泰順文興橋修繕中的若干問(wèn)題探析
2011-11-25 來(lái)源:作者:周淼 胡石 來(lái)源:中國(guó)橋梁網(wǎng)
文興橋是“木拱廊橋之鄉(xiāng)”泰順縣著名的斜橋,在浙閩地區(qū)現(xiàn)存的眾多木拱廊橋中顯得獨(dú)樹(shù)一幟,其傾斜的風(fēng)姿在媒體、出版物和互聯(lián)網(wǎng)上廣為流傳,常被形象地稱(chēng)為“扯橋”。然而,歷經(jīng)百年風(fēng)雨的文興橋至今已經(jīng)嚴(yán)重老損,加之溫州地區(qū)夏季飽受臺(tái)風(fēng)侵襲,時(shí)刻都有傾覆的危險(xiǎn),搶修文興橋已經(jīng)迫在眉睫。2008年底,東南大學(xué)建筑學(xué)院承擔(dān)了文興橋的修繕設(shè)計(jì)任務(wù),我們從此與文興橋結(jié)緣。2009年元旦剛過(guò),筆者第一次赴泰順考察文興橋,發(fā)現(xiàn)橋體傾斜嚴(yán)重,多根橋苗已產(chǎn)生折斷裂痕,廊屋傾斜歪閃,一時(shí)很難摸清橋體傾斜原因,對(duì)拿出何種解決方案也沒(méi)有把握。后來(lái)又多次實(shí)地考察、測(cè)繪、調(diào)研,直至文興橋修繕竣工,筆者已經(jīng)六訪(fǎng)文興橋,腹中諸多感觸難以言表。
    

    圖1文興橋北立面胡石攝影

    

    圖2文興橋周邊環(huán)境三維掃描點(diǎn)云自繪
    

    圖3文興橋及周邊環(huán)境自攝

 
    1、解讀——初識(shí)文興橋

    1.1文興橋歷史沿革

    文興橋位于浙江省泰順縣筱村鎮(zhèn),該橋橫跨玉溪之上,呈東西走向,西側(cè)是山,玉溪自東南流經(jīng)此處折向東北。根據(jù)《泰順交通志》和泰順縣文物保護(hù)管理檔案中的記載可知,該橋創(chuàng)建于清咸豐七年(1857年),民國(guó)十九年(1930年)村民集資大洋262元重修,1990年11月,泰順縣文博館撥款1000 元進(jìn)行加固(圖1~圖3)。

    1.2文興橋構(gòu)造和形象特征

    文興橋是浙閩山區(qū)典型的編梁木拱廊橋,主要由橋墩、橋體、廊屋組成。

    橋體為編梁木拱結(jié)構(gòu),由三節(jié)苗系統(tǒng)、五節(jié)苗系統(tǒng)、剪刀苗、平梁、排架柱等結(jié)構(gòu)組成。三節(jié)苗系統(tǒng)分為兩邊各一組斜苗和中間一組平苗,每組9根,共27根;斜苗與平苗交接節(jié)點(diǎn)處是大牛頭(三節(jié)苗牛頭)。五節(jié)苗系統(tǒng)包括五組桿件和四根小牛頭,五組桿件分別是兩邊各兩組斜苗和中間一組平苗,兩邊斜苗每組8根,中間平苗10根,共42根。剪刀苗是斜撐桿件,在文興橋中共使用三組,兩組為剪刀撐,一組為人字撐。平梁上架設(shè)橋面板供行人通行,故坡度較緩。排架柱的作用即是把平梁架設(shè)在三五節(jié)苗系統(tǒng)上。

    廊屋構(gòu)架形式為為穿斗式,兩端作歇山翼角,中間三間作重檐歇山頂,明間北向安放神龕供奉神祗,神像面南正是河水流過(guò)來(lái)的方向,這與其他廊橋神像朝向規(guī)律是一致的。文興橋外觀奇?zhèn)?,裝飾簡(jiǎn)潔。廊屋出檐深淵,屋面坡度平緩,檐口和屋脊生起大,頗具古風(fēng)。柱、遮雨板、封檐板等構(gòu)件均涂刷深紅色油漆,這是當(dāng)?shù)卮鍌鹘y(tǒng)的裝飾手法,即防腐又美觀。

