


簡支木梁橋、木伸臂梁橋和編木拱橋共同組成了中國傳統木構梁橋支撐體系的三種結構形式。其中編木拱橋是在折邊拱橋的基礎上演變發展而來、木伸臂梁橋是在簡支梁橋的基礎上演變發展而來。編木拱橋有著與北宋張擇端的名畫《清明上河圖》中“汴水虹橋”相似的結構形態,吸引了學界的主要關注與研究,因此學界常用木拱廊橋指代編木拱橋,實則相對片面;而木伸臂梁橋作為一種典型的傳統木構梁橋類型,廣泛分布于我國的山地地區,卻遲遲未引起學界重視。因此,本文的文獻綜述從視角更大的木構梁橋入手,以木伸臂梁橋為核心,可大致分為九類研究類型。
引言
木構:我國擁有著悠久而復雜的木構傳統,傳統建筑大到構架,小到榫卯都離不開木料,不用一根釘子就能建構出龐大的空間。《康熙字典》里以木為偏旁的字有1413個,其中有400多個和建筑相關,可以說中國傳統匠人把木料的性能運用到了極致。
梁橋:梁橋的特點在于其橋體主要受力構件是以“梁”為主;中國傳統梁橋有木構梁橋、石構梁橋兩大類。石材的強度和耐用性通常優于木材,因此石梁橋的耐久性通常優于木梁橋。但木構梁橋起源較早,因其具有取材方便、加工簡單、經濟實用等優點而被廣泛運用。
把“木構”與“梁橋”兩者合二為一,便成了“木構梁橋”,中國傳統木構梁橋按支撐體系分為三種主要類型:簡支木梁橋、木伸臂梁橋、編木拱橋(圖1)。
一、木伸臂梁橋
木伸臂梁橋是對簡支木梁橋的改進形式,簡支木梁橋以橫擱大木為梁,由于受材料強度的限制,跨度不能太大,一般只達到7到10米,超過這一數字太多,梁易受彎折斷。為了克服上述的缺點,建橋者便研究如何利用木材搭架起來,以加大橋孔,減少墩柱數量,甚至不用墩柱。其方法之一便是修建伸臂橋,來增加橋梁的跨度。
木伸臂是一種有著悠久歷史的結構,這種橋梁似乎最早出現在西北地區。最早的確切文字記載來自南朝宋時期段國所撰寫的《沙州記》中:“吐谷渾于河上作橋,謂之河厲。長百五十步,兩岸壘石作即基階,節節相次,大木縱橫,更相鎮壓,兩邊俱來,相去三丈,并木材,以板橫次之,施鉤欄,甚嚴飾。橋在清水川東也。”證明了最早在公元6世紀,我國西北地區已經出現了木伸臂梁橋的身影。從簡支木梁橋到木伸臂梁橋,橋體單跨跨度增長了近四倍之多,是我國木構梁橋歷史上的一次重大進步。
二、中國傳統木伸臂梁橋研究現狀
木伸臂梁橋目前僅有三十多年前對中國古橋整體的大致研究中有所涉及,而其余研究均為對特定木伸臂梁橋的個體研究;因此,人們對于中國傳統木伸臂梁橋整體的認識仍然是模糊的。所以本文的文獻綜述從視角更大的木構梁橋入手,以木伸臂梁橋為核心,可大致分為以下九類。
1.文獻考古研究
在對木構梁橋的文獻考古的研究中,國內學界主要分為兩大方向:
其一是對閩浙木拱廊橋發展史的研究,和汴水虹橋的考古,包括命名及其淵源,由上海交通大學的劉杰教授首先規范了汴水虹橋和閩浙木拱廊橋下部結構的命名,分別為“編木拱橋”和“編木拱廊橋”,進而對這兩種結構形態類似的橋梁在起源和關系上作了進一步的研究,發展出閩浙木拱梁橋,即編木拱橋的譜系研究。在2004年劉杰教授歸納的七個編木拱橋發展譜系的階段中,筆者基本贊同由折邊拱發展到編木拱的木構技術迭代過程,但他把宋畫中的汴水虹橋放在最后一個階段,并定性為中國木構廊橋技術的頂峰,在筆者看來較為片面。在2011年浙江大學馮倩的碩士論文——《浙江宋元時期橋梁研究》一文中,作者更為具體地研究了浙江現存的宋元時期橋梁,尤其是折邊形拱橋和編木拱橋兩種典型的結構形態類型,完善了編木拱橋的譜系歷史研究。
