中国古桥的科学分类

中国古桥的科学分类

孔庆普

（北京市政集团古建筑专家北京市）

1. 古桥分类的原则与科学依据

桥梁的总体分为上部结构、下部结构、基础三大部分，其中上部结构是承载其自重力和活荷载及其它外力的主体部分，上部结构中主要杆件的受力性质决定上部结构的类型，故以上部的基本结构划定该桥的结构类别。

桥梁的上部结构，以受拉杆件为主的桥梁则为索桥，如泸定桥。桥梁的上部结构，以受弯杆件为主的桥梁则为梁桥，如灞桥。桥梁的上部结构，以受轴向压力的弯杆件为主，则为拱桥，如卢沟桥、安济桥。

2. 古桥的三大类型

中国古代桥梁的结构形式多种多样，根据其结构的承载状况和杆件的受力性质分析，所有桥梁共分为三大类型——索桥、梁桥、拱桥。

2.1索桥：

其上部结构无论是采用何种材料制成的索，下部结构无论是何种形式，均属于索式桥，简称索桥。

中国古代的索桥，由于索所用的材料之不同，又有铁索桥、竹索桥、藤索桥之分。

1、铁索桥：此种桥梁的“索”是由铁环套铁环而构成的链条，通称为“铁索”。其下部结构均系圬工桥台，铁索的两端固定在桥台上，铁索悬挂于两个桥台之间而成桥，故称其为铁索桥。

如泸定桥，该桥的上部结构是铁索（铁链条），铁索承受上部结构的全部荷载，在底面的铁索上铺设桥面板，在侧面铁索上安装栏杆，构成上部结构——桥面系。下部结构（桥台）是以石砌实体构造为台，桥台建筑在基岩上。

2、竹索桥：此种桥梁的“索”是用竹子劈成细丝拧成的绳索，故称其为竹索桥。桥的下部结构是圬工桥台，竹索的两端固定在桥台上，构成整体桥梁。如四川的安澜桥。

3、藤索桥：将藤蔓编或拧成索，用于桥梁的主受力构件，故称其为藤索桥。桥的下部结构是圬工桥台，藤索的两端固定在桥台上，构成整体桥梁。

2.2 梁桥：

梁桥，顾名思义其上部结构的主体受力构件是以“梁”为主。古代的梁式桥有木梁桥和石梁桥两种，其纵梁均系简支梁。

1、木梁桥：木梁桥的上部结构是以圆木或方木为纵梁，由于其构造形式有所不同，又分为复合（双层）木梁桥、悬臂式木梁桥、撑架式木梁桥。由于其墩台所用建筑材料之不同，又分为木墩台木梁桥、圬工（砖石）墩台木梁桥。

（1）木墩台木梁桥：古代的木墩台木梁桥，其上部结构，多数采用疏铺圆木梁或方木82

梁，纵梁的上面横铺木桥面板，构成桥面。

为提高纵梁的承载力，常用的方法，一是采用双层梁，二是增设悬臂托梁，三是增设斜撑。双层纵梁的桥，通称为“复合梁木桥”。设有悬臂托梁的桥，通称为“悬臂梁木桥”。设有斜撑的桥，通称为“撑架木桥”。

在京发现两座古木桥遗址，一是位于西坝河的古木桥遗址，二是跨于古萧太后河上游的木桥遗址。

西坝河的古木桥遗址，尚存两个桥台底部，肯定是一座单孔木桥。河床是一层很厚的腐质土，桥台下面有一层青石板，有两块石板对接，埋深约160厘米，石板上有半圆形槽，槽内有一根圆木，木梁的上面有6个长方形槽（卯），木梁表层腐朽。考察分析，圆木应该是桥台的底梁，石板是基础。

萧太后河上的木桥遗址，尚存两个桥台的木桩和两个桥墩的木桩，木桩均为5根，木桩的下端均为尖形，肯定是贯入式木桩，应该是一座三孔木桥。两个桥台均埋于河岸中，依此证明，从前的萧太后河一定是很宽。

根据对木墩台木梁桥遗址的考察，埋入桩（柱）的桥台，应该在木柱的后面有木挡板，木柱的上端有盖梁。为提高纵梁的承载力，可以在纵梁的下面设木斜撑的桥，通称其为“撑架桥”。

贯入式木桩的桥台，应该在木桩的后面有木挡板，木桩的上端有盖梁。桥墩桩是在其腰部一定附以木夹板而成排架。

（2）圬工桥台和桥墩的木梁桥：此种桥多以石砌墩台，上面架以木梁，为提高纵梁的承载力，常采用双层梁或增设悬臂托梁。双层纵梁的桥，通称为“复合梁桥”。设有悬臂托梁的桥，通称为“悬臂梁桥”。

其中多层悬臂托梁必将使桥面隆起，但是，此种多层悬臂梁桥仍然属于梁式桥，而非拱桥。

（3）石梁桥：古代石梁桥，结构比较简单，其上部结构多以石板为梁，石板梁既是梁又是桥面，少数石梁桥也有采用增设石托梁而成悬臂石梁桥。下部结构以石板砌筑墩台，此种石桥通称为“石板梁桥”。如福建泉州的安平桥。

