泉州洛陽古橋
兩宋時期泉州建造了一批大型橋梁,當(dāng)時的能工巧匠不僅推廣運(yùn)用了我國古代橋梁建設(shè)中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn),而且創(chuàng)造了許多奇跡,代表了當(dāng)時的中國造橋技術(shù)的水平,為橋梁工程技術(shù)的發(fā)展,做出不可磨滅的貢獻(xiàn)。
筏形基礎(chǔ)
在修建洛陽橋時,采用一種稱為筏形基礎(chǔ)的技術(shù)建筑橋墩。
洛陽橋建在江海之交,水深流急,地質(zhì)復(fù)雜。當(dāng)時用大量石塊拋填江底,鋪成一條石基河床,然后在上面建起橋墩。據(jù)稱“這是我國建橋工程中的又一重大發(fā)明,也是世界橋梁中的首創(chuàng)”,“直到十九世紀(jì),世界各地在橋梁工程中,才采用‘筏形基礎(chǔ)’”(《宋代泉州石橋與海外交通》.泉州文史,1979年第一期)。
古代建筑橋梁時,如果遇到水深時,往往只能用大量拋填石塊的辦法,等到石塊填滿江底,露出水面,才在上面壘石建墩。洛陽橋修建之前,有李寵“甃石作浮橋”,大概就拋填過大量的石塊,用來系結(jié)浮橋的應(yīng)是一些露在水面上的石砌墩體。后來洛陽在這基礎(chǔ)上建起,終成一大創(chuàng)造。
睡木沉基
修建橋墩的另一項技術(shù)是“睡木沉基”。目前在泉州宋建石橋中屢有發(fā)現(xiàn),如金雞橋、安平橋都有橋墩是用這種方法建起來的,廣西桂林的花橋也是用了這項技術(shù)。
有人以為,睡木沉基的方法是把編好的木筏固定在筑墩處水面,在木筏上壘筑橋墩,隨著墩石逐層加高,木筏固定在筑墩處水面,在木筏上壘筑橋墩,隨著墩石逐層加高,木筏漸漸沉入江底,最后奠定橋墩基礎(chǔ)。
果真如此,會出現(xiàn)兩個問題,一是木筏本身的承載力有限,在其上壘石筑墩,很快就會下沉,遇水深的河道,預(yù)筑石墩仍將沒入水中,無法繼續(xù)施工;另一個問題是河底本不平坦,木筏沉底后可能傾斜,預(yù)筑石墩必定倒塌。
實(shí)際上,采用“睡木沉基”方法建起的橋墩,一般都在淺水區(qū),先以人工整平墩位,然后安放木頭,再壘筑石墩。80年代修繕安平橋時,發(fā)現(xiàn)29號、312號墩是用木頭排放在海灘上,然后上鋪石條,壘砌成墩。185號墩是先打木樁,后把木頭架在兩樁之上,排列甚疏,一墩僅五、六條,而且靠外的木頭,還用二樁檔住,以防外滾(莊為璣:《古刺桐港》)。
木頭,特別是松木,完全浸泡在水中千年不爛。用它來做橋墩的基礎(chǔ),可以加大重力的承受面,減緩橋墩下沉。
橋墩的結(jié)構(gòu)有多種樣式,有雙尖墩、單尖墩、方墩。
洛陽橋的橋墩是雙尖墩,即兩端砌成三角形分水尖,這是因?yàn)樵摌蛟诮Vg,以雙尖墩迎水,不管是潮漲潮落,都可以減少水流的沖擊。
雙尖墩設(shè)計應(yīng)是來自中原。
《新唐書·李昭德傳》記利涉橋事:“洛水歲淙齧之,繕者苦勞。昭德始累石代柱,銳其前,廝殺暴濤,水不能怒,自是無患。”
《唐會要》記中橋事:“然每年洛水泛溢,必漂損橋梁,倦于繕葺。內(nèi)史李昭德始創(chuàng)意令所司改用石腳,銳其前以分水勢,自是無漂損之患。”
《宋史·河渠志》記:“洛水貫西京,多暴漲,漂壞橋梁。建隆二年(961年),留守向拱重修天津橋成,甃巨石為腳,高數(shù)丈,銳其前以疏水勢,石縱縫以鐵鼓絡(luò)之,其制甚固。”這里所言“甃巨石為腳”可能就是一種筏形基礎(chǔ),而“銳其前”顯然是使用尖墩技術(shù)。
在安平橋的建造中使用了多種墩形設(shè)計,有雙尖墩,方墩和介于兩者之間的單尖墩,學(xué)者以為根據(jù)不同地質(zhì)特點(diǎn)和水流狀況而設(shè)計的。
另外,在洛陽橋和石筍橋的石墩頂部逐次挑出三至四層條石,用以承托石梁,既增加了橋墩的間距,又減短石梁的跨度,是一種早期的懸臂式橋墩。這種懸臂墩在架梁時難度很大,一旦失去平衡,后果不堪設(shè)想。
浮運(yùn)架橋
明人王慎中在記洛陽橋一文中有“鑿石伐木,激浪以漲舟,懸機(jī)以弦繂”(清·道光版《晉江縣志》)的說法,后人以為反映了當(dāng)時利用海潮高漲,用船運(yùn)載石料,憑借簡單的吊裝設(shè)備、把巨大的石料牽引就位,筑成橋墩或托架石梁,稱之為浮運(yùn)架橋法。
唐寰澄在《中國古代橋梁》一書中說:“意即用鹿軸、轉(zhuǎn)軸、穿索以吊放橋石??贾都崱?,織具謂之機(jī)杼,機(jī)以轉(zhuǎn)軸,杼以持緯?!夺屆罚?lsquo;懸下壙回繂???,將也,徐徐將下之也。’《禮·檀弓》室祝豐碑注:‘豐碑大木為之,形如石碑榔前后四角樹之,穿中與間為鹿盧,下棺以繂繞,所謂繂繞,就是用壹一頭懸棺,一頭穿過鹿盧’??梢娨巡皇菃渭兊募缣羧颂В抢猛涟褩U、滑車組成的小吊機(jī)了。”
王慎中以明人言宋事,且言辭含混,難以據(jù)此而下斷論。倒是明朝萬歷三十五年地震橋塌這后,郡守姜志禮重修,有記文提到:“大石梁折,戴(載)石補(bǔ)之,舟至泊于橋,……及是日,滔天之水,晨自東來,石梁遂上”(清·道光版《晉江縣志》)。利用漲大潮的時候,把裝載在船上的大石梁托到橋墩上,這就是浮運(yùn)架橋法。
種蠣固基
過去還經(jīng)常提到洛陽橋利用海生牡蠣的硬殼來加固橋墩,很多文獻(xiàn)記錄中都提到“橋下種蠣固其基”。宋·方勺《泊宅篇》還說:“即多取蠣房散置石基,益膠固焉。元豐元年(1078年)王祖道知州奏立法,輒取蠣房者徒二年。”
有人認(rèn)為“種蠣固基”是古代建橋史上的一項發(fā)明。近年來一些學(xué)者頗有異議,他們認(rèn)為牡蠣無須種植,洛陽橋墩上的蠣房是自然生長的,附著在橋墩上的蠣房不能起到加固的作用,橋墩主要是依靠自身的重量屹立在江中,隨海浪溪流的沖擊。