2.2　结构特征

由前文对上海古桥主要型式的分析可知，上海古桥主要存在梁桥和石拱桥两大类，每种又可细分为多种类型，每种类型又有众多构件，具有不同的结构特征。梁桥与拱桥最主要的区别在于受力承重构件的不同，梁桥是用横梁和桥墩作为直接主要承重构件，从受力角度来看以受弯为主；而拱桥是以墩台之间的拱形构件作为主要承重构件，拱形结构以受压为主。

在不同的历史时期，古桥的建造构件有所不同，南北方古桥构件的名称也存在不同，因此很难有统一的标准。不过无论多么复杂的桥梁，都可以归纳为三个部分：①上部结构，即桥身部分；②下部结构，主要包括基础、桥墩和桥台；③附属结构，主要包括桥栏杆、桥碑、桥头建筑物等。各种不同的桥梁都是这些组成结构的不同组合形式，其中古桥造型主要是由上部结构、下部结构共同决定，而古桥的装饰艺术特征则主要是通过古桥的附属结构而形成、体现的。下一节将专门论述作为装饰构件的古桥附属结构，这里所要说明的上海古桥的结构特征，主要指的是上部结构和下部结构。

2.2.1　梁桥的结构特征

上海梁桥虽然具有不同的类型，但其总体结构形式是较为简单、统一的，总结起来，可以分为桥墩、桥台、桥帽石、桥面板、踏步、栏板等几个部件。其中，桥帽石、桥面板、踏步、栏杆等属于上部结构；桥台、桥墩和基础属于下部主要承重构件，桥墩建造在基础上。这里的桥墩是较为广义的定义，具体可以分为：石柱、石墩以及单跨石梁桥两端的桥台。石柱和石墩多出现在多跨石梁桥中。这里以上海地区最长的石梁墩桥——宝山区的宝善桥为例，对各部件名称进行说明（见图2-61）。

1.桥面板等上部结构

梁桥的上部结构主要有石、木两种类型。上海古桥中的木梁桥大多是取五根圆柱形木梁纵排搁置在桥帽石上，而石梁桥一般采用梁、板结合的形式。

桥面是梁桥上部结构中的核心部分，是桥身朝上的一面。通过实地勘查，可以看到，上海石梁桥的桥面一般由宽50～60厘米、厚20～30厘米的条石双拼或三拼而构成，条石的长短视梁桥的跨度而决定。通常宽度1米左右的石梁桥没有栏杆，建造于村前宅后，便于过往行人和牲畜。要是考虑双向人流过桥，建造时就会将桥面宽度扩大至1.5米以上。乡镇市集附近的石梁桥，宽度达到2～3米，而位于通衢要道上的古桥，桥宽可以达到4～6米，后两种通常都有栏板防护。

上海地区现存梁桥中，早期梁桥多为石、木混合结构，桥面较窄，略呈弧形，如宋、元时期的梁桥；到明、清时期，石、木混合的弧形梁桥已经不再使用，更为常见的是石梁桥，中跨桥面平直，多跨桥边跨斜置，桥身呈折线状，整体显得更加有层次感。通常这些梁桥还会在两边桥头砌有外观非常别致的台阶踏步，便于行人上桥。

从材料来看，宋代桥梁多使用武康石，而元代开始使用青石，到了明代则广泛使用青石，及至清代早期则多用花岗岩。

2.基础

基础位于桥身之下，虽然不能直接观察，但却关系到桥梁是否坚固，非常重要。

古桥基础最稳定的当然是建造在坚硬的岩石上，这样桥体和桥墩都不容易发生沉降。但是上海地区地基较为疏松，难以满足桥梁的承载要求，较易变形，另外也不能抵抗冲刷，因此这里建桥通常会采用三种形式来加固地基：抛石基础、睡木基础和桩基础。

抛石基础是在软土地基上先放入石块，淤泥由于石块的重力作用而被排挤，使松软的河床沉降，这样就可以获得一块较为坚实可操作的地基，然后将桥墩砌筑在抛石后的石面上。桥孔较小时，两个桥墩的抛石基础相邻在一起，形成一道石堤。抛石基础主要适用于一些水流湍急、难以进行基础施工的江河。直到近代，这样的施工方法依旧应用于一些小型桥梁。不过由于抛石基础受水流冲刷时间较长之后会变得不密实，容易导致桥体的坍塌，因此古桥中使用抛石基础的并不多见。

