1、中国古代石桥基础构造与防护技术
中国的古代石桥,大多数分布在平原地区,山区为数较少。山区石桥的基础多建在基岩上,基岩属于稳固耐久基础,一般情况下,平时不需要维护。平原地区石桥的基础,则是根据当地的水文地质条件,因地制宜、因桥而异,采取不同的构造方式和做法所建造。
平原地区的石桥基础,虽然其构造不同,但是,均属于浅型基础。浅型基础是古代石桥的一大弱点,古代之所以要采取浅基础,可能是因为水下施工难度大,故数百年来,乃至千年以上,始终沿用浅基础的做法。
所谓“浅基础”,基础的上面与河床在同一平面内,也就是桥基上面与河床的高程相同。由于桥基直接受河水的冲刷,因而具有一定的易损性和危险性。桥基是桥梁之“根”,保护好古桥基础是保护古桥的基本措施,桥基保护不利,石桥必圮矣。
经调查研究,古代建桥人,在不同地域,不同河流上,皆因地制宜地设计桥梁基础。根据目前收集到的古代石桥资料,石桥基础的构造形式与做法有以下六种。
(1)天然土层基础,此种基础适用于土质稳定而坚硬的地层。(2)整体石砌基础,此种基础适用于水流湍急,而地质不够稳定的质的河道上。(3)梅花桩基础,此种基础适用于冲积层土质,北方的中型石桥多采用此种基础。(4)独立木桩石板承台基础,适用于全年水流较为平缓的河道。如苏杭大运河。(5)整体木桩石板承台基础,此种基础适用于平时水流平缓,雨季水流湍急的河道上。(6)整体木桩木承台基础,如北京的广济桥等。兹分别简述如下。
(1) 天然土层基础:所谓“天然土层基础”,就是在天然土层上直接建造桥台,赵县的安济桥就是这种基础。
河北省民间有一种传说,赵州大石桥的下面是一个“倒拱”。洨河的河床下面全是“铁板砂”,永远不漏水。
1952年冬季在制定安济桥大修工程计划的时候,决定首先在桥下进行探查,一是查明有无“倒拱”,二是查找有无旧石件。1953年春季(上汛以前),在桥下进行钻探,直至探入天然土质地层(冲积层),也未见“倒拱”。
钻探期间,发现桥下埋有旧石料,于是进行挖掘,挖出许多旧栏杆石件和拱碹石件。还发现一件旧勺钻(亦称筒钻)的钻头(木杆残留少许)。此物证明,隋代建造桥梁的时候,在进行工程设计之前,曾做过地质钻探。此种钻探工具(勺钻),在北京广济桥的基础下面也曾发现。
而后,又在桥台的两侧斜向探查桥台下面的状况,未见木桩,也未发现石灰土。根据探查,肯定安济桥的桥台下面是天然土层。
(2) 整体石砌基础:此种基础的做法,是用多层石板砌筑而成整体实体基础,卢沟桥即属于此种基础。
卢沟桥跨于永定河上,永定河素称“无定河”,在卢沟桥上下游河床中,经钻探,此段河床均系天然级配砂石,深达十数米。
昔日有卢沟桥“插柏为基”的传说。为保护金代古桥——卢沟桥,于1988—1991年两次在第八,第三、六孔内进行基础探查。发现卢沟桥的基础和桥区海墁是用多层石板砌筑而成的全桥整体大基础,在石板中立穿许多根铸铁圆柱,石板的下面是天然级配砂石,未见木桩。证实“插柏为基”的说法有误。
还发现,卢沟桥建造工程,曾采取开挖导流河道,在断水的河道中施工,所以才能采取多层石板砌筑整体基础的做法。数百年来,桥区海墁虽有局部受冲刷而流失多层石板,桥墩基础丝毫未受影响。
(3) 梅花桩基础:所谓“梅花桩”,是采用较小的圆木为基桩,由于木桩比较密集,如同许多“花朵”,故俗称“梅花桩”。桩间填充碎石、砂石等,上面铺砌单层或双层石板而成整体平台,桥台和桥墩建于同一平台上。