其二主要是對某一特定區域特色廊橋的文獻考古研究,這類研究不再局限于編木拱橋及折邊形拱橋的譜系視野,還涵蓋了本文的研究對象伸臂木梁橋;包括黔南、湖南、青藏高原及其周緣地區。其中以伸臂木梁橋為重點研究對象的是2013年彭毛卓瑪、劉鐵程發表的《藏式伸臂橋考》一文,文章在有關吐谷渾、吐蕃的漢文史料中進行考古研究,歸納木伸臂梁橋的營建方法及其詞源,總結了藏式木伸臂梁橋的外觀特點。
2. 人類學研究
在目前木構廊橋的人類學研究中,學界的關注點幾乎都在編木拱橋這一單一結構類型上。目前的研究包括深入挖掘地域性的風俗文化背景、編木拱橋的使用群體和匠人群體三大方面。
其中對風俗文化背景的研究又涵蓋了民間信仰、祭橋文化、象征意義等內容。
編木拱橋的使用群體和匠人群體是一對主客體,目前學界對這兩者的研究較為全面。國內以劉妍老師對匠人群體的研究最為詳盡,她系統地考證、論述了閩浙編木拱橋營造技藝的技術知識構成模型,總結了閩浙編木拱橋匠人群體的技藝傳承模式;對使用群體的研究方面,中央民族大學的闕躍平在他的博士論文中系統地論述了木拱廊橋與社區之間的互動關系,反思了木拱廊橋保護和傳承過程的各種現象,總結了木拱廊橋傳統存續的機制。
3. 類型比較研究
在對木構梁橋的類型比較的研究中,國內學界主要的方法是在時間維度上進行縱向的比較,可分為兩個方向:
其一是對撐架體系的類型比較研究,即編木拱橋譜系演變,包括從汴水虹橋到閩浙編木拱橋或從折邊撐架橋到閩浙編木拱橋的演變過程,前者因汴水虹橋的工藝已經年久失傳,只能從宋畫中得知其大概的橋體形態,目前無從考證其具體的建構手法,故對后者的研究更為詳盡、實證。目前學界基本總結了閩浙編木拱橋的結構類型學譜系,得出橋板苗系統的簡潔化和穩定化是木拱橋類型發展中的主要動因,折邊橋與編木拱橋屬于同一譜系等結論。
其二是對伸臂梁體系的類型比較研究。目前相對系統、完整的研究由古橋專家唐寰澄先生(圖2)總結歸納了部分木伸臂梁橋的類型,但遺憾的是,他錯誤地把編木拱與木伸臂結構混為一談,看作一種結構原型,筆者推測,極有可能是甘肅渭源臥橋特殊的結構形式,使唐寰澄先生產生了錯誤的判斷(圖3),甘肅渭源臥橋是極為特殊的一種木構梁橋子類型,是編木拱技術與伸臂梁技術混合的產物。目前,國內近期的研究僅有劉振宇對比并歸納了木伸臂橋與石拱橋、石撐架與折邊拱的結構類型演變,其中包含了石構的視野,得出中國古代石橋發展初期與木伸臂橋有著相似結構構成的結論。
4. 力學特性研究