    1.3“扯橋”成因傳說(shuō)

    文興橋的結(jié)構(gòu)非常奇特,左右不對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)使得該橋在泰順眾多廊橋中備受關(guān)注。關(guān)于橋體西高東低的成因,在民間流傳有這樣幾種說(shuō)法。

    第一個(gè)傳說(shuō)是“重量作用說(shuō)”:相傳當(dāng)年建造該橋時(shí)的把墨師傅是金華人,他帶了一名當(dāng)?shù)氐那嗄隇橥?。造橋時(shí)徒弟怕自己負(fù)責(zé)的一端不牢固,而加用了幾籮鐵釘,因此該橋橋身向鐵釘較少的方向傾斜。

    另一個(gè)傳說(shuō)是“兩組工匠說(shuō)”:當(dāng)年建橋的時(shí)候,請(qǐng)來(lái)兩位師傅,分別從兩岸同時(shí)建造。兩位師傅對(duì)于造橋的方案各執(zhí)己見(jiàn),互不讓步。當(dāng)造到中間時(shí),才發(fā)現(xiàn)兩邊的高度不一樣,這時(shí)已來(lái)不及拆了重造,只得傾斜著合龍。

    還有第三種傳說(shuō)則是“預(yù)防洪水說(shuō)”:文興橋建在溪水的轉(zhuǎn)彎處,因?yàn)橄艿綇澅诘淖璧K,所以溪水產(chǎn)生一邊高一邊低,一邊急一邊緩的現(xiàn)象,而文興橋也因此建成一邊高一邊矮的造型,這是竭力使橋梁避免被洪水沖擊的技法。

    2、方法——精細(xì)測(cè)繪與現(xiàn)狀勘察
    

    圖4三維激光掃描儀自攝

    2.1現(xiàn)狀勘察的內(nèi)容

    雖然浙閩山區(qū)木拱廊橋結(jié)構(gòu)類(lèi)似,但在具體結(jié)構(gòu)構(gòu)造做法上仍有不少差異。為了摸清文興橋的建筑結(jié)構(gòu)和殘損狀況,我們對(duì)文興橋進(jìn)行了較為精細(xì)的測(cè)繪和詳細(xì)的現(xiàn)狀勘察?,F(xiàn)狀勘察的內(nèi)容主要包括三方面:

    第一方面是測(cè)繪橋體與廊屋結(jié)構(gòu):(1)認(rèn)識(shí)并掌握文興橋的結(jié)構(gòu)形式;(2)了解榫卯節(jié)點(diǎn)形式;(3)測(cè)量構(gòu)件尺寸;(4)發(fā)現(xiàn)獨(dú)特之處。

    第二方面是記錄殘損信息與病害類(lèi)型:(1)脫榫;(2)開(kāi)裂;(3)蟲(chóng)蛀。

    第三方面為測(cè)量橋體變形情況:(1)全站儀觀測(cè);(2)三維掃描儀獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù);(3)手工測(cè)量(圖4)。

    而對(duì)于文興橋這種極為特殊、極為復(fù)雜的案例,只有較為深入地了解其結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn)、殘損病害類(lèi)型等問(wèn)題,才能做到“對(duì)癥下藥”——制定適當(dāng)?shù)男蘅樂(lè)桨?。因此,最大程度上獲取現(xiàn)狀信息就顯得尤為重要。這就引出了關(guān)于精細(xì)測(cè)繪的討論。

    2.2精細(xì)測(cè)繪的意義

    在以往傳統(tǒng)的測(cè)繪中,對(duì)于橋體跨度、矢高,以及節(jié)苗變形狀況是無(wú)法精確描繪表述的。新的設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用使得精細(xì)測(cè)繪文興橋橋體成為可能。筆者使用全站儀獲取關(guān)鍵結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的空間坐標(biāo),三維激光掃描儀獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)則可以清晰直觀地反映橋苗現(xiàn)狀。新儀器和新技術(shù)的應(yīng)用大大提高了測(cè)量效率,使得筆者在現(xiàn)場(chǎng)將更多的時(shí)間投入到細(xì)部觀察測(cè)量、
    