(4) 独立木桩石板承台基础:所谓“独立”,是指每一个桥墩设一个基础。此种基础均以若干根较大圆木为基桩,上面盖以单层或双层石板构成承台,桥台和桥墩建于其上。桥墩之间不构筑海墁。如苏州的宝带桥。
(5) 整体木桩石板承台基础:所谓“整体”,是指全桥是一个整体大基础。此种桥基,多采用直径较大的圆木做基桩,桩间填充掺有碎石片的粗质石灰土,上面铺砌单层或双层石板构成全桥整体大承台。如北京的大红门桥,该桥跨于凉水河上,河床属于沙质地层,平时水流平缓,雨季水流湍急。
(6) 整体木桩木石承台基础:此种桥基,也是用直径较大的圆木为基桩,桩间填充掺有碎石片的沙质黏土,上面平铺单层方木或双层圆木,构成木桩木承台,上面再铺砌单层或双层石板,构成全桥整体大平台基础。如北京的广济桥和永通桥。广济桥跨于清河上,地质状况是以沙质黏土为主。永通桥跨于通惠河上,该河道是粗砂层和细沙层相间地层。
据调查,全国各地的古代石桥,基础被冲毁的实例并不多。据考证,古代建桥人对浅基础极易被冲毁之弊早有认识,在建桥时,皆采取防护措施。
例如:陕西省的灞桥,桥墩是独立木桩石板承台基础,平时灞河的水流尚较平缓,每逢雨季,河水猛涨,水流湍急,于是在桥墩基础的前方(上游)打入迎水木桩,桩间填石灰土,以防护洪水冲刷墩基。
又如:北京的石桥,多采用“梅花桩”基础。此种基础,最怕桩间过水,一旦桩间过水,桥基承载力降低,桥台或桥墩必塌毁。古代建桥人,为防止梅花桩的桩间过水,皆采取预防措施。第一,海墁石板的对接面加工较为细致,石板的对接缝严密。第二,桥区以外均设有海墁,在海墁的上下游边沿处立栽一道平牙石,用以阻止河水进入海墁下面。据考察证实,上述技术措施,对桥基的防护作用皆有效。
关于石桥的养护办法和技术,在历史档案中,只有桥梁修葺和重修(均属修理)的记载,从未查找到有关桥梁养护与管理的记载,很可能是平时没有养护和管理,当发现桥梁有损坏时,才进行修葺或重修。
如今现存的古代石桥,特别是建造精致、造型美观的石桥,已为数不多,均系极其宝贵的文化遗产,应该尽最大努力予以保护。
桥梁基础是桥梁之“根”,故首先应该保护好桥梁基础。根据多年的古桥养护经验,兹将几种实用过的防护做法简述如下。
(1) 在桥台前面砌筑护坡:此种做法适用于天然土层基础,如河北赵县的安济桥,桥台建在天然土层上,外面未做任何保护,由于河道稳定,一千多年来,桥基从未被河水冲空过。1956年汛前,鉴于桥台土基外露,毕竟不够安全,于是在桥台前面铺砌一段块石护坡。1984年春季,发现桥台前面护坡的水泥勾缝已无存,块石砌体依然稳固。
(2) 注意桥基检查:多数河道,每逢雨季,洪水猛涨,水流较为湍急,应该在汛前和汛后进行检查。汛前发现问题,应及时采取措施。在汛期过后或翌年枯水季节,检查桥基和海墁有无异常现象,根据不同情况采取不同技术措施。
(3) 关于海墁防护措施:①石板海墁的上面如果基本平整,只是出现较大的缝隙,应使用高压水枪,冲洗缝中泥土,再用压力灌浆法灌入水泥砂浆。②如果海墁有局部塌陷,则应该将塌陷部位(视情况扩大范围)的石板掀开,用水泥混凝土填充,石板依旧恢复。③海墁的上下游边沿处如果有损坏,可以在边沿外边浇注一道混凝土墙。④河道两岸的河坡和驳岸,虽然不属于桥梁范围,但是,河坡和驳岸之稳定与否,直接影响桥梁的安全,一旦出现损坏,应及时与有关单位协商处理。
