石拱桥代表之作[2]。从大量的文献调查中得知，木拱桥留存数量在逐年减少，主要原因有洪水、龙卷风等自然因素，以及人为失火、改变交通功能、拆建等人为因素。除此之外，还有木材、石材随着钢铁和混凝土的推广使用，逐步被替代，缺乏保护意识也是重要原因之一。

随着桥梁工程领域相关研究的不断深入，对木拱桥研究的视点多以桥梁历史、社会作用、文化价值等为主，缺乏对木拱桥结构、设计水平、施工技术和保护措施的调查，更谈不上基于桥梁结构学的深入研究[3-4]。

2007年6月，达坂城木拱桥被新疆维吾尔自治区人民政府公布为自治区级文物保护单位。2015年，笔者组织项目组人员对达坂城木拱桥进行现状勘察，立足于现有研究文献、现状调查，综合梳理。文章以达坂城木拱桥作为研究对象，从该桥的结构特征及特殊地理位置出发，对其主要特征进行分析总结并提出保护加固措施的方案。希望能为新疆公路桥梁的记录与保护作出更为全面的研究。

1 达坂城木拱桥概况

1.1 地理位置

达坂城木拱桥位于乌鲁木齐市达坂城区达坂城镇八家户村南2 km后沟沟口的白杨河上，始建于1939年，1940年竣工使用[5]。达坂城木拱桥，临着山根，呈东西走向，横跨于白杨河之上。桥东为312老国道，桥西连霍高速（原吐-乌-大高等级公路），桥南是穿越天山通往吐鲁番的白杨沟河峡谷（后沟），又称“白水涧道”，桥北是开阔的谷地（图1）。

1.2 价值评估

达坂城作为古今进出迪化（现乌鲁木齐）的交通要道，地理位置极其特殊。达坂城木拱桥作为国际援华物资运输的必经之路，具有历史和现实价值。该桥由前苏联专家组织设计施工，当地居民均称其“华桥”，有人认为这得名于苏联在抗日战争时期“援华”之意。这座桥在抗日战争中发挥了重要沟通功能，是中俄友谊关系的见证者。

达坂城木拱桥结构稳定，桥墩坚固，木拱规整，排架无缺，保存较完好，对于研究早期桥梁技术具有一定的科学价值，也可作为新疆公路桥梁史研究的重要实物。对达坂城木拱桥进行进一步保护和合理利用，对进行爱国主义教育有一定积极作用。

2 达坂城木拱桥特征

达坂城木拱桥，全长28.5 m，跨度近18.5 m，宽7 m，载重10 t。该桥构造甚是精美，巧妙地利用了当地地形，桥东由石砌的桥台支撑，坐落在岩石上，而桥西则直接搭着相邻山崖，两岸以岩石做桥基，下部利用岩石为基础，与紧挨的连霍高速呈“T”字形。

该桥建桥特点是木料处理，前苏联盛产木材，木桥技术较发达，单用原木架桥很难达到较大的跨度，而该木拱桥发展了木桁架桥、钉板梁桥、胶板梁桥等桥型特点，这种技术极少见。此桥木料选用云杉，木板烘干后，再全用烧热的清油浸泡，弯成一定弧度，每层木板错开连接，8层板摞起来，用铁钉钉结，再用U型铁（圆铁）箍结在一起。而5条拱肋由支架架起，5道拱形支撑如彩虹，下方木支架呈八叉形交错，桥面铺着圆木，横向还有木撑连接。当时施工时全凭人力，先在平地上将这些木拱肋制作好，再分别悬架到两端桥台上。达坂城木拱桥，桥本身设计结构合理，桥面适当外延，为桥下支架起到阻碍雨雪水的功效，加上桥台稳固、科学的木料处理等诸多因素，施工严格按照设计进行，通车后养护工作保证了桥身完好（图2）。

3 达坂城木拱桥现状

1978年新桥建成后，达坂城木拱桥被废弃，后停用。由于各种因素，达坂城木拱桥在早期运营和后期闲置的过程中出现了残损。1996年7月19日的特大洪水将木拱桥东端路基截断，桥面悬空。1998年，为使连霍高速公路通车，木拱桥西端处的山崖石壁被炸开[6]，大量碎石土方堆积桥面及桥台边，改变了文物原有环境状况，但未影响到桥体整体性。

