石拱桥基本构造浅析

摘 要：中国石拱桥历史悠久，存世较多，全国各地都有一定数量的有价值的拱桥被公布为不同级别的文物保护单位。但在基层文物保护管理实践工作中，对拱桥基本构造的认识参差不齐，对拱桥类文物本体的描述比较粗浅和口语化。文章对石拱桥的基本构造和建筑工艺做粗浅的探索分析，以期对基层文物保护工作有所裨益。

关键词：石拱桥；构造工艺；文物保护单位

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2025.02.034

桥是路的组成部分，是道路跨越深涧、河谷和障碍的重要枢纽，从用圆木搭在河沟两岸通行的简单形式，发展到现在采用新技术、新材料建成的各种形式的大跨度桥梁，人类走过了桥梁建设实践与总结发展的道路。在此过程中，最有代表性的就是石拱桥，它是跨越历史时间最长的一种桥梁类型，凝聚了人类在没有地质勘察能力的情况下对石拱桥的选址、构造工艺、建造技术、结构力学、雕刻装饰等各方面的探索、实践与总结，这些经验和智慧是人类文化遗产的重要组成部分。有明确记载的最早的拱桥是《水经注》里提到的河南洛阳附近建于282年的旅人桥。

隋大业元年（605），建造于河北赵县的赵州桥（图1），是中国古代石拱桥的杰出代表，是领先世界石拱桥技术史上的先进作品，至今已有1400多年。其一直还在使用中，承载着过往的行人与车辆。因为悠久的历史、古朴精湛的建造技术、精美的造型和在当地交通历史中的重要价值，在全国各地都有一定数量的石拱桥被公布为不同级别的文物保护单位，是全国各地文物保护单位中占比较大的一个类别。然而在基层文物管理的日常工作中，对石拱桥的认知处于经常能见到但却知之甚少的状态，对拱桥本体的文物描述过于口语化，不利于日常文物管理工作的专业化开展。兹对石拱桥的基本构造做简单描述，以期对地方文物保护有所裨益。

1 石拱桥的基本构造

石拱桥由下部结构、上部结构、桥面系三个基本部分及附属设施组成。下部结构包括基础、桥墩、桥台；上部结构指桥跨部分，即桥拱，又称拱圈；桥面系包括桥面铺装（护拱石、千斤石、桥头踏步）、防排水系统、桥栏和引桥；附属设施包括记载建桥始末的桥碑、供人纳凉避雨的桥楼和题写桥名的牌坊。牌坊和桥楼在构造上因地制宜，形式多样，造型精美（图2）。

基础一般都建在水面或地面以下，是支撑桥墩、桥台的受重构件，有桥墩与桥台处就有基础，它把拱桥上部传来的重量稳当地传输到地表。桥台位于沟谷、河流的两岸，桥墩则位于河、沟中，是多孔石拱桥中支承河道中各跨石拱两端拱脚的，二者都是支承桥梁石拱脚的承重构件。单跨拱桥只有两端桥台，多跨拱桥既有桥台也有桥墩。有了坚实的桥台与桥墩，才能把桥拱自重及拱面所受的荷载可靠地传递给基础，保证桥身的稳固和受力。为了减小水流对桥身的冲击，桥墩向上游一侧的迎水面，多砌成船形尖状，以分水势，称为分水金刚墙。大部分桥墩两侧都砌成尖状，有少数的硚墩也筑成椭圆形，还有极少数受力设计不太科学的四方形（图3）。

桥拱即桥身是拱桥的主要部分，是车辆、行人通行的承载体，要求弧度适中、桥面平整，方便车辆、行人上下通行。桥栏由地袱、竖立的栏柱和横向的栏板构成。为了装饰和美观，又常把栏柱柱头雕刻成瑞兽和一些几何形状，在栏板上也雕刻表示吉祥的龙、凤等瑞兽形象和祥云、花草图案。在桥栏端头的栏柱上通常会安放两只石狮子：左侧安放雄狮，右前爪下踩圆球（口中也有一个），寓意“威震环宇”；右侧安放雌狮，左前爪下踩一个石雕的小狮子（口中也有一个），寓意“子嗣繁盛”。在这根栏柱的末端，通常还安装一块刻成卷云纹形状的栏板，称为抱鼓。其形状逐渐收分：一是表示桥栏至此结束；二是装饰美化（图4）。