    圖5文興橋橋體俯視(上)、北視三維掃描數(shù)據(jù)

    殘損病害記錄工作中去。這樣,精細(xì)測(cè)繪最終得到的就不僅僅是一份精準(zhǔn)的測(cè)繪圖,而是一套完整的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中包含有測(cè)繪圖、三維模型、記錄表格、照片等。數(shù)據(jù)庫(kù)所反映的內(nèi)容就包括:建筑型制規(guī)模、細(xì)部構(gòu)造作法、變形情況、殘損病害類(lèi)型等;基于這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),就可以對(duì)建筑本體的保存狀況進(jìn)行評(píng)估,分析殘損與病害的成因,并有針對(duì)性地進(jìn)行修繕?lè)桨冈O(shè)計(jì)。

    借助于三維激光掃描數(shù)據(jù),筆者發(fā)現(xiàn)三節(jié)苗平苗兩側(cè)牛頭竟有1.46米的高差,西側(cè)橋面非常陡,相比之下東側(cè)橋面則較為平緩。東側(cè)五節(jié)苗中段斜苗甚至被大牛頭壓成S形,數(shù)根五節(jié)苗產(chǎn)生折斷裂痕;西側(cè)中段五節(jié)苗則受壓成C形。除了西高東低傾斜,橋體還發(fā)生了南北向的扭轉(zhuǎn),橋體扭轉(zhuǎn)還造成了廊屋的傾斜,西側(cè)橋體廊屋向南傾斜,東側(cè)橋體廊屋則向北傾斜。對(duì)諸多變形情況的準(zhǔn)確把握得益于先進(jìn)儀器和技術(shù)的使用(圖5~圖7)。
    

    圖6文興橋縱剖面自繪
    

    圖7文興橋三維模型自繪

    3、設(shè)計(jì)——病害分析與修繕?lè)桨?br />
    3.1殘損病害情況

    (1) 橋身傾斜及扭轉(zhuǎn)情況

    橋身豎向平面內(nèi)傾斜:現(xiàn)文興橋東側(cè)三節(jié)苗牛頭處出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的垮塌下沉,根據(jù)儀器測(cè)量,東側(cè)三節(jié)苗牛頭較西側(cè)三節(jié)苗牛頭低約146厘米,表現(xiàn)在外觀上廊橋呈現(xiàn)東低西高的不對(duì)稱(chēng)形態(tài),從結(jié)構(gòu)角度而言,呈典型的拱結(jié)構(gòu)平面內(nèi)破壞變形情況,即一側(cè)下沉變形,同時(shí)導(dǎo)致另一側(cè)對(duì)稱(chēng)的頂升變形。如以橋中心線(xiàn)為軸,兩側(cè)變形量接近相等,變形量以146厘米的一半計(jì),接近75厘米,為拱跨的2.5%,矢高的16%,根據(jù)多位專(zhuān)家判斷已接近結(jié)構(gòu)破壞的臨界點(diǎn)。

    (2) 木構(gòu)架及重要木構(gòu)尺寸及損壞情況

    橋拱三節(jié)苗相交處局部垮塌,導(dǎo)致橋體上部構(gòu)架多處發(fā)生傾斜、歪閃、拉脫現(xiàn)象,橋體出現(xiàn)險(xiǎn)情。部分柱、梁開(kāi)裂嚴(yán)重,部分木構(gòu)件受潮、受蟲(chóng)蛀,以柱根為重。

    (3) 屋面和小木作損壞情況

    挑檐檁尺寸偏小,致使檐口曲線(xiàn)有形變。由于屋面有組織排水老化,出現(xiàn)漏雨現(xiàn)象,椽子等構(gòu)件有不同程度糟朽,多數(shù)板椽下?lián)?。地板厚度?cm,厚度偏小,撓度較大,不能滿(mǎn)足承載要求,但由于年久失修,木樓板局部木料腐爛。

    (4) 灰塑和彩繪損壞情況

    一層翼角灰塑局部有損壞。二層屋脊彩繪局部脫落。廊屋側(cè)壁彩繪由于壁板受潮,局部發(fā)黑,局部彩繪顏色改變,甚至脫落。亟待整理保護(hù)。

    3.2可行修繕設(shè)計(jì)方案

    根據(jù)以上對(duì)殘損病害的分析。筆者制定了三種可行修繕設(shè)計(jì)方案:

    (1) 傳統(tǒng)修繕?lè)椒ā<磳蝮w拆解,全面檢查構(gòu)件情況,按原狀重新搭建文興橋;根據(jù)工匠調(diào)查,傳統(tǒng)的廊橋維修方法為自上而下,根據(jù)修建廊橋的相反步驟,對(duì)橋體木構(gòu)進(jìn)行解體。傳統(tǒng)采用龍門(mén)架方式,當(dāng)下可采用滿(mǎn)堂腳手架的方法。先編號(hào)解體橋屋,后解體橋面板和平梁系統(tǒng),再解體五節(jié)苗系統(tǒng),最后解體三節(jié)苗系統(tǒng)。在解體后詳細(xì)勘察每根構(gòu)件的保存狀況,尤其是榫卯節(jié)點(diǎn)的保存情況,分別進(jìn)行替換和修補(bǔ)。之后在傳統(tǒng)辦法中,工匠通常采取的截長(zhǎng)補(bǔ)短的方式,即將榫卯損壞的三節(jié)苗截?cái)嘤米魑骞?jié)苗使用,長(zhǎng)的五節(jié)苗截短供短的五節(jié)苗使用,這樣保證老料盡可能的不被浪費(fèi)。

    (2) 第二種為頂升加固。即不拆解橋體主要結(jié)構(gòu),針對(duì)現(xiàn)存橋體東側(cè)低、西側(cè)高的現(xiàn)狀,通過(guò)搭建滿(mǎn)堂腳手架,通過(guò)外加荷載,調(diào)整改變拱的變形形態(tài)。也就是先將橋屋解體,然后在東側(cè)三節(jié)苗牛頭處通過(guò)千斤頂向上頂升,在西側(cè)三節(jié)苗處的橋面上施加對(duì)稱(chēng)的向下荷載,通過(guò)緩慢的逐步加載,讓橋體變形恢復(fù)減小,直至重新達(dá)至平衡點(diǎn),恢復(fù)編梁木拱橋的正常受力狀態(tài)。此后,對(duì)牛頭及節(jié)苗進(jìn)行體系外加固,對(duì)完全損壞的四根三節(jié)苗和五節(jié)苗以及東側(cè)三節(jié)苗牛頭則通過(guò)局部卸荷的方式進(jìn)行局部替換,對(duì)保留構(gòu)件及其節(jié)點(diǎn)使用外包鋼或粘貼碳纖維布的方式加固。

    (3) 第三種為保存現(xiàn)狀。通過(guò)體系外的結(jié)構(gòu)形式代替原結(jié)構(gòu)體系受力。也就是通過(guò)在橋體下部增加鋼結(jié)構(gòu)體系,承擔(dān)現(xiàn)有橋體荷載,仍舊保存橋體傾斜狀態(tài)。

    3.3修繕?lè)桨高x擇

    根據(jù)上述可能方案的利弊權(quán)衡,此次修繕采取解體修繕與體系外加固并用的辦法。具體為根據(jù)傳統(tǒng)修繕?lè)绞綄?duì)橋屋及下部節(jié)苗系統(tǒng)進(jìn)行落架解體,更換已完全破壞的節(jié)苗和牛頭,對(duì)經(jīng)評(píng)估整體保存尚好僅榫卯節(jié)點(diǎn)部分損壞的節(jié)苗及牛頭,采取體系外方式加固。構(gòu)件分別加固后,按原傳統(tǒng)工藝恢復(fù)至可控制的傾斜狀態(tài)。

    4、解析——落架記錄與傾斜原因判定

    圖8拆卸三節(jié)苗平苗自攝

    2010年8月,趕在臺(tái)風(fēng)到來(lái)之前,文興橋落架完成。在落架過(guò)程中,筆者仔細(xì)觀察了橋體構(gòu)件榫卯節(jié)點(diǎn)形式,并完善了殘損記錄(圖8)。