再举一特殊教训实例,以引为注意。北京的永通桥是一座三孔石拱桥,中孔的净空特别高,边孔净空又特别低,中孔拱顶高于边孔拱顶4.05米。曾两次发生桥台塌毁事故,均系因为调水不当所致。
第一次事故是1983年汛期,通惠河上游地区普降暴雨,河水猛涨,而通州北关闸未及时开闸泄洪,当永通桥的水位接近中孔拱顶时,北关闸全部开启,永通桥下游水位迅速下降,致使桥的上下游出现100厘米的水头(水位差)。南北边孔内则形成压力流。很快,北桥台因为基础木桩之间过水,桩间填料流失,桥基的承载力骤减,桥台随之塌陷(事后检查,北边孔上游海墁有局部变形)。
第二次事故是1986年汛期,事故原因与1983年的第一次事故基本相同,北桥台修复不久,因而南桥台坍塌。两次水毁事故,虽然是个别现象,应该引为教训。
古桥保户工作之难点,我认为不是技术问题,而是古桥的养护与管理工作。古桥委员会只能是起到,呼吁、联系、推动、促进作用。实施古桥保护,还需依靠地方桥梁管理部门或文物管理部门。古桥能否得到应有的保护,关键是能否将古桥保护工作落实到地方桥梁管理部门或文物管理部门。
2、关于似拱非拱的木桥
中国古代桥梁中,目前所发现结构基本规整的木桥有,简支木梁桥、橕架式木梁桥、悬臂式木梁桥、组合式木梁桥等四种。前三种形式的木梁桥,无争议。至于组合式木桥,由于其主跨的立面呈多边折线形,貌似拱的形式,因而常被人误认为是“木拱桥”。
拱的定义是,在荷载的作用下,以承受轴向压力或以承受压力为主的曲线或折线杆形的结构。拱的结构形式有,肋拱、板拱、桁拱。
应用于桥梁上的桁,有桁梁和桁拱两种形式,均系由若干直杆件,构成三角形区格的平面或空间的结构,用于桥梁的上部结构。
所谓“组合式木梁桥”,其主跨结构均系用直杆件(圆木和方木)组合而成。主跨的直杆件并未构成三角形区格的平面或空间的结构。因而,此种结构不属于“桁拱”,所以说它是“组合式木梁桥”。由于其主跨的立面形式特殊,亦可称其为“特殊形木梁桥”。
本人所考察过的此种木桥,其主跨结构有两种结构方式,一种是由两组共8排主杆件和6根辅杆件组合而成(图2主跨示意图a)。另一种是由两组共7排主杆件和5根辅杆件组合而成(图2主跨示意图b)。
以浙江省泰顺县营岗店桥为例(见图1“组合式木梁桥示意”)。营岗店桥是一座单孔组合式木梁桥,其主跨结构,由两组共8排主杆件(圆木)和6根辅杆件(扁方木)组合而成,在两组结构顶部的平置杆件之间有两根圆木横梁,两组杆件的下脚各置于同一支座上,支座安装在基岩上。
第一组结构,由三排圆木和两根扁方木组成,每排8根圆木,圆木对接处各有1根扁方木(既是垫木,又是横向连接杆件)。
一组示意图所示,由杆件①、 ②、 ②?和杆件A和A?组成的结构,其立面为梯形门式。杆件①是承受两个集中力的受弯杆件“梁”。杆件A和A?是两根横向连接的垫木。杆件②和②?是两排斜置(倾斜度相同、倾斜方向相对)承受以直压力为主的杆件“柱”。杆件①上的荷载力通过杆件A、 A?和杆件②、 ②?分别作用在(传递到)支座上。
第二组结构,由五排圆木和四根扁方木组成,每排9根圆木,圆木对接处各有1根扁方木(既是垫木,又是横向连接杆件)。
