馬廣德 謝天祥
摘 要:青浦古代石拱橋概況以及在上海的地位和保護狀況,目前青浦石拱橋在城鎮設施中除了見證古代文物外,主要發揮行人、自行車的通行功能。為了保證安全本文簡述青浦石拱橋承載能力的檢測與評估的方法,并對石拱橋的保護和維護提出建立相應機制。關鍵詞:石拱橋;二鉸拱內力計算橋梁檢測技術狀況評估
1 概述
青浦位于上海西郊,與江蘇、浙江毗鄰,域內河港稠密,水系發達,飛虹橫跨,津梁密布,自古便有“江南橋鄉”之稱。青浦古橋甚多,保留至今比較完整的古橋有近100座??v觀青浦古橋,有幾個鮮明的特點:其一,青浦古鎮橋鄉多。其二,青浦造橋歷史源遠流長。其三,青浦古橋集古代橋梁之大成。其四,青浦古橋演繹著豐富深邃的“橋文化”。其五,橋因寺建,鎮因橋興。
2 古石橋的保護現狀
2.1 文物古橋現狀良好 從剛剛完成的青浦區第三次全國文物普查報告結果看,區內已登記的文物古橋其現狀良好,令人滿意。由于文管部門的重視,近年來,按輕重緩急、修舊如舊的原則對27座文物古橋統修了一遍。修繕后的文物古橋既保持原有風貌,又加固了結構,這些古橋作為寶貴的歷史文化遺產成為不可多得的旅游資源,廣受中外旅游觀光者的青睞。
2.2 非文物古橋生存堪憂 相比之下,那些非文物古橋的命運就不幸,自建國至上世紀末的50年間,古橋被擅自拆除、自然倒塌或者改頭換面的不下300多座,十分驚人!新世紀以來,隨著城鎮化建設、交通和旅游業的發展以及新農村建設的興起,古橋生存狀態不佳,命運坎坷。有的橫遭人為破壞,擅自拆除而已經消亡;有的自然損壞,日薄西山;有的處于拆與留之間的生死抉擇。對此,有專家、記者、人大代表提出了嚴厲的批評意見,認為在建設發展過程中,特別需要做好古鎮風貌,特別是古橋古建筑的保護,不能以犧牲環境和歷史為代價。
3 古石拱橋在當代青浦城鎮中的定位
青浦區最近按照“十二五”規劃,長三角一體化發展、上海新一輪新城建設、全國小城鎮建設試點等一系列契機,提出了建設“一城兩翼”戰略目標。以水資源為基礎,重點發展度假旅游、會務會展、生態居住等相關產業,打造國家級濱湖生態旅游度假區;借助虹橋綜合交通樞紐,依托落戶的國家會展中心、福泉山、崧澤文化遺址等,重點發展現代服務和國際貿易等產業。這些區域大都又是上海市歷史文化風貌區,這是上海珍貴文化遺產的組成部分,它充分體現了青浦深厚歷史文化的底蘊和以“水、橋、古”為主的鮮明的地域特點。青浦古橋是上海古橋的重要組成部分,占有重要的地位,是不可多得的有形資源,喪失了古橋,也就失去了特有的資源優勢。因此,古石橋應該利用各自發展的契機,既要保存自身,又要古為今用,盡可能發揮自身的優勢為新城鎮建設增立新功。
4 青浦古石拱橋承載能力的檢測與評估
既然青浦古石橋有如此地位,理應對其加強保護。對古石橋進行檢測與評估,是古橋保護與管理工作中非常重要的環節。為了檢測評估古橋的安全,至少要掌握如下幾個要素:
4.1 青浦古石拱橋結構的特點 (1)拱軸線為等截面圓弧線,且大多為半圓拱和馬蹄型圓弧拱。(2)拱上建筑多為為實腹拱。(3)下部結構一般均設置一定數量梅花布置的短木樁,樁上設置較寬較長的蓋樁石,樁間嵌擠入石塊俗稱掛樁石以增強承載力和提高穩定性。(4)大部分為單跨小橋,少量多跨。
4.2 確定計算方法 根據上述特點,一般單孔古石拱橋均不設護拱,宜按二鉸拱計算,設護拱時,可按無鉸拱計算。(1)常變位(2)載變位(3)恒載推力
4.3 測定石拱橋的主要幾何尺寸 一般從外形可以量得跨徑、矢高、拱圈厚度、橋寬、橋面縱斷面和拱圈頂面縱斷面曲線之差得拱上填料和路面厚度之和、路面厚度、側墻尺寸。其中路面厚度、拱圈厚度有時還須拆除一些不影響結構安全的部位才能獲得。
4.4 判別材料性能類別,確定驗算需要的力學指標,特別是主要承重構件的分類 有條件時鉆取材料芯樣作物理力學試驗,否則就只能憑外表觀測通過查閱資料假定。如能將青浦常用的材料取不影響結構部分作芯樣試驗,以后只需作外觀比較就能判定。對砌筑拱圈用的灰漿無法取得試驗資料可取用最低標號的石灰砂漿指標,有條件時可采用釘入法試驗。
4.5 使用技術狀況評估 根據公路橋梁養護規范及參考文獻,可建立石拱橋的技術狀況評估模型,該模型中將石拱橋的評估元素,分為3個層次,第1層次由上部結構、下部結構及其他構件等3個元素組成;第2層次則由主拱圈、腹拱、橋墩和橋臺基礎等12個元素組成;第3層次則由與橋梁主體結構相關的2個破損及狀態因素組成。在實際應用時,可根據具體橋梁實際狀況,由評估專家進行初始權重的修正或調整。確定了技術狀況評分即可參照公路橋梁或城市橋梁養護規范給以劃分技術狀況等級,從而為制定養護維修計劃提供依據。
5 加強古石拱橋保護的建議與對策
建議在全區乃至全市有必要建立古橋保護和管養的新機制,制訂相應的古橋專項保護與管理辦法;編制區域內古橋保護專項規劃,落實區級分管部門、保證資金來源、成立專業管養維修隊伍。并組織專業技術人員制訂古石拱橋養護、維修、加固的一些技術措施等規范或標準。
在城鎮規劃、小區規劃時,除非航道、道路功能大幅提升,一般不宜拆除古石拱橋。若非要拆除,應對其盡可能原結構移建他處,并保持原貌。
對古石橋的修繕,應遵循“修舊如舊”的原則,如構件裂縫的修補不宜采用顏色不同、材料不同的修補工藝和注漿材料,建議采用無色透明的注漿材料或粘貼無色的玻璃纖維復合材料;(類似玻璃鋼材料)對墩、臺水下部位的修繕可采用不同顏色和品質材料,或采取基底注漿工藝,對水上可見部位也應考慮外形的協調。