在相鄰不遠(yuǎn)的橋位處矗立著不同歷史時(shí)期建造的幾座橋梁的情況,通常會(huì)引起人們的觀賞、比較和評(píng)價(jià)。這種情況通常存在于交通要道或城市環(huán)境中。在我國貴州黃平縣重安鎮(zhèn),就有這樣的一座“三朝橋”(圖1)。位于圖片下方的是一座鐵索橋,修建于清同治十二年(1873年),距今已有140多年了。中間的是一座下承式鋼桁梁公路橋,1939年建成。上方的是一座鋼筋混凝土雙曲拱雙車道公路橋,1995年建成。 圖1 貴州黃平縣重安鎮(zhèn)的“三朝橋” 國外的一個(gè)例子是位于英國威爾士的康威(Conwy)三橋(圖2)。最早建成的是圖片中部的鏈?zhǔn)綉宜鳂?,采用熟鐵鏈桿,這是世界上早期的公路懸索橋,跨徑約100m,1826年建成。上方的是世界上唯一存世的用于鐵路交通的熟鐵管箱橋,跨徑約122m,1848年建成(另一座是大名鼎鼎的不列顛尼亞橋,1970年毀于火災(zāi))。下面的是一座公路鉚接鋼肋拱橋,建成于1958年;為了與康威鐵路橋的外觀協(xié)調(diào),在這橋的兩側(cè)立面安設(shè)了鋼飾板。圖2 英國威爾士的康威三橋 還有其他一些橋例。在英國蘇格蘭,有跨越特威德河的三座拱橋(見壓題照片),跨越紐卡斯?fàn)柼┒骱由系臄?shù)座橋梁以及跨越福斯灣的三座大跨橋梁;在西班牙奧倫塞市,有跨越米尼奧河上的五座橋梁;在葡萄牙波爾圖,有跨越杜羅河的四座橋梁;在布拉格的伏爾塔瓦河和巴黎的塞納河上,可以欣賞到多座拱橋并列。在我國天津、武漢、重慶等城市中,也應(yīng)可找到類似的場(chǎng)景。不同年代毗鄰而建的橋梁,可對(duì)比反映出當(dāng)時(shí)的橋式方案、建筑材料、設(shè)計(jì)理念、制造工藝等技術(shù)信息,具有重要的歷史和文化價(jià)值,都是世界交通和橋梁科技演變的例證。今天,在一些專業(yè)書籍或文獻(xiàn)中,你可能會(huì)看到古代橋梁、近代橋梁、現(xiàn)代橋梁以及當(dāng)代橋梁的提法。如何區(qū)分這些不同時(shí)代的橋梁?它們與人類歷史的發(fā)展有何關(guān)系?與當(dāng)時(shí)的科技、交通、工程、材料等有何關(guān)系?本文擬就此議論一二。一家之言,僅供參考。古代、近代、現(xiàn)代及當(dāng)代的劃分 為了方便研究和描述人類社會(huì)的不同發(fā)展階段和歷史進(jìn)程,根據(jù)人類史中政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科技和文化等方面的重大事件和變化,史學(xué)家們給出了古代、近代、現(xiàn)代以及當(dāng)代這些不同時(shí)代的劃分。這樣的劃分,是在時(shí)間意義上對(duì)歷史發(fā)展階段的定性界定。需要注意的是:第一,世界各地區(qū)(比如歐洲與亞洲)的歷史發(fā)展進(jìn)程不同,劃分并不存在普遍意義;第二,研究領(lǐng)域(如交通、建筑、文學(xué)、繪畫、音樂等)不同,劃分的時(shí)期以及起止點(diǎn)也可能不同。參見圖3。在歐洲史中,一般認(rèn)為,從前8世紀(jì)到15世紀(jì)為古代(前8世紀(jì)以前為史前時(shí)代),其中前8世紀(jì)~公元6世紀(jì)為古典時(shí)代,6世紀(jì)~15世紀(jì)為中世紀(jì)或中古時(shí)期。接下來就進(jìn)入廣義的近代(指相對(duì)于古代而言更靠近當(dāng)下的時(shí)代),其中包括:(1)近代早期(Early modern),即“近世”或“近代”,時(shí)間跨度為公元1500~1800年;(2)近代晚期(Late modern),即“現(xiàn)代”,時(shí)間跨度為1800~1945年;(3)當(dāng)代(Contemporary),時(shí)間跨度從1945年至今。在中國史中,普遍認(rèn)為古代的終點(diǎn)1840年,而古代的起點(diǎn)則取決于從夏商周哪個(gè)朝代算起(對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)分別是前21世紀(jì)、前17世紀(jì)和前11世紀(jì))。