（4）特殊形式的木梁桥：《清明上河图》中的木桥，其立面形式，桥面略显隆起，桥下呈弯形，因而常被误认为“木拱桥”。

判断一座桥梁的类型，应该根据结构力学原理，分析主体结构中杆件的受力状况。《清明上河图》中木桥的所有杆件，大部分属于以受弯为主的直杆件，这部分杆件属于“梁”。少部分属于受轴向压力的直杆件，这部分杆件属于“柱”。

（4）石梁桥：古代石梁桥，结构比较简单，其上部结构多以石板为梁，石板梁既是梁又是桥面，少数石梁桥也有采用增设石托梁而成悬臂石梁桥。下部结构以石板砌筑墩台，此种石桥通称为“石板梁桥”。如福建泉州的安平桥。

2.3拱桥：

此类桥梁的上部结构，承受荷载的主体构件是“拱”，由于“拱”这种结构定为一种类型，因而称其为拱桥。

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凡是上部结构的主体结构为拱，无论其下部结构的形式如何，均属于拱式桥，简称拱桥（1956年交通部改称“拱式桥”为“拱型桥”）。

“拱”和“拱结构”的定义是，在荷载作用下主要承受压力的弯杆件，或由若干杆件组合成曲线或折线形承受压力的结构。

拱桥的结构与做法比较复杂，拱是上部结构的主体构造，承受拱及其以上的全部荷载力，通过拱将其传递到桥墩和桥台，桥墩和桥台将其以上的荷载力加上自身的重力传递到基础。

拱桥由于所用材料不同，分为砖拱桥、砖石混合拱桥（砖石拱桥）、石拱桥三种。现存的拱桥多数是石拱桥，砖石拱桥为数很少，砖拱桥已很少见。

拱的形式有，半圆形、圆弧形、二心圆弧形、三心圆弧形、多边折线形等。其中半圆形拱为数最多，其次是圆弧拱，二心圆弧拱、三心圆弧拱、多边折线形拱则更少。

1、砖拱桥：桥梁的上部结构和下部结构所用材料以砖材为主，由于砖材的抗压强度较低，因而桥梁的跨度不可能太大，由于砖材的耐腐蚀性较差，极容易酥碱，寿命较短，如今砖拱桥很少见。

2、砖石混合结构拱桥：此种桥简称砖石拱桥，桥梁的外表形式与石拱桥完全相同，只是主拱圈采用砖砌体。由于砖材的抗压强度和耐腐蚀性能均较差，本来拱是承受荷载的主体，因而此种桥的构造属于不合理结构。全国现存的数座砖石拱桥，其中，有不少是由石拱桥改建而成，原建的砖石拱桥，在北京只有三座，其中两座是天安门前的东便桥和西便桥，另一座是十三陵五孔桥。朝宗桥等，明代原建为石拱桥，而后因水毁，修复时改建成砖石拱桥。

3、石拱桥：石拱桥又分为轻型石拱桥和重型石拱桥两类。中国幅员辽阔，由于江南与北方的地理环境不同，交通运输工具也有所不同，因而石拱桥的结构则因地而异，于是出现轻型（薄墩薄拱）石拱桥和重型（厚墩厚拱）石拱桥之分。

拱的具体构造又有多种做法，其中以半圆形石拱为最多，有薄型拱，也有厚型拱。其次是圆弧形石拱，圆弧拱均系厚型拱。

厚型拱中的半圆形石拱，又有多种构造形式，如并列式、分段并列式、纵联分段并列式、框形并列式、纵联式、镶边纵联式、框形纵联式。

厚型拱中的圆弧形石拱，又有实肩拱、敞肩拱两种形式。所谓实肩拱，在拱碹的上面全部是实体构造。所谓敞肩拱，在拱碹的上面两边设有一对或两对小孔洞，使拱的两肩敞开，故称其为敞肩拱。敞肩式的拱桥称为“敞肩拱桥”。

（1）轻型石拱桥多建于江南一带，因为江南一带河流较多，河道较浅，水流平缓，而且长年有水，适于水运，因而江南一带的交通工具则以船只为主。但是，人们要跨越河流，需要建造桥梁，由于桥下要行船，桥面必须高起，此种以行人为主的桥梁荷载较小，所以桥墩和拱圈的厚度较小，于是出现薄墩薄拱石拱桥。

（2）重型石拱桥，分布较广，华北、东北、西北皆有存在。北方的河流较少，雨季水流湍急，春季河水多有枯竭。北方的交通运输工具以车辆为主，桥梁的载重量较大，桥梁既要承受洪水的冲击，又要承载较大的荷载，所以桥梁的墩台和拱圈需要加厚，故称其为厚墩厚拱石拱桥，亦称重型石拱桥。如卢沟桥等。敞肩石拱桥亦属重型石拱桥。如安济桥等。

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