人的一生,不知要走過多少橋,在橋上跨過多少山與水,欣賞過多少橋的山光水色,領略過多少橋的畫意詩情。無論在政治、經濟、科學、文藝等各方面,都可以看到各式各樣的橋梁作用。為了要發揮這個作用,古今中外在這“橋”上所費的工夫,可就夠多了。大至修成一座橋,小至僅僅為它說說話。大有大用,小有小用,這就是這個《橋話》的緣起。詩話講詩,史話講史,一般都無系統,也不預訂章節。有用就寫,有話就長。橋話也是這樣。
  
最早的橋
      首先要說清楚:什么是橋?如果說,能使人過河,從此岸到彼岸的東西就是橋,那么,船也是橋了;能使人越嶺,從這山到對山的東西就是橋,那么,直升飛機也是橋了。船和飛機當然都不是橋,因為橋是固定的,而人在橋上是要走動的。可是,攔河筑壩,壩是固定的,而人又能在壩上走,從此岸走到彼岸。難道壩也是橋嗎?不是的,因為橋下還要能過水,要有橋孔。那么,在淺水河里,每隔一步,放下一堆大石塊,排成一線,直達對岸,上面走人,下面過水,而石塊位置又是固定的,這該是一座橋了(這在古時叫做“富毫以為橋梁”,見《拾遺記》,近代叫做“汀步橋”),然而嚴格說來,這還不是橋,因為橋面是要連續的,不連續,不成路。但是,過河越谷的水管渠道,雖然具備了上述的橋的條件,而仍然不是橋,這又是何故呢?因為它上面不能行車。這樣說來,礦山里運煤的架空棧道,從山頂到平地,上面行車,豈非也是橋嗎,然而又不是,因為這種棧道太陡,上面不能走人。說來說去,橋總要是條路,它才能行車走人,不過它不是造在地上而是架在空中的,因而下面就能過水行船。

      其次,怎樣叫早?是自然界歷史上的早呢,還是人類歷史上的早。是世界各國的早呢,還是僅僅本國的早。所謂早是要有歷史記載為根據呢,還是可憑推理來臆斷。早是指較大的橋呢,還是包括很小的在內的,比如深山曠野中的一條小溪河上,橫跨著一根不太長的石塊,算不算呢?也就是說,是指有名的橋呢,還是無名的橋。這樣一推敲,就很難落筆了。姑且定個范圍,那就是:世界上最初出現的人造的橋,但只指橋的類型而非某一座橋。

      在人類歷史以前,就有三種橋。一是河邊大樹,為風吹倒,恰巧橫跨河上,形成現代所謂“梁橋”,梁就是跨越的橫桿。二是兩山間有瀑布,中為石脊所阻,水穿石隙成孔,漸漸擴大,孔上石層,磨成圓形,形成現代所謂“拱橋”,拱就是彎曲的梁。三是一群猴子過河,一個先上樹,第二個上去抱著它,第三個又去抱第二個,如此一個個上去連成一長串,為地上猴子甩過河,讓尾巴上的猴子,抱住對岸一棵樹,這就成為一串“猿橋”,形式上就是現代所謂“懸橋”。梁橋、拱橋和懸橋是橋的三種基本類型,所有千變萬化的各種形式,都由此脫胎而來。

      因此,世界上最初出現的人造的橋就離不開這三種基本形式。在最小的溪河上,就是單孔的木梁。在淺水而較大的河上,就是以堆石為墩的多孔木梁。在水深而面不太寬敲河上,就是單孔的石拱,在水深流急而面又寬的大河上,劾是只過人而不行車的懸橋。

      應當附帶提一下,我國最早的橋在文字上叫做“梁”,而非“橋”。《詩經》“親迎于渭,造舟為梁”。這里的梁,就是浮橋,是用船編成的,上面可以行車。這樣說來,在歷史記載上,我國最早的橋,就是浮橋,在這以前的“杠”,“榷”,“閃”,“把”等等,都不能算是橋。
 
 
古橋今用
      古代建筑,只要能保存到今天,總有用。也許是能象古時一樣地用它,如同四J;嘟江堰;也許不能完全象古時那樣地來用它,如同北京故宮;也許它本身還有用,但現在卻完全不需要了,如同萬里長城。更多的是,它雖還有小用,但已不起作用,如果還有歷史價值,那就只有展覽之用了。古橋也是這樣,各種用法都有,不過專為展覽用的卻很少。要么就是完全被荒廢了,要么就是經過加固,而被充分大用起來。值得提出的是,有一些古橋,并未經過改變,“原封不動”,但卻能滿足今天的需要,擔負起繁忙的運輸任務。這是中國橋梁技術的一個特點。不用說,這種古橋當然是用石頭造起來的。

      在抗日戰爭時期,大量物資撤退到后方,所經公路,“技術標準”都不是很高的,路線上常有未經加固的古橋。但是,撤退的重車,卻能安然通過,其初還限制行車速度,后來就連速度也放寬了。古橋是憑經驗造起來的,當然沒有什么技術設計。奇怪的是,如果用今天的設計準則,去驗算這些古橋的強度,就會發現,它們好象是不能勝任這種.重車的負擔的。然而事實上,它們是競然勝任了,這是什么緣故呢?