至于近代、現(xiàn)代和當(dāng)代的劃分,分法不一。一種分法是:“近代”的時(shí)間跨度為1840~1949年,“現(xiàn)代”的時(shí)間跨度則為1949年至今,沒有“當(dāng)代”。另一種分法是,“近代”指從1840~1919年的時(shí)期,“現(xiàn)代”指從1919~1949年的時(shí)期,“當(dāng)代”指從1949年至今的時(shí)期。還有學(xué)者認(rèn)為,中國現(xiàn)代史的開端以1921年為宜,當(dāng)代史的起點(diǎn)宜以改革開放為標(biāo)志。圖3 史學(xué)分代圖解 從史學(xué)角度的時(shí)期劃分,是否也適用于橋梁?或者說,是否可直接按照史學(xué)的分代來對(duì)橋梁發(fā)展史進(jìn)行分代?在《中國橋梁史綱》中,古代橋梁是指前2070~公元1840年間的橋梁,近代橋梁是指1840~1949年間的橋梁,現(xiàn)代橋梁則是指1949年之后的橋梁??梢姡缍ㄒ罁?jù)基于中國史分代。在《中國鐵路橋梁史》中,認(rèn)為中國的古代橋梁是指1896年出現(xiàn)第一條鐵路(吳淞鐵路)以前的橋梁,近代橋梁是指1876~1949年修建的橋梁,現(xiàn)代橋梁則是指中華人民共和國成立后至今修建的橋梁。可見,界定依據(jù)是中國鐵路出現(xiàn)與巨大社會(huì)變革兩個(gè)要素。看來,目前我國的做法,是基于史學(xué)角度來劃分不同時(shí)期的橋梁。不過,依拙見,盡管橋梁工程的發(fā)展受到歷史進(jìn)程的顯著影響,但由于促使橋梁工程發(fā)生本質(zhì)或重大變化的因素與促使人類社會(huì)發(fā)生巨大變化的因素不盡相同,因此,除了基于史學(xué)來對(duì)橋梁進(jìn)行分代外,也有必要基于技術(shù)發(fā)展史(其對(duì)橋梁發(fā)展的作用比人類發(fā)展史的更直接明確一些)開展橋梁分代研究。影響橋梁工程發(fā)生本質(zhì)或重大變化的因素,主要有建橋材料、服務(wù)對(duì)象、橋梁類型、設(shè)計(jì)方法和建造技術(shù)等。如何區(qū)分不同時(shí)代的橋梁,可以結(jié)合這幾方面因素進(jìn)行綜合界定。建橋材料包括:天然或加工過的木材和石材,索橋中采用的竹索、藤索和鐵索,18世紀(jì)末期開始應(yīng)用于不同橋式的鑄鐵和鍛鐵,以及從19世紀(jì)末期開始采用的鋼和混凝土。采用木材和石材建橋的歷史最為悠久,采用鑄鐵和鍛鐵建橋的歷史則相對(duì)較短(具有過渡性質(zhì)),這些材料逐步被鋼和混凝土所替代。從20世紀(jì)中期起,鋼與混凝土材料一直向高強(qiáng)、高性能方向發(fā)展。橋梁服務(wù)的對(duì)象是各種道路及對(duì)應(yīng)的交通工具。道路的類型包括:古代的驛道(如波斯王道、羅馬道路、秦直道等),供行人和車馬使用;始于19世紀(jì)20年代的鐵路,供蒸汽機(jī)車及后來的內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車使用;始于19世紀(jì)末期并在二戰(zhàn)后大規(guī)模興建的公路(含高速公路),供汽車使用;20世紀(jì)60年代后出現(xiàn)的高速鐵路,供高速列車使用。今后,橋梁也可能服務(wù)于新的陸路交通形式,如低真空磁浮管道等。古代的橋梁,已形成梁、拱、索三類構(gòu)造簡單的基本橋式。從18世紀(jì)中葉到19世紀(jì)初,桁架結(jié)構(gòu)在北美得到發(fā)展,并在后來的鐵路及公路橋梁中得到廣泛應(yīng)用。二戰(zhàn)后,伴隨著建橋材料、設(shè)計(jì)方法和建造技術(shù)的進(jìn)步,開發(fā)了一些新橋式和新構(gòu)造,如斜拉橋、正交異性鋼橋面板等。古代建橋,完全依靠人的經(jīng)驗(yàn)和判斷。到18世紀(jì),開始出現(xiàn)與工程相關(guān)的組織和學(xué)校,如1716成立的法國橋路工程師聯(lián)合會(huì)和1747年成立的橋路學(xué)校,英國1771年成立的土木工程師學(xué)會(huì)等,這為橋梁工程向現(xiàn)代化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。