根据所需跨越障碍的宽度从小到大的改变，石拱桥的孔数也随之增多，从单孔、双孔、三孔、五孔到多孔不等。江苏宝带桥多达53个桥孔。从单孔到多孔，目前绝大多数是单数桥孔，少数为双数桥孔。在双数桥孔中，以两孔为多，其余双数孔极少（图5～图8）。

在石拱桥主体构造中还有一个领先世界的实践发明—“敞肩”。建桥时在主拱两端拱脚部位与两岸沟谷衔接部位通常会形成一个凹陷的三角形区域，为了连接桥两端的道路，减缓两端道路上下桥面的坡度，必须把凹陷的三角形区域填高筑牢，与两岸路面衔接平齐，把两岸道路引上桥面，故将这个填筑起来的部分称为引桥。引桥的建造还有一个重要作用，就是利用建筑引桥时所填土石方的重量压住主拱的拱脚，增加桥拱的稳定性，又通过与两岸的联结抵抗和传输拱顶承受荷载时产生的推力，是石拱桥施工中的一个重要的部分。隋代以前都采用实腹形式的满砌法填筑引桥，隋大业元年（605）建造的赵州桥开世界先河，在主拱拱脚上先起小拱再填筑，将实腹形式改为空腹，增加了引桥部分的空度，在保证桥身稳固的基础上减少回填土方量，避免对主拱拱脚的过大压力，又能增加汛期的过水量，减小水流对引桥和主拱的巨大推力，增加桥身稳固性和寿命，同时增加桥身的美感，使其看起来空灵秀逸，是个了不起的创新，开了敞肩拱的先河，是领先世界的发明。

2 石拱桥的建筑工艺

基础、桥墩、桥台根据实际需要的大小、形状和受力要求建造。三者中建造难度较大的是基础，特别是位于河流中的基础，因水流的原因，一般都要选择在枯水季节施工。常年多水的河流，因胶合材料（常用糯米、石灰和牛血调和而成）在水里不会凝固，所以在水面以下的桥梁基础施工都很困难，要用板栅围水等方法，并需经过三番五次的努力才能完成，情况严峻时还会选择种蛎等特殊的方法，经过数年才能完成。基础、桥墩、桥台建好以后，主要就是拱圈，也就是桥身的砌筑了。石拱圈砌筑分两个步骤，第一步要按事先设计确定的拱圈弧度和体量制作安装木拱架；第二步再砌筑石拱圈。作为石拱圈砌筑的模子和施工荷载的承托架、木拱架的形状优劣和牢固与否，决定了石拱桥建成后的形状和施工期间安全性的高低。石拱圈砌筑主要有纵砌和横砌两种方法。

2.1 纵砌法

纵砌法就是大致以每块石料的长度为基准，从两端拱脚同时向拱顶方向砌筑，层层推进，然后插入拱顶石合龙，形成一道完整的相对独立的小拱圈（又称拱肋）。依次如前砌筑各道拱肋，最后将各道拱肋全部横向连结牢固，形成一个完整的桥拱，整座石桥便有了雏形。之后在拱顶上满铺一层护拱石，整平桥面，同时完成引桥的施工，把桥两端的路引上桥来，桥面通车行人，腹下流水通航。

纵砌法的优点主要有两个方面：一是每一道拱肋的工程量小，有利于利用枯水期调节工期安排，如果一个枯水期内不能全部完工，可利用第二个、第三个……枯水期继续修建剩余的拱肋。避开洪水期，也可以保证施工安全，同时木拱架体量也随之大幅度减小，节省拱架耗材，并且可以重复拆装，用于下一道拱肋的支砌。二是各道拱肋既相对独立又统一组合为一个整体，受力时可以适应局部的变形和调整，共同承载桥面荷载；拱圈受损时，还可单独拆修，较为方便。

纵砌法的难点是如何让各道相对独立的拱肋有效联结、互相依靠，连接起来共同承担桥面荷载，有效抵抗水流、风力、地震等外力的破坏和桥面荷载。通过千百年的实践与总结，古人探索出一系列行之有效的办法：一是在构造上采取桥身收分。两端拱脚处略宽、拱顶处略窄，从构造上使各道拱肋向内靠，增加桥身结构的整体稳定性。二是在相邻拱肋的拱背上用腰铁连接，使相邻拱肋两两交错相连，最后连接成一个整体。三是从拱顶到拱脚安装3～5道带有勾头的横铁梁，贯通全桥拱背，把所有拱肋勾连固定在一起，这是最为重要的措施。四是在安装拱脚部位的护拱石时，用带有勾头的长条石再把相邻的拱肋勾连在一起，如此间隔交错，把相邻的两道或数道拱肋勾连紧密，来个双重保险。经过历史性的实践与磨炼，人类总结了成熟的纵砌法技巧，使纵砌的石拱桥扬长避短，充分发挥灵活的优越性。赵州桥是纵砌法的典型代表。

