泉州洛阳古桥
两宋时期泉州建造了一批大型桥梁,当时的能工巧匠不仅推广运用了我国古代桥梁建设中总结出来的经验,而且创造了许多奇迹,代表了当时的中国造桥技术的水平,为桥梁工程技术的发展,做出不可磨灭的贡献。
筏形基础
在修建洛阳桥时,采用一种称为筏形基础的技术建筑桥墩。
洛阳桥建在江海之交,水深流急,地质复杂。当时用大量石块抛填江底,铺成一条石基河床,然后在上面建起桥墩。据称“这是我国建桥工程中的又一重大发明,也是世界桥梁中的首创”,“直到十九世纪,世界各地在桥梁工程中,才采用‘筏形基础’”(《宋代泉州石桥与海外交通》.泉州文史,1979年第一期)。
古代建筑桥梁时,如果遇到水深时,往往只能用大量抛填石块的办法,等到石块填满江底,露出水面,才在上面垒石建墩。洛阳桥修建之前,有李宠“甃石作浮桥”,大概就抛填过大量的石块,用来系结浮桥的应是一些露在水面上的石砌墩体。后来洛阳在这基础上建起,终成一大创造。
睡木沉基
修建桥墩的另一项技术是“睡木沉基”。目前在泉州宋建石桥中屡有发现,如金鸡桥、安平桥都有桥墩是用这种方法建起来的,广西桂林的花桥也是用了这项技术。
有人以为,睡木沉基的方法是把编好的木筏固定在筑墩处水面,在木筏上垒筑桥墩,随着墩石逐层加高,木筏固定在筑墩处水面,在木筏上垒筑桥墩,随着墩石逐层加高,木筏渐渐沉入江底,最后奠定桥墩基础。
果真如此,会出现两个问题,一是木筏本身的承载力有限,在其上垒石筑墩,很快就会下沉,遇水深的河道,预筑石墩仍将没入水中,无法继续施工;另一个问题是河底本不平坦,木筏沉底后可能倾斜,预筑石墩必定倒塌。
实际上,采用“睡木沉基”方法建起的桥墩,一般都在浅水区,先以人工整平墩位,然后安放木头,再垒筑石墩。80年代修缮安平桥时,发现29号、312号墩是用木头排放在海滩上,然后上铺石条,垒砌成墩。185号墩是先打木桩,后把木头架在两桩之上,排列甚疏,一墩仅五、六条,而且靠外的木头,还用二桩档住,以防外滚(庄为玑:《古刺桐港》)。
木头,特别是松木,完全浸泡在水中千年不烂。用它来做桥墩的基础,可以加大重力的承受面,减缓桥墩下沉。
桥墩的结构有多种样式,有双尖墩、单尖墩、方墩。
洛阳桥的桥墩是双尖墩,即两端砌成三角形分水尖,这是因为该桥在江海之间,以双尖墩迎水,不管是潮涨潮落,都可以减少水流的冲击。
双尖墩设计应是来自中原。
《新唐书·李昭德传》记利涉桥事:“洛水岁淙齧之,缮者苦劳。昭德始累石代柱,锐其前,厮杀暴涛,水不能怒,自是无患。”
《唐会要》记中桥事:“然每年洛水泛溢,必漂损桥梁,倦于缮葺。内史李昭德始创意令所司改用石脚,锐其前以分水势,自是无漂损之患。”
《宋史·河渠志》记:“洛水贯西京,多暴涨,漂坏桥梁。建隆二年(961年),留守向拱重修天津桥成,甃巨石为脚,高数丈,锐其前以疏水势,石纵缝以铁鼓络之,其制甚固。”这里所言“甃巨石为脚”可能就是一种筏形基础,而“锐其前”显然是使用尖墩技术。
在安平桥的建造中使用了多种墩形设计,有双尖墩,方墩和介于两者之间的单尖墩,学者以为根据不同地质特点和水流状况而设计的。
另外,在洛阳桥和石笋桥的石墩顶部逐次挑出三至四层条石,用以承托石梁,既增加了桥墩的间距,又减短石梁的跨度,是一种早期的悬臂式桥墩。这种悬臂墩在架梁时难度很大,一旦失去平衡,后果不堪设想。
浮运架桥
明人王慎中在记洛阳桥一文中有“凿石伐木,激浪以涨舟,悬机以弦繂”(清·道光版《晋江县志》)的说法,后人以为反映了当时利用海潮高涨,用船运载石料,凭借简单的吊装设备、把巨大的石料牵引就位,筑成桥墩或托架石梁,称之为浮运架桥法。
唐寰澄在《中国古代桥梁》一书中说:“意即用鹿轴、转轴、穿索以吊放桥石。考之《集韵》,织具谓之机杼,机以转轴,杼以持纬。《释名》:‘悬下圹回繂。繂,将也,徐徐将下之也。’《礼·檀弓》室祝丰碑注:‘丰碑大木为之,形如石碑榔前后四角树之,穿中与间为鹿卢,下棺以繂绕,所谓繂绕,就是用壹一头悬棺,一头穿过鹿卢’。可见已不是单纯的肩挑人抬,而是利用土把杆、滑车组成的小吊机了。”
王慎中以明人言宋事,且言辞含混,难以据此而下断论。倒是明朝万历三十五年地震桥塌这后,郡守姜志礼重修,有记文提到:“大石梁折,戴(载)石补之,舟至泊于桥,……及是日,滔天之水,晨自东来,石梁遂上”(清·道光版《晋江县志》)。利用涨大潮的时候,把装载在船上的大石梁托到桥墩上,这就是浮运架桥法。
种蛎固基
过去还经常提到洛阳桥利用海生牡蛎的硬壳来加固桥墩,很多文献记录中都提到“桥下种蛎固其基”。宋·方勺《泊宅篇》还说:“即多取蛎房散置石基,益胶固焉。元丰元年(1078年)王祖道知州奏立法,辄取蛎房者徒二年。”
有人认为“种蛎固基”是古代建桥史上的一项发明。近年来一些学者颇有异议,他们认为牡蛎无须种植,洛阳桥墩上的蛎房是自然生长的,附着在桥墩上的蛎房不能起到加固的作用,桥墩主要是依靠自身的重量屹立在江中,随海浪溪流的冲击。