二组示意图所示,由杆件③、 ④、 ④?、 ⑤、 ⑤?和杆件B、 B?以及杆件C和C?组成,其立面呈五边折线形。杆件③是承受匀布荷载的“梁”,杆件④和④?是两排斜置(倾斜度相同、倾斜方向相对)承受直压力的“柱”,杆件⑤、⑤?也是两排斜置(倾斜度相同而倾斜方向相对)承受直压力的“柱”。杆件B、 B?(扁方木)和杆件C、 C?(扁方木)皆是横向连接的垫木。
杆件③上的荷载力,一部分力通过两根圆木横梁,作用在第一组结构的杆件①上。另一部分力通过杆件④、 ④?和杆件⑤、 ⑤?,以及杆件B、 B?和杆件C、 C?分别作用在(传递到)支座上。
图1组合式木梁桥示意图
第一、二两组结构之间属于组合(互相依附)关系,并非结构(互相联结)关系。木桥上的所有节点均属于压力节点,所有圆木与垫木之间均采用榫卯相接,不使用螺栓。桥面板与纵梁之间使用铁钉,纵梁与横梁之间使用铁锔子。上述两组结构的背上附设交叉斜橕(剪刀橕),用以横向稳定。在主跨结构的两端,用圆木做立柱,上顶架一横梁,侧面附加交叉斜橕(剪刀橕),构成木排架,与主跨结构共同承托桥面。
图2主跨示意图a、 b
图3一、 二组示意图
3、多边折线形石桥的结构分析
中国古代桥梁中,现存的石桥有,石梁桥和石拱桥两种。石梁桥中有,简支石梁桥(包括前倾形桥台石梁桥,弯形桥台石梁桥)、悬臂式石梁桥、橕架式石梁桥。石拱桥中有,半圆形石拱桥、圆弧形石拱桥(包括敞肩型)、多边形石拱桥。
石拱结构,有曲线的杆形结构和折线的杆形结构两种。其受力特点是,拱结构在荷载的作用下,承受轴向压力。
多边形石拱桥的主受力结构,所用材料是石板。石件的厚度小于其宽度和长度,且中心线为直线的石件,称为石板。
所谓“多边形石拱桥”,其主跨立面呈多边折线形,由于主跨结构所用石板之厚薄不同,因而其结构内的应力有所不同。使用较薄石板组成的多边形结构,在荷载的作用下,石板将是受弯构件。如果石板较厚,在荷载的作用下,石板有可能是以承受轴向压力为主的构件。所以说,此种结构的石桥,其立面虽然类似拱的形式,并不一定全是“拱桥”。不过,凭直观其立面形式,难以分辨是否符合结构力学的拱结构,因而习惯上统称其为“石拱桥”。
图4石桥图1
多边折线形石板结构,亦称“板块式结构”,其主跨结构,由三段或五段,或七段石板对接而成,其立面形式有,三边折线形、五边折线形、七边折线形等,统称多边折线形。结构形式有,分段并列式和纵联分段并列式两种。其中,主跨立面呈梯形门式的桥,则不属于三边形石拱桥,应该属于前倾式桥台石梁桥。如绍兴的和尚桥等(图4)。
用较薄石板组成的多边形结构,其中心线是折线,因而各段石板形成若干个(偶数)钝角节点,在每个节点上有一对大小相等,其间有夹角的相对压应力。此对压应力的合力,在节点上必将产生一个侧向推力,故其自身不能独立存在。只有在该结构体两侧具有相当稳定而坚固的构造状态下,在内外构造的共同作用下才能存在,才能承受荷载。
图5石桥图2
图6石桥图3-1
图7石桥图3-2
据考察研究,多边形结构所用的石板,在其厚长(中心线)比≥1/2.8的条件下,则成为“拱结构”。兹分别予以简述。
(1) 三边形石拱桥:桥梁的上部结构是三边折线形,上面是一段平置的顶面石板,两侧各是一段斜置石板(倾斜度相等,倾斜方向相对),三段石板直接对接构成三边折线形立面,其结构形式属于三段并列式。下部结构是用多层石板砌筑的垂直面桥台,两段斜置石板的下脚落在桥台上(图5)。