    根據(jù)對(duì)細(xì)節(jié)的記錄,可以判定,文興橋的傾斜是由于結(jié)構(gòu)體系中的缺陷造成的。雖然編梁木拱橋的形態(tài)接近拱形,但其受力機(jī)制并非理論力學(xué)上的“拱”。構(gòu)成橋體的節(jié)苗桿件既受壓又受彎,又由于長(zhǎng)細(xì)比較大,還需要通過(guò)在桿件之間添加木楔來(lái)增強(qiáng)整體穩(wěn)定性;榫卯節(jié)點(diǎn)在受拉的狀態(tài)下無(wú)能為力;理論上的受力平衡狀態(tài)很難達(dá)到,偏向一側(cè)形成超靜定結(jié)構(gòu)反而成為這類(lèi)廊橋存在的常態(tài),泰順仙居橋、北澗橋、溪東橋均是如此。
    5、保存——落成與安位法會(huì)

    

    圖9修繕竣工后的文興橋自攝
    

    圖10修繕后的橋體西側(cè)(左)和東側(cè)(右)自攝

    

    圖11安位法會(huì)時(shí)的廊屋自攝

    2011年5月,文興橋修繕工程竣工。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)回訪(fǎng),筆者認(rèn)為本次修繕基本符合《文物保護(hù)法》和《文物古跡保護(hù)準(zhǔn)則》對(duì)當(dāng)今建筑遺產(chǎn)保護(hù)工程所提出的要求;在很大程度上保存了文興橋的原有形制和結(jié)構(gòu),橋體和廊屋的老木料經(jīng)落架檢查、加固補(bǔ)強(qiáng)后復(fù)歸原處,盡可能多地保存了原有木構(gòu)件;經(jīng)過(guò)檢查,更換了若干已失去強(qiáng)度的三節(jié)苗、五節(jié)苗和牛頭,新構(gòu)件依老料的形制和樣式進(jìn)行加工;更換了橋面板、遮雨板、板椽、檁條等存在安全隱患的部分老化構(gòu)件,確保了廊橋的安全可靠;使用傳統(tǒng)技術(shù)工藝和傳統(tǒng)材料,新更換的構(gòu)件和補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件均可以拆卸和替換,不影響今后的保存和修繕。此外,文興橋不僅僅是一座跨度較大的木拱廊橋,更為獨(dú)特的是其傾斜的形態(tài),“扯橋”、“斜橋”已成為文興橋的代名詞,經(jīng)修繕后,“扯橋”的獨(dú)特風(fēng)貌得以延續(xù)。修繕后的文興橋糾正了西高東低的橋體變形以及南北向的歪閃的現(xiàn)象,消除了結(jié)構(gòu)隱患;為了保留傾斜風(fēng)貌,西端三節(jié)苗仍比東段三節(jié)苗高30cm,但這種斜度屬于可控制的傾斜范圍;現(xiàn)在看到文興橋仍保有較大的斜度,是通過(guò)在平梁、平苗上架設(shè)格柵把橋面墊高、墊斜,檁條上加墊木、生頭木以強(qiáng)化傾斜形態(tài),外觀上遮雨板仍然作成傾斜的形狀(圖9,圖10)。

    2011年8月底,筆者第六次赴泰順考察廊橋,聽(tīng)說(shuō)筱村正在舉行文興橋新神像安位法會(huì),趁夜色包車(chē)趕到筱村觀看。安位法會(huì)的由來(lái)是因?yàn)樵任呐d橋廊屋明間神龕供奉的神像已經(jīng)殘破,村民集資更換神像,法會(huì)共持續(xù)了三天兩夜,主要的法事內(nèi)容包括送神、發(fā)符、發(fā)奏、建壇、誦經(jīng)、點(diǎn)睛等,儀式的最高潮是給新神像點(diǎn)睛。對(duì)我們來(lái)說(shuō),是學(xué)習(xí)人類(lèi)學(xué)、民俗學(xué)難得的機(jī)會(huì)(圖11)。

    文興橋既是國(guó)家重點(diǎn)文物保護(hù)單位,同時(shí)還承載著附近居民的精神信仰,筆者很高興地看到,修繕后的文興橋不僅保存了文物建筑本體,還使得該橋承載的社會(huì)職能得以延續(xù)。這樣,154歲的文興橋仍然是“活著”的,希望在今后更長(zhǎng)的時(shí)間里她依然“健康”。
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