到19世紀(jì)中后期,結(jié)構(gòu)力學(xué)的彈性分析方法及容許應(yīng)力法開始普遍用于橋梁設(shè)計(jì),這為建造大跨橋梁提供了有力的科學(xué)支撐。自20世紀(jì)中葉起,極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理論得到發(fā)展,橋梁在抗震、抗風(fēng)、抗水、抗沖擊、穩(wěn)定、疲勞等方面的計(jì)算機(jī)輔助分析不斷得到完善。在重型機(jī)械尚未發(fā)明的年代,橋梁建造依靠人力和簡單工具;建造水中基礎(chǔ)的難度很大,更遑論深水基礎(chǔ)了。直到19世紀(jì)中期,才開始在橋梁領(lǐng)域應(yīng)用蒸汽打樁機(jī)、起重機(jī)、水泵等機(jī)械,也開始采用氣壓沉箱等深水基礎(chǔ)。隨著工程科技的進(jìn)步,自20世紀(jì)中葉起,橋梁制造及施工技術(shù)日臻豐富,裝備和工藝也得到長足發(fā)展。圖4所示的,為在幾次工業(yè)革命背景下,建橋材料、交通工具和橋式演變的大致關(guān)系。圖4 建橋材料、交通工具和橋式演變的關(guān)系示意 綜合前述各種因素,就可嘗試對(duì)古代、近代、現(xiàn)代及當(dāng)代橋梁進(jìn)行劃分。古代橋梁的界定相對(duì)簡單。在歐洲,古代橋梁大致是指18世紀(jì)及以前修建的橋梁;在中國,大致是指19世紀(jì)末期以前修建的橋梁。古代橋梁的基本特點(diǎn)是:建橋材料以天然的或加工過的木材、石材為主,也包括采用竹、藤和鐵鏈制作的索橋;在橋式方面,有磚石拱橋、索橋和木/石梁橋三類;設(shè)計(jì)和施工完全依靠人們的經(jīng)驗(yàn),沒有力學(xué)知識(shí)的指導(dǎo);建造技術(shù)粗糙,工具簡陋,不會(huì)修建深水基礎(chǔ),施工周期通常很長。需要解釋的是,古代中國的鐵索橋是個(gè)特例。從材料上看,古代中國很早以前(不晚于唐代)就采用鐵鏈來建造懸索橋了,而歐美從18世紀(jì)末才開始采用鐵來建造梁橋、拱橋和懸索橋。不過,古代中國的鐵索橋多采用撓曲的橋面而不是更有利于行車的水平橋面,也沒有建造除了索橋以外的其他類型的鐵橋,故本文將中國的鐵索橋劃歸到古代橋梁。古代石拱橋的收山之作以18世紀(jì)法國的城市橋梁為標(biāo)志,如1791年巴黎建成的協(xié)和橋(Pont de la Concorde,圖5)。這是一座5跨坦拱橋,長153m,寬15m(1932年擴(kuò)寬至35 m);最大跨31m,矢跨比1/12;墩寬與跨度之比?。ㄓ欣谕ê胶托购椋?,橋面平順,工藝精良,服役至今。圖5 巴黎協(xié)和橋 古代懸索橋的巔峰之作當(dāng)屬1706年建成的四川瀘定鐵索橋(圖6)。這橋不僅是中國鐵索橋的集大成者,更是世界橋梁史上第一次跨度超過百米的橋梁!這橋建成后的百多年內(nèi)一直是世界橋梁跨度紀(jì)錄的保持者,直到1820年才被英國人建造的聯(lián)合鏈橋(Union Chain Bridge,懸索橋,跨度137m)超過。圖6 四川瀘定鐵索橋 古代木梁橋的經(jīng)典之作,包括:瑞士盧塞恩的教堂橋(Chapel Bridge,始建于1333年),這是歐洲最古老的木廊橋;四川甘孜新龍的波日橋,始建于元末明初,是古代中國首創(chuàng)的 “伸臂木梁橋”的代表。在全世界范圍內(nèi),規(guī)模較大的古代石梁橋,均在中國福建,以泉州洛陽橋(1059年建成,橋長731m,圖7)、晉江安平橋(1152年建成,橋長2255m)等為代表。圖7 福建泉州洛陽橋 (未完待續(xù)) (作者注:本文參考了諸多文獻(xiàn)資料,不一一列出,在此一并致謝) 原創(chuàng)文章 鼓勵(lì)轉(zhuǎn)發(fā) 反對(duì)抄襲 學(xué)術(shù)觀點(diǎn) 歡迎交流 敬請(qǐng)指正
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