此种桥的主跨立面虽然是类似五边折线形,而并非“五边形石桥”,因为其下部与上部非同一结构类型,故仍属于“三边形石拱桥”。如北京的三里河桥。
此种桥的上部结构,如果在三段石板之间置一纵联石,其结构形式则成为纵联三段并列式。如绍兴的元宝桥等。
(2) 五边形石拱桥:桥梁上部结构为五边折线形,上面是一段平置的顶面石板,于其两侧各有两段斜置的石板(倾斜度相等,倾斜方向相对),五段石板之间,各有一根纵联石。其结构形式则为纵联五段并列式。下部结构是多层石板砌筑的垂直面桥台(图6)。如绍兴的永嘉桥等。
在五段石板之间不设纵联石,其结构形式则成为五段并列式(图7)。如北京的虎坊桥。
图8石桥图4
北京的虎坊桥,民国初年埋于地下,1952年发现,1953年以后,数次拆除其局部,2000年全部拆除。该桥是一座单孔五边形石拱桥,上部结构是由并列的五段石板构成,各段石板之间无纵联石,立面呈五边折线形,属于五段并列式结构。顶面石板水平设置,石板的中线长55厘米,石板厚32厘米,两边是两段相对应的斜置石板,石板中线长95厘米,厚32厘米,下边又是两段相对应的斜置石板,石板中线长100厘米,厚32厘米。上部结构的两侧(斜置石板的后面)有厚约100厘米的城砖墙,砖材系明代城砖,砖墙的外面是厚约80厘米的石灰土墙,在砖墙和灰土墙的两侧是青石板砌筑的侧墙。顶面石板的上面有厚约50厘米的石灰土,灰土的上面是花岗岩石板桥面,石板厚约30厘米。侧墙上面是仰天石和地伏石。下部结构是5层花岗岩石板砌筑的垂直面桥台,净跨径约3?50米。根据力学计算,虎坊桥是一座上部结构为五边折线形的石拱桥。
(3) 七边形石拱桥:桥梁的主跨立面为七边折线形,如图4,顶部是一段平置的石板,两侧各为四段斜置石板(对应段石板的倾斜度相等,倾斜方向相对),底部是一段直立的石板(立于基座上),各段石板均为并列式,各段石板之间各有一根纵联石(共六根纵联石),形成纵联分段并列式结构。如绍兴外山桥、宝珠桥等(图8)。
4、建立古桥档案十分必要
中国古代桥梁是指清代及其以前,按照中国传统建桥方式方法(建桥规矩)建造的桥梁。
建立古桥档案是古桥保护事业基础工作的首要一步,我国地域广大,古代桥梁种类多,数量大,分布在全国各地。目前一部分古桥委员和热心于古桥保护事业的人士,分别掌握一部分古桥资料,资料的广度有限。
应该依靠各地古桥管理部门并发动更多的热爱古桥保护事业的人士,广泛地收集古桥资料。由茅以升科技教育基金会牵头,组织一个古桥资料小组,将分散的古桥资料集中起来,设专人进行整理,并编撰《中国古代桥梁技术档案》初稿,提交下一次古桥会议审议。
古桥档案之建立,标示古桥保护工作取得阶段性成果,必将激发起广大古桥爱好者的积极性,促进古桥保护事业继续向前发展。
当然,收集古桥资料和建立古桥档案的工作量相当大,困难一定不少,但是,它是必须迈出的第一步。
古桥档案建立以后,下一步才能研讨如何办理古桥申遗事宜。古桥申遗工作非常繁杂,申遗项目必须具有代表性,材料必须充分、真实、具体。因而需要较长时间做出努力。
古桥档案建立工作完成以后,在此基础上,应该编纂《中国古桥谱》。标示古桥保护事业取得第二阶段成果。
