■本報記者 馬佳 胡珉琦
橋是一種用來跨越障礙的大型構造物，通常是為了方便交通，讓行人、車輛等越過障礙物。橋的這種連接交通的作用也常常被比作聯繫情感的象徵，並因此產生了眾多的文學作品。
同時，橋在構造形式上也和文明的發展同步進行著，或者在一定程度上也代表著文明的發展程度。因此，在文明進程當中，橋的形態不斷地發展，也不斷地被淘汰。
石橋，由於它材質耐久、構造獨特，在漫長的歷史長河中，不但沒有被淘汰，反而承載著一種文化保存至今。
「最早，人們在河中放置大石頭，涉水過河，並逐步地在石頭上加上木板或石樑而漸漸發展成石橋。」東南大學土木工程學院教授丁漢山告訴《中國科學報》記者，「這種丁步橋作為石橋的起源是比較可信的。」
從木到石 從浮到穩
關於石橋的起源，除了丁步橋外，還有一種說法，那就是：在很偶然的情況下，雷電將大樹劈倒，正好搭在了河兩岸。人們看到豬從樹幹上來回於河的兩岸，漸漸開始利用樹幹過河，而成為橋的原型。
但丁漢山說，目前來看，丁步橋作為石橋的起源更加可信一些。當丁步橋發展到在石頭上架起木板或木樑以後，就發展出了木橋。但是木橋有個缺點，就是容易腐爛，防火性差，不易耐久。因此後來就發展到了石樑，成為石樑橋。
古代橋梁的發展基本是先有浮橋，後有木橋，再後來發展到石橋。這條發展路線的可信度更高一些。
丁漢山告訴《中國科學報》記者，從我國的考古記錄來看，石橋的出現距今將近2000多年。
石橋的發展，可能是從木樑發展到石樑，又出現石拱橋。不過丁漢山指出，在出土的一些漢代磚畫的描述中，平橋（即梁橋）和拱橋都有很多，因此很難界定兩者出現時間的早晚，考證也比較困難。
據資料記載，石拱橋在世界橋梁史上出現得比較早，中國的古石拱橋最早出現在漢代（公元前二世紀），敞肩圓弧拱橋創建於隋代（581～618年）。各種古橋形式在以後的時代相繼交叉延續。到明、清出現了懸鏈線拱等超時代的橋梁先進科技。古代石拱橋進入了一個工廠化生產的大發展時代。
丁漢山介紹，在西方國家，現存最古老的拱橋，大約1～2米寬，距今有3000年的歷史。而我們國家現存的石拱橋中，距今1400多年的趙州橋算是最古老、體量最大的石橋。而很多其他的石橋，由於地處繁華地區或交通要道，在幾千年的發展中，隨著道路拓寬等，都漸漸消失了。
建於隋代的趙州橋是我國現存石橋中比較經典的案例。它有獨創的敞肩結構，也就是在大拱肩部兩邊各增加了兩個小拱，在洪水來臨時，有效地進行分流，增加了石橋的使用壽命。
承受壓力的經典
丁漢山告訴《中國科學報》記者，古代橋梁基本分為四大體系：平橋（梁橋）、拱橋、浮橋及懸索橋。
現在，包括西方國家，都普遍認為，西方現有的斜拉橋、懸索橋都是起源於我國的索橋。比如我國的瀘定橋，這是一座鐵索橋，因中國工農紅軍在長徵途中「飛奪瀘定橋」成為重要的歷史紀念地。
但丁漢山介紹，懸索橋最早並不是鐵索，而是竹索或藤索，少量的還有採用其他植物作為索的。目前在我國西南地區，現存還有很多懸索橋。不過除了鐵索橋以外，其他竹索或藤索橋的年代都不是很早。因為這兩種索橋本身的使用壽命就只有一二百年。
此外，浮橋是在出現固定橋梁之前，比較好的一種橋型。因為在古代，過大江大河，由於生產力的限制在河中修橋不太現實，於是就用鏈將船相扣，形成浮橋。據史書記載，我國最早的，保存較好的浮橋距今已有3000年的歷史。
但是由於木質的橋樁和木樑都有壽命問題，因此，漸漸變成石樁，石樑。因此，在古代的橋梁發展中，石橋因為經久耐用，也被保存至今。
就石橋本身的分類而言，分為平橋和拱橋。兩者在技術上相比較，石拱橋的耐久性更高。丁漢山介紹說，拱橋由於其特殊的形制，拱形部分的石材都是受到壓力的。這也符合石材的特點。因為石頭是一種抗壓而不抗拉的材料。
比如，一些有3000年歷史的古墓的墓道也是拱形。這種形狀，在拱狀的區域受到的都是壓力。這也是古人在生活中慢慢摸索出來的。
而平橋，石樑的上部受壓，但下部受到的是拉力。因此相比拱橋，橋的跨界比較小，而且耐久力也不及拱橋。
丁漢山舉例說，南京著名的石橋七橋甕，建於明代初期，即使在現代也能承受30～50噸左右的汽車通行。但是為了保護古橋，不再通車，成為江蘇省文物保護單位，成為溼地公園的一部分。
石拱橋本身又分圓弧形、弓形、折邊形拱橋。折邊拱在浙江、紹興一帶存量很多。這是由於在南方，河道通常都需要通航，這需要橋拱抬高一些，因此而發展出很多方法，比如大半圓形拱、薄拱以及折邊拱。其目的就是擴大通航淨空。