在對木廊橋的力學特性的研究中,木伸臂梁橋尚未進入國內學界的視野。在對編木拱橋的力學特性分析中,主要方法為有限元模型計算法。浙江大學的張亮、歐加加分析了木拱廊橋的受力行為從而了解其在荷載下的應力和變形分布,同時建立了編木拱橋的結構模型并進行了荷載的破壞試驗,了解了編木拱橋在不同荷載下的極限承載能力以及破壞形態,并選取編木拱橋中具有代表性的結構構件“青蛙腿”“馬腿”作為實驗對象,分析比較其對編木拱橋受力行為的影響。蘭州交通大學的聶亮亮采用了有限元模型計算法對灞陵橋在恒載和活載作用下的內力和變形規律進行分析,總結了該橋的主要力學行為。孟雨澤同樣利用了有限元模型計算法,具體研究了編木拱橋的矢跨比、節間數以及拱肋截面尺寸對其結構力學性能的影響規律,得出矢跨比與構件節點處的幾何關系相關,節間數和拱肋截面尺寸與構件的剛度相關,在他們的相互作用下對編木拱橋結構體系承載能力產生影響。
5. 地理分布研究
對木構梁橋總體性地理分布的研究較少,學界大部分學者將其作為研究的一個輔助因素,或聚焦研究一個特定地域的梁橋分布,目前僅有魯曉敏、吳衛平和蔣燁進行了專題性研究。在魯曉敏、吳衛平的《中國廊橋跨越兩千年的交通圖騰》一文中,作者把中國現存傳統廊橋劃分為六個主要區域。其中木構廊橋主要分布在我國的西南和東南地區,石構廊橋主要分布在我國的華北地區(如圖4)。其中閩浙地區的編木拱橋分布最為廣泛,故其研究也最為突出。
6. 地域特色與營建技藝研究
在對木構廊橋地域特色與營建技藝的研究中,學界一般選取某一特定的地域,對該地區的傳統橋梁進行分析深入研究。按研究對象可基本分為兩大類:
第一類是編木拱橋的地域專題性研究,包括編木拱橋的造型藝術、建筑特征等方面。
第二類的研究對象包含的范圍更加廣闊,為該地區全部類型的傳統橋梁,甚至涵蓋了傳統石構橋梁的視域。包括對編木拱橋與折邊拱橋、木伸臂橋與石拱橋、廊屋部分的營建技藝研究。
而目前以本文的研究對象木伸臂梁橋進行專題性地域特色營建技藝的研究僅停留在對某一單體木伸臂橋梁的挖掘。包括2005年楊嘉銘對藏式伸臂橋“波日橋”的基本背景,結構特點、美學特點進行考證,并總結了藏式伸臂橋的簡單搭建步驟;還有2018年馬志武對江西上饒市鉛山縣“澄波橋”木伸臂結構構筑方式的研究,得出澄波橋的“四向木伸臂”結構以井干式構架為基礎,該結構與中國傳統木構建筑層層出檐的構造工藝相呼應。
7. 遺產保護研究
在對木構廊橋遺產保護的研究中,按其性質可以分為兩大類。
第一類是物理性質的保護研究,以閩浙木拱廊橋為對象主要包括抗風、防洪、防火和材料特性研究,在此方面國內學界主要由繆小龍進行了大量閩東北、浙西南木拱廊橋毀于火災、風災洪災的案例分析,展望了運用古老建筑智慧和現代高科技手段相結合,保護閩浙木拱廊橋的遠景;趙兵結合了杉木材料的物理與力學性質,以其檢測、健康監測和維護為出發點,論述了閩浙木拱廊橋應該采取的技術保護手段。以木伸臂橋為對象主要包括蘇永江對四川省新龍縣波日橋歷史背景、建筑的形制的研究,并繪制了相關圖紙;從而評估其歷史、藝術、科學價值;現場考察了波日橋的殘破現狀,并分析了其原因;最終提出相應的保護與修繕措施。
第二類是文化性質的保護研究,學界目前聚焦在“世界遺產”的視野下編木拱橋的保護研究,涵蓋了其遺產價值與現存情況,對浙閩木拱廊橋“世界遺產”價值進行了剖析,羅列木拱廊橋申報世界文化遺產亟待解決的問題,總結了木拱廊橋文化的保護與利用。此外,湖南大學的龍彥靜研究了包括木伸臂廊橋在內的安化廊橋的地理人文背景,產生與發展歷程,具有的建筑藝術特征,總結了存在的問題及保護措施。