《中国古代桥梁技术档案》按照一桥一档建立,桥名以下应该包括如下内容。
(1) 桥梁概况:①坐落地点;②跨越河流;③使用性质;④桥梁种类;⑤结构形式;⑥桥梁孔数;⑦建成年代;⑧改建年代。
(2) 桥面状况:①栏杆种类与形式;②桥梁长度(全长、桥身长、桥堍长);③桥面铺装;④桥面宽度(桥面全宽、净宽、桥端净宽)。
(3) 上部结构:①结构种类;②桥梁跨径。
(4) 下部结构:①桥台形式及各部长度;②桥墩形式及其长与厚;③桥梁跨径(由一端向另一端逐孔记载);④桥基与海墁。
(5) 附属建筑物:建筑在桥上而不属于桥梁本身的建筑物。
(6) 附注:必要的说明等。
建立古桥档案,还需注意以下几点:
(1) 关于桥梁名称:凡是有原名称的桥梁,一律使用原名称,如有别名和俗称,均予以登记。如果桥梁无名称,可以就地名为桥梁命名,但必须注明是新命名。
为真实地记载历史,旧桥名一律使用繁体字(因为简化字多音、多义字较多),如果遇有不常使用的汉字,要标注读音。新命名的桥名使用简化字。
(2) 关于坐落地点:①注明桥梁所在省(市、自治区)、县(区)、村(如果距离村庄较远,可以不注村名);②注明跨越的河流名称;③注明所属道路名称,如果道路无正式名称,应注明某地至某地道路;④注明桥梁走向。
(3) 关于桥梁使用性质:使用性质,也就是用途,现存古桥的主要用途有二,一是人行桥,二是车行桥。
(4) 关于桥梁种类与形式:如:铁索桥、竹索桥、藤索桥、木梁桥、橕架式木梁桥、悬臂式木梁桥、石梁桥、橕架式石梁桥、悬臂式石梁桥、半圆形石拱桥、圆弧形石拱桥、敞肩式石拱桥等。
(5) 关于桥栏杆形式:现存古代桥梁的栏杆,索桥上的栏杆,均系利用边索附以木杆件为栏杆。石桥和石墩台木梁桥上的栏杆有节间式石栏杆、罗汉板式石栏杆、低矮板式石栏杆、砖砌宇墙式栏杆等。
(6) 关于桥梁的长度与宽度:桥梁全长是指桥梁的总长度,古代桥梁的桥头并非皆有明显标志,凡是有桥头标志(如平牙石等)的桥梁,以桥头标志为起止点。凡是有栏杆而无桥头明显标志的桥梁,以栏杆或地伏端为起止点。凡是既无栏杆又无桥头明显标志的桥梁,以翼墙端为起止点。桥梁的全长是,沿桥梁的中心线,桥梁两端起止点之间的水平直线距离。
凡是有桥堍的桥梁,桥身段是指其两端金边线折点之间水平距离。桥身与桥堍无明显界线的桥梁,桥身长即桥梁全长。
桥面全宽是指桥身段桥面两侧金边外沿间的最短水平距离。桥面净宽是指桥身段地伏间的最短水平距离。
长度单位采用现行规范的,米(m)、厘米(cm)、毫米(mm)。史料中记载的单位(丈、尺、寸)如实记载,不作换算。
(7) 关于桥梁跨径:跨径亦称跨度,因为古桥的结构不同于现代桥梁,古桥的跨径均以桥孔的净跨径为准。①拱桥的拱脚前沿与桥台或桥墩取齐者,桥台与桥台或桥台与桥墩或桥墩与桥墩间的最短水平距离为净跨径。②拱桥的拱脚后退于桥台或桥墩者,桥孔的净跨径均以拱脚间的最短距离为净跨径。墩台间的最短距离称为墩台距离。③悬臂式桥梁,以悬臂梁端间的最短距离为净跨径,墩台间的最短距离称为墩台距离。④橕架式桥梁,梁的净跨径分为三段,其中,边跨径即桥台或桥墩至斜橕支点间的最短距离,中跨径即两个斜橕上支点间的最短距离。⑤前倾或弯曲式桥台的梁桥,其净跨径即墩台上端之间最短距离。