相反在北方，河道的通航需求不如南方多，因此北方的拱橋大多比較厚實，也較少出現大半圓形的拱。
從南方到北方，我國現存的石橋大約有1萬～2萬座，丁漢山告訴《中國科學報》記者，南方石橋通常纖細高聳，而北方厚實。
超時代的營造技術
中國古橋作為中國科技和文化藝術的集大成者，包括了橋梁的設計和建造技術；橋梁美術裝飾的設計和製作技術；橋碑、橋亭、橋樓等附屬設施的設計和建造技術等等，橋梁科技的延伸還可包括橋梁材料的開採技術、加工技術和運輸技術，基本可以概括為橋制、橋材、橋藝、橋匠、橋史、橋俗、橋文、橋社、橋派等領域。中國古橋的營造，從選料、式樣、施工及其維護，都積累了大量科技創造。
有觀點認為，中國古橋的營造技術自成體系，與國外現代橋梁技術並沒有過多的交集，中國現代橋梁工程先驅、中科院院士茅以升形容中國古橋技術具有「超時代性」。
丁漢山就在接受《中國科學報》記者採訪時表示，現代橋梁技術雖然已多由鋼筋混凝土替代，但是在一定程度上也繼承了古代橋梁的營造技術。
懸鏈線拱橋技術被稱為是20世紀50年代西方發明的世界最先進的橋拱技術，但事實上，我國早在明、清時代就已成系列地建造了這類橋梁。
迎仙橋位於紹興市新昌縣撥茅鎮桃樹塢村。橋系東南及西北向，橫跨惆悵溪，是浙江古幹道上的重要橋梁。全長33.20米，其中橋面長5.60米，寬4.40米，東南和西北分別置10級和9級石臺階，長13.50米和9.10米，橋高8.00米，拱高7.10米，橋跨徑14.70米，拱券用石塊幹砌而成。
我國著名的土木工程專家、東南大學土木工程學院教授丁大鈞在《中國紹興現存古石橋建築》一文中指出，倒懸鏈線拱橋在靜載下基本不產生彎矩，是先進的拱橋曲線。國外20世紀中期才開始應用，中國新建的拱橋隨即予以採用。
在1990年，現享受國務院特殊津貼專家、浙江省紹興市運輸管理處原總經濟師羅關洲在紹興發現了新昌地區的迎仙橋和嵊州地區的玉成橋兩座古代懸鏈線拱橋。這兩座橋的橋拱曲線實測數據和推算出的拱軸係數表明，它們的各截面彎距均為零。可見，中國採用倒懸鏈線形建造拱橋較國外早了約300年。
此後，全國其他地區又陸續發現了這類古橋，已形成一個系列。但丁大鈞發現，這類石橋的分布相對集中，說明這項技術後來沒有得到廣泛傳播。
此外，在現代交通系統中廣泛使用的立交橋，我國早在南宋時期就已經有了。
丁大鈞在文章中寫道：古時在橋下設置纖道，供縴夫拉縴時行走，構成有當時特色的「立交」。
比如，廣寧橋系南北向單孔七折邊形石拱橋，為紹興現存最長的7折形石拱橋。羅關洲告訴《中國科學報》記者，廣寧橋橋拱下有纖道，為古時拉縴之用,也可供人行走，具有立交性質，故可認為是中國最早、也可能是世界最早立交橋的雛形。該橋始建於南宋嘉泰年前。
現代技術修復古橋
現存古代橋梁，一些已經成為文物保護單位，作為歷史珍貴資料保留，還有一些甚至還擔負著交通功能。不過大多數的古代橋梁已經不能承受時間的變遷而受到不同程度、不同方式的損壞。
丁漢山說，對於石橋來說，除了暴露在自然界，受到風蝕等自然的損壞，現如今更多的威脅來自現代環境的變化。
環境的汙染造成酸雨增多，對於很多石橋，橋面尤其是有著歷史文化意義的橋面雕刻受到的腐蝕十分嚴重。而現代交通的變化，一些處在交通要道的石橋由於已經不符合需求被拆除或因不是文保單位而處於無人管理的狀態。
目前，丁漢山等有關專家正在國家文物局的籌備下，希望對我國的古石橋進行普查、建檔。這對於一些損壞嚴重又無人管理的古橋來說，確實是一個好消息。不過，對古橋的修復也需要因橋制宜。
尤其是中國古橋獨特的營造技術也決定了在當代修復的過程中必須按照其特有的加固方法和施工工藝。
比如，由於古石拱橋的結構材料性能不明，在現代修復過程中，計算模擬修復過程的精確性會受到很大影響。但由於它們又是歷史悠久的文物，不能用鑽孔等手段來獲取材料性能。因此，國外的古橋學者已經提出了一種適合古石拱橋的無損檢測技術——探地雷達（GPR）。它可以在不破壞古橋的前提下檢測其內部材料性能及裂縫等缺陷。
雷射掃描，快速獲取精確仿真的古橋幾何模型，也正成為一種研究趨勢。雷射掃描儀集光、機、電為一體，能在較短的時間內利用雷射測距的原理，結合橫向和縱向轉角的精確記錄，計算出被測點與掃描儀相對位置，從而得出建築物的三維空間位置。
《中國科學報》 (2013-10-25 第10版 調查)