由于环境、材料、荷载减少等因素，达坂城木拱桥出现了各式各样的病害，主要有桥面梁、垫板槽朽，灰土层、沥青砂石层碎裂、冲蚀、缺失；防护栏立柱歪闪、缺失，护栏及扶手已完全破损丢失；拱肋油饰脱落、箍筋缺失、局部木材槽朽；台身木支架油饰脱落、锚杆缺失、局部木材槽朽；西侧桥台砌在岩体上保存一般，桥台与桥基连接处存在水蚀，冲空现象，外加山体岩石坠落撞击路基、护坡对桥台也产生一定影响；东侧桥台砌在岩体上保存较差，桥台与桥基连接处水蚀，冲空现象严重，外加没有路基、护坡保护，桥台稳定性和抗水蚀、抗水冲性能降低；桥基完全依托天然山脉岩体坚实可靠，未发现沉降、移位。

达坂城木拱桥保存状况较差，桥上栏杆扶手无存，北侧现存有8根竖杆，南侧有7根竖杆。拱肋8根铁箍被拆，桥面东段由于路基被毁而向下倾斜。一些木构件表面已朽，桥面东段北侧泊油路面无存，露出木构件。木桥部分铁箍被盗，桥面扶手被人为损坏。

目前，达坂城木拱桥为闲置状态，东侧路基冲断。据现场勘察、测量、计算分析，达坂城木拱桥水平推力较低，桥体稳定性好，桥台未出现水平位移，拱顶下沉不明显，拱轴线变形不明显。在恒载（活载仅为自然风吹、雨淋、雪荷载）作用下，由于达坂城木拱桥结构设计合理、施工严谨，拱肋与拱波结合面处的环缝，波顶处的纵缝，拱肋的径向缝，拱脚截面、拱背径向缝均属木材自然风干变化。历史保存现状记录详见表1。

表1 历年修缮记录

通过对该桥进行现场勘察、测量、成因分析发现，西侧桥台保存状况一般，桥台与桥基连接处存在水蚀，冲空现象，山体岩石坠落撞击路基和护坡。东侧桥台和路基保存较差，冲空现象严重。桥基完全依托天然山脉岩体坚实可靠，未发现明显沉降。台身木支架油饰脱落、锚杆缺失、局部木材槽朽，部分铁箍被拆。桥面梁、垫板槽朽，灰土层、沥青砂石层碎裂、冲蚀、缺失，桥面东段路面无存，露出木构架，向下倾斜。桥上防护栏立柱歪闪、缺失，护栏及扶手已完全破损丢失（图3）。

4 抢险加固及保护措施

本次设计严格依照古迹修复技术规范与质量要求[7]，依照“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”方针，保证达坂城木拱桥加固前后历史文脉的“延续性”和“真实性”。对达坂城木拱桥进行抢险加固工程保护设计，主要采用措施如下：

(1)为防止达坂城木拱桥东侧桥面、梁架损坏程度加重，对达坂城木拱桥东侧、西侧桥台与桥基连接处采取加固措施（图4）。

(2)修建桥台围堰，以防止河水冲蚀造成文物本体损伤（图5）。

(3)恢复拱肋铁箍、垫木，剔补复原梁架，增加必要加固结构，修补损坏构件，添配缺失部分等，使其恢复结构的稳定状态（图6）。

(4)桥面采用3种展示桥面做法，分别为局部恢复1940年时木板桥面，恢复1965年时沥青桥面，局部裸露展示桥面做法，局部保留原有桥面的裂缝采用沥青满灌勾缝处理（图7）。

(5)恢复防护栏立柱、护栏、扶手，东侧桥面梁架支护；清除桥面西侧的土石方、碎石，台身木支架之间的树枝杂物，有损景观的杂物；制止可能影响达坂城木拱桥安全的生产及社会活动。

(6)东西两侧桥台处修建水位标准线，为后期便于观测水位使用。

(7)环境治理主要工作有修建河道护栏、护坡、参观道路、护栏和停车场，营造为公众服务及保障安全的设施和绿化，修缮后的达坂城木拱桥现状（图8）。

5 结束语

达坂城木拱桥以技术精湛、构造独特、工艺细腻而闻名中外，是在新疆现存唯一一座木拱桥。它凝聚了工匠们的劳动创造精神，是历史的积淀，极具学术研究价值。文章通过对木拱桥进行现场勘查，分析建桥特征，针对文物病害提出抢救性的修缮保护、环境整治措施，消除病害和隐患，使文物处于健康状态，为继承人类共有遗产做出努力。