      原來我國古橋的構造,最重視“整體作用”,就是把全橋當作整體,不使任何部分形成孤立體。這樣,橋內就有自行調整的作用,以強濟弱,減少“集中負荷”的影響。比如拱橋,在“拱圈’與路面之間有填土,而橋墩是從拱圈腳砌高到路面的。拱圈腳、填士和路面都緊壓在墩墻上,因而路面上的重車就不僅為下面的拱圈所承載,同時還為兩旁墩墻的“被動壓力”所平衡。但在現時一般拱橋設計中,這種被動壓力是不計的,因而在驗算時,這類古橋的強度就顯得不足了。提高墩墻就是為了整體作用。其他類似的例于還很多。這都說明,古代的修橋大師,由于實踐經驗,是很能掌握橋梁作用的運動規律的,盡管不能用科學語言來表達它。正因為這樣,我國古橋比起外國古橋來,如羅馬、希臘、埃及、波斯的古橋,都顯得格外均勻和諧,恰如其分,不象它們的那樣笨重。北京頤和園的十七孔橋和玉帶橋都能說明這一點。

      古橋保存到今天,當然不是未經損壞的。除去風雨侵蝕,車馬踐踏外,還會遇到意外災害,如洪水、暴風、地震等等。也許原來施工的弱點,日后暴露出來。這都需要修理。而修理對于建橋大師,正是調查研究的好機會。他們從橋的損壞情況,結合歷來外加影響,就能發現問題所在,因而利用修理機會,予以解決。每經一次修理,技術提高一步。數干年來的修橋經驗,是我國特有的寶貴民族遺產。

      趙州橋,建成于一千三百多年前,從那時起,一直用到今天,可算是古橋今用的最突出的例子。更可貴的是,它今天還是原來老樣子,并未經過大改變。西班牙的塔霍河_廣,有一座石拱橋,建成于羅馬特拉兼大帝時,距今已達一千八百多年,現仍存在,但其中有六百年是毀壞得完全不能使用的,其服務年限之長,仍然不及趙州橋。在古橋今用這件事上,我國是足以自豪的。
  
橋的運動
      橋是個固定建筑物,一經造成,便屹立大地,可以千載不移,把它當作地面標志,應當是再準確不過的。《史記?蘇秦列傳》里有段故事:“信如尾生,與女子期于梁下,女子不來,水至不去,抱柱而死”,就因為橋下相會,地點是沒有錯的,橋是不會動的。但是這里所謂不動,是指大動而言,至于小動、微動,它卻是和萬物一般,是繼續不斷,分秒不停的。

      車在橋上過,它的重量就使橋身“變形”,從平直的橋身變為彎曲的橋身,就同人坐在板凳上,把板凳坐彎一樣。板凳的腿,因為板的壓迫,也要彎形,如果這腿是有彈簧的.就可看出,這腿是被壓短了。橋身的兩頭是橋墩,橋上不斷行車,橋墩就象板凳腿一佯,也要被壓短而變形。把板凳放在泥士上,坐上人,板凳腿就在泥士上留下痕跡,表現泥土有變形。橋墩也同祥使下面的基礎變形。橋身的變形表示橋上的重量傳遞給橋墩了,橋墩的變形表示橋身上的重量傳遞給基礎了,基礎的變形表示橋墩上的重量傳遞給橋下的土地了。通過橋身、橋墩和基礎的變形,一切橋上的重量就都逐層傳遞,最后到達橋下的土地中,形成橋上的重量終為地下的抵抗所平衡。物體所以能變形,由于內部分子的位置有變動,也就是由于分子的運動。因而一座橋所以能在有車的重量下保持平衡,就是因為它內部的分子有運動的緣故。

      車在橋上是要走動的,而且走動的速度可以很高,使橋梁全部發生震動。橋上不但有車,而且還受氣候變化的侵襲;在狂風暴雨中,橋是要擺動或扭動的;就是在暖冷不均、溫度有升降時,橋也要伸縮,形成蠕動。橋墩在水中,經常受水流的壓迫和風浪的打擊,就有搖動、轉動和滑動的傾向而影響它在地基中的移動。此外,遇到地震,全橋還會受到水平方向和由下而上的推動。所有以上的種種的動,都是橋的種種變形,在不同的外因作用下而產生的。這些變形,加上橋上重量和橋本身重量所引起的變形,構成全橋各部的總變形。任何一點的總變形,就是那里的分子運動的綜合表現。因此,一座橋不論是在有重車疾馳、狂風猛撲、巨浪急沖或氣溫驟變的時候,或是在風平浪靜、無車無人而只是受本身重量和流水過橋的影響的時候,它的所有的一切作用都可很簡單地歸結為一個作用,就是分于運動的作用。