8. 建構文化研究
國內學界對木構廊橋建構文化的專題性研究相對較少,目前僅有南京大學的趙辰教授在2005年以基本結構單元體的構成為切入點,具體到中國傳統木構的高度和跨度問題,歸納木構造產物的基本原理和由來,總結了木建構邏輯的規律性;劉妍老師在2021年對比了中國與歐洲木構建筑傳統解決跨度問題的技術邏輯,探討中西方工匠在設計和建造木構架時的結構認識、應對手段及背后的思維差異。
9. 創新設計研究
在對木構梁橋創新設計的研究中,國內學界首先確立了木結構橋梁在我國的應用可行性及前景,在此基礎上歸納梳理了木拱廊橋的當代運用與實踐,整理與研究傳統木構營造技藝與設計方法,最終將傳統的結構體系與空間特征加以傳譯與轉換。
三、展望
木伸臂結構技術的產生與發展,是我國一代代匠人因地制宜,對橋梁形式的探索、木構體系的增補與配套的榫卯技術相輔相成的結果。木伸臂梁橋的研究不僅僅是為了傳承地域性傳統技藝,更重要的是通過當代的視角,重新審視其建構思維和構造語法,借用奧地利音樂家古斯塔夫·馬勒所言:“傳統,意味著傳遞火種,而非膜拜灰燼”;任何傳統的技藝假如脫離了當代的語境,便成了一種“灰燼”,不再具有生命力;希望以此文為契機,使這種傳統大跨度木構技藝得以傳承,并且完成現代化轉譯,重現我國木構傳統的活力。
參考文獻:
[1] 唐寰澄.中國古代橋梁[M].北京:中國建筑工業出版社,2011.
[2] 酈道元,陳橋驛.水經注校正[M].北京:中華書局,2007.42.
[3] 馮倩.浙江宋元時期橋梁研究[D].浙江大學,2011.
[4] 彭毛卓瑪,劉鐵程.藏式伸臂橋考[J].青海社會科學,2013(2):148-150.
[5] 葉其炎.閩東木拱廊橋的民間信仰研究[D].福建師范大學,2009.
[6] 楊紅梅,楊經華.西南少數民族祭橋文化探析:以黔東南寨頭苗寨祭橋節為個例[J].廣西社會主義學院學報,2012,23(5):70-73.
[7] 劉妍.匠藝的秘密與門檻:閩浙編木拱橋技術人類學研究[J].建筑學報,2020(6):28-33.
[8] 沈方圓.折邊橋與木拱廊橋的關系研究[D].浙江大學,2015.
[9] 劉妍.浙閩木拱橋類型學研究:以橋板苗系統為視角[J].東南大學學報(自然科學版),2011,41(2):430-436.
[10] 劉振宇. 中國古代石橋對木橋的模仿與演進[J] . 重慶建筑,2018,17(11):19-22.
[11] 歐加加.木拱廊橋受力機理的有限元分析[D].浙江大學,2014.
[12] 王利羽.徽州古橋的裝飾藝術研究[D].西安建筑科技大學,2009.
[13] 馬志武,韓凌,馬凱.構筑之道:江西上饒市鉛山縣“澄波橋”構筑方法解析[J].南方文物,2018(4):259-266.
[14] 龍彥靜.安化地區廊橋建筑藝術與保護研究[D].湖南大學,2015.
[15] 劉妍.挑戰跨度:中國與歐洲傳統木結構的建構思維[J] .建筑學報,2022(4):36-43.