2.2 横砌法

横砌法就是以整座桥拱全宽为基准，从两端拱脚分别横向通砌，然后再向拱顶方向一层一层依次推进，再插入拱顶石合龙，全拱成形，最后再满铺护拱石，整平桥面，完成引桥。横砌法的优点是拱圈整体性较好，但是不足之处也是显而易见的：一是一次性砌筑的工程量大，很难保证在一个枯水期内完成，所以常常出现还未完工的桥拱及拱架多次被雨期洪水掀翻垮塌的情形。二是拱架也要做成一个全桥体量的完整拱架，耗材费时，又不能重复拆装使用。三是拱架所受荷载太大，拱架要承受几乎全拱的重量，再加上护拱石的重量和施工荷载，对拱架的承载能力要求很高。以赵州桥为例，光砌筑拱圈的石块重量就有近1000吨，再加上护拱石的重量和施工荷载，木拱架受重太大，存在较大的安全隐患。四是拱圈局部受损后，不易拆修，这种结构的典型代表是卢沟桥。

纵砌法和横砌法在石拱桥的建设中都有应用。还有纵砌法与横砌法混合使用的情形，其典型代表是江苏苏州的宝带桥。

3 石拱桥上的民俗文化色彩

3.1 桥的命名

在当时的生产力条件下，修建一座石拱桥要经过社会多方力量的协同，历经数年方能完成。因是周边村寨日常生活和交通中的大事，所以每座桥都有一个优美或响亮的名字，常见的是以地名、历史掌故、建桥轶事命名的，还有其他一些寓意吉祥和赞颂的命名，比如“可渡”“大有”“如意”“太平”“锁翠”“民德”“春影”“盘桂”“踏雪”“福寿”“同善”等，各有千秋，蕴含着浓郁的文化气息和人们对美好与平安的向往和祈求。

3.2 踩桥

桥建成后正式使用以前要举行“踩桥”仪式。仪式当天，要请村间高寿有福、有德望的老人及乡贤耆老按预定的吉祥时辰率先从桥上走过，边走边说一些“风调雨顺”“桥梁永固”“泽润乡邻”的吉利话语，祈愿河中风平浪静、河上长虹永固，造福乡邻。仪式当天杀猪烹羊，远村近寨欢聚高饮，庆贺桥成。

3.3 “斩龙剑”与“杀龙刀”

在建筑桥墩的时候，通常把墩的尺寸加长，大于桥宽凸出，在桥身两侧山花墙外，筑成船形的尖状，有的又在尖状部位镶上三角铁，美其名曰“斩龙剑”。设计这种尖状造型是为了切分水势，极大地减小水流对桥身的巨大冲击力，以保护桥身。将镶上的三角铁命名为“斩龙剑”就有浓重的民俗文化色彩，是农耕时代人们祈求风调雨顺、桥梁永固，以及希望这“斩龙剑”能逼退蛟龙、不要兴风作浪的美好愿望。与此相似，一些石拱桥还在拱顶腹下安放一把悬挂的铁质刀或剑，称“杀龙刀”或“杀龙剑”，两者的寓意是一样的（图9）。

3.4 吸水兽

在拱顶合龙处的龙门石上，常雕刻有龙头图案或凸出的龙首形状，称“吸水兽”，是千百年来人们对龙既能腾云驾雾、喷浪降雨，又能潜匿深渊、吸水灭灾能力的崇拜，希望在洪水暴发时，它把洪水吸走，不要冲毁桥梁（图10）。

3.5 石狮

狮子在民俗文化中有镇邪的作用，桥栏两端或栏柱头所雕刻的石狮子就是这种用意（图11）。

4 结语

我国石拱桥是梁桥、拱桥、吊桥三大基本类型中的一种，历史悠久，建设难度大，艺术价值较高。在当地交通发展历史上具有较大意义和价值。加深对古代石拱桥的认识，提高保护水平，对保护这一古老的建筑艺术成果具有较大的意义。