      橋是固定建筑物,所謂固定就是不在空間有走動,不象車船能行走。但是,天地間沒有固定的東西。至多只能說,橋總是在動的平衡狀態中的,就是橋的一切負擔都是為橋下的土地所平衡的。這是總平衡。拆開來看,橋身是處于橋上車重和兩頭橋墩之間的平衡狀態的,橋墩是處于橋身和基礎之間的平衡狀態的,基礎是處于橋墩和土地之間的平衡狀態的。再進一步來分析,橋身、橋墩和基礎的內部的任何一點,也無不在它四周的作用和反作用的影響-廠而處于平衡狀態的。平衡就是矛盾的統一。矛盾是時刻變化的,因而平衡也不可能是穩定的,更不可能是靜止的。就是在橋上的一切動的作用都停止的時候,在橋上只有本身重量起作用的時候,橋的平衡也不是穩定的,因為橋和土地的變形,由于氣候及其他關系,總是在不斷的變化中的。橋的平衡只能是瞬息現象,它仍然是橋的運動的一種特殊狀態。

      恩格斯說:“運動是物質的存在形式”。可見,橋的運動是橋的存在形式。一切橋梁作用都是物質的運動作用。

 
橋梁作用
      橋梁是這樣一種建筑物,它或者跨過驚濤駭浪的洶涌河流,或者在懸崖斷壁間橫越深淵險谷,但在克服困難、改造了大自然以后,它便利了兩岸的往來,又不阻擋山間水上的原有交通。

      橋是為了與人方便而把困難留給自己的。人們正當在路上走得痛快時,忽然看到前面大河擋路,而河上正好有一座橋,這時該暗自慶幸,果然路是走對了。

      造橋是不簡單的。它要象條紐帶,把兩頭的路,連成一體,不因山水阻隔而影響路上交通。不但行車走人,不受重量或速度的限制,而且凡是能在路上通過的東西,都要能一樣地在橋上通過。如果能把橋造得象路一樣,也就是說,造得有橋恍同無橋,這造橋的本領就夠高了。橋雖然也是路,但它不是躺在地上而是懸在空中的,這一懸,就懸出問題來了。所有橋上的一切重量、風壓、震動等等的“荷載”都要通過橋下的空間,而傳到水下的上石地基,從橋上路面到水下地基,高低懸殊,當中有什么“階梯”好讓上面荷載,層層下降,安然入地呢?這就是橋梁結構:橫的橋身,名為“上部結構”,豎的橋墩,名為“下部結構”。造橋本領就表現在這上下結構上。

      橋的上下結構是有矛盾的。要把橋造得同路一樣牢固,上部結構就要很堅強,然而它下面是空的,它只能靠下部結構的橋墩作支柱,橋墩結實了,還要數目多,它才能短小精悍,空中坐得穩。但是,橋墩多了,兩墩之間的距離就小了,這不但阻遏水流,而且妨礙航運。從船上人看來,最好水上無橋,如果必須造橋,也要造得有橋恍同無橋,好讓他的船順利通過。橋上陸路要墩多,橋下水路要墩少,這矛盾如何統一呢?很幸運,在橋梁設計中,有一條經濟法則,如果滿足這個法則,就可統一那個矛盾。這個法則就是上下部結構的工確比例關系。

      橋的上下結構是用多種材料造成的。材料的選擇及如何剪裁配合,都是設計的任務。在這里有兩個重要條件,一是要使上層建筑適應下面的地基基礎,有什么樣的基礎,就決定什么樣的上層層建筑,上層建筑又反過來要為鞏固基礎而服務;一是要把各種不同性質、不同尺寸的材料,很好結合起來,使全座橋梁形成一個整體,沒有任何一個孤立“單于”的部分。縱然上部結構和下部結構各有不同的自由活動,也要步調一致,發揮集體力量。橋的“敵人”是既多且狠的:重車的急駛、狂風的侵襲、水流的沖擊.地基的沉陷等等而外,還有意外的地震、爆破、洪水等災害。橋就是靠裊它的整體作用來和這些敵人不斷斗爭的。

      橋的上下部結構要為陸路水路交通同等服務,而困難往往在水路。水是有漲落的,水漲船高,橋就要跟著高,這一高就當然遠離陸路的地面了。地面上的交通如何能走上這高橋呢?這里需要一個“過渡”,一頭落地,一頭上橋,好讓高低差別,逐漸克服,以免急轉直上。這種過渡,名為‘引橋”,用來使地面上的路,引上“正橋”。引橋雖非正橋,但卻往往比它更長更難修。

      可見,一座橋梁要在水陸交通之間,起橋梁作用,就要先在它自己內部很好地發揮各種應有的橋梁作用。整體的橋梁作用是個別橋梁作用的綜合表現。