(8) 关于古桥史料中的名词:古桥史料中常有“始建”、“建成”、“重建”、“重修”、“修葺”等词。始建即开始建造施工的年代,建成即竣工年代。重建即重新再建,亦称翻修。重修即属于现今的大修工程。修葺属于维修工程。按照史料如实记载,加括弧注公元纪年。
(9) 关于附属建筑物:建筑在桥梁上,而不属于桥梁本身的一切建筑物均系附属建筑物,简称附建物。如廊、亭、华表、碑记,以及其他装饰物。
(10) 关于图片:图片应该是具有资料性的工程照,不要艺术照和取景照,因为艺术照和取景照缺少资料性,不可取。
(11) 关于文字记述:古桥档案属于古代桥梁的科学技术资料,它不同于一般历史档案,因而必须体现科学性、技术性、真实性。文字记述应简明扼要,切忌故事性。
再者,为便于日常使用,应建立古桥简明表,一桥一表,装订成册,成为古代桥梁一览表。简明表的内容应包括:桥梁名称,坐落地点,跨越河流,使用性质,桥梁种类,栏杆种类,上部结构,桥梁孔数,桥梁跨径,桥台形式,桥墩形式,桥梁长度,桥面宽度,建成年代,改建年代,附属建筑物,附注。
古桥技术档案举例——卢沟桥
(1) 桥梁概况:卢沟桥坐落在北京西南郊,在宛平城西面,跨永定河上,是一座11孔石拱桥。始建于金大定二十九年(1189年),建成于金明昌三年(1192年)。
(2) 桥面状况:桥梁的总平面由桥身段和两端的桥堍组成,桥堍的平面为梯形(俗称喇叭形)。全桥桥面满铺花岗岩石板,经过数百年的磨损,石板上面普遍形成很深的车辙沟。桥上两侧有节间式青石栏杆,北侧有望柱141根,栏板140块,栏杆西端是石象,东端是石狮。南侧有望柱140根,栏板139块,两端的石兽与北侧栏杆相同。桥面全宽9.40米,净宽7.10米,桥身长213.05米。东桥堍长27.82米,桥堍端全宽34.10米,净宽32.50米。西桥堍长27.00米,桥堍端全宽31.50米,净宽30.20米。桥梁全长267.88米。
(3) 上部结构:侧墙和翼墙皆用青石板砌筑,上面是双层仰天石组成的金边线。全桥11孔拱碹,均系半圆框形纵联式结构,拱碹厚度,东起第一二两孔为92厘米,3—11孔为100厘米。净跨径由东向西依次为,13.80米、 14.15米、 14.45米、 14.75米、 15.05米、 15.40米、 15.00米、 14.74米、 14.48米、 14.00米、 13.80米。
(4) 下部结构:桥台为带燕翅型,前墙长12.90米,燕翅长10.00米以上(端部埋没)。桥墩为船形,上游端是高大的分水尖,下游端是方形凤凰台。桥墩全长(各墩略有出入)17.70米,桥墩厚,由东向西依次为4.38米、 4.80米、 5.10米、 5.50米、 5.75米、 5.74米、 5.42米、 5.10米、 4.05米、 4.15米。
(5) 桥基与海墁:桥基和桥区海墁是用多层石板砌筑成的整体构造。
(6) 桥梁加宽与修复:1968年用混凝土构件加宽桥面,1987年拆除加宽的混凝土结构,翻修旧石板桥面,将桥身段的桥面大部分更换成新石板,从此,卢沟桥失去古桥的原样。
(7) 桥梁载重:桥梁主体结构,经验算,承载力可达500吨以上。经动荷载试验,最大荷载达到429吨,实测拱碹的瞬时下挠值为2%毫米。
(8) 附属建筑物:东端有石华表一对,“卢沟晓月”碑一通(有碑亭),康熙碑一通(无碑亭)。西端有乾隆诗碑一通(有碑亭),卢沟桥修葺碑一通(无碑亭)。