睡木基础一般应用于浅水区河床，建造石墩式梁桥时使用，先平整河床，然后纵横铺设两层木料形成一个木筏，再在木筏上砌筑桥墩。随着桥墩高度增高，木筏逐渐下沉至河底直到平稳为止。由于睡木基础施工简单，抗震性能也好，因此广泛应用于古桥基础建设中。如图2-62所示为奉贤永安桥落架修缮打木桩基础的场景。

桩基础是在地基上密打木桩，从而起到加固土壤的作用。木桩桩头做尖插入土壤，一方面挤压土壤，另一方面土壤对桩身产生摩擦阻力，从而提高基础承载重荷的能力，控制基础下沉量，同时还能在一定程度上避免长时间河水冲刷后基础底部被掏空而发生不均匀沉降的现象。桩基础中，木桩长度较长、直径较大的称为桩，长度较短、直径较小的称为地丁。《清官式石桥做法》中对此进行了区分：“木以径大而长者曰桩，径小而短者曰地丁。”如图2-63所示为一例在桩基础上架设桥台、桥墩的现场实例。

3.桥墩

不同梁桥之间的差别主要体现在桥墩的不同，即石柱和石墩的区别。石柱和石墩是两种不同形式，分别适用于不同的环境条件。

1）石柱式桥墩

一般来说，石柱体积较小。这是因为石材是一种脆性材料，若石柱过高便容易折断，因此石柱适宜建造于水浅且水位稳定的河道。石材较小的体积使得石柱梁桥桥身较低。上海古桥中的石柱式梁桥可以分为普通立柱式和立壁式，如图2–64所示。普通式石柱墩以两根分开的平行方形石柱做墩，之后在两块石柱上搁置桥帽石。这种做法用材节省，构造简单，但抗压和抗河流冲击的能力较弱。立壁式石柱墩是将石柱做成一个整体的排架墩，能够更好地抵抗水流的冲击和其他侧力。

2）石墩式桥墩

石墩至少有两条石条的宽度，较为厚重，因此在同等条件下，石墩较石柱要结实而稳固，可以使用在河水较深的河道中。上海古桥中的石墩式梁桥按形状可分为平首石墩和尖首石墩。如图2-65所示，平首石墩桥桥墩厚重，所需建筑材料较多，一般建造在河床条件较好且水流较缓的地方。尖首石墩桥与平首石墩桥不同的是迎水面做成尖桩（见图2–66），当水流较急时，可以分散水的冲击力，因此可以用于水流较为湍急的河道。

2.2.2　石拱桥的结构特征

与梁桥相比，石拱桥的结构较为复杂且构件繁多。古桥构件除在不同的历史时期于实际建造中使用频率不同外，不同地域的人们对这些构件的叫法也各有不同。上海石拱桥的结构形式一般分为基础、桥台（包括山花墙、内填土和水盘石）、桥墩（只有两孔以上的石拱桥才有）、桥券、桥面（踏步）、栏板等，总体可分为上部结构和下部结构两部分。如图2-67所示，以上海嘉定区的天恩桥为例，标注出各部件的名称及位置，下文还将对几处重要构件进行说明。

1.桥面

通常人们赞美拱桥曲线圆润，形如玉带、态似长虹，主要描述的便是石拱桥桥身的形状，即拱券、桥面等部分。各类石拱桥除了桥拱形状有不同以外，桥面形状也可以有不同设计，通常分为两类。一种是弧线形，一种是折线形。

上海古桥中，弧线形古桥约占石拱桥总数的20%。这种类型的古桥，桥面坡度较缓，因而桥身体量较大，如果岸边空间不够，有时还需要在桥脚处建造垂直于桥面的缓坡。比如青浦的万安桥和普济桥（见图2-68、图2-69），桥脚处均有垂直于桥身的弧形缓坡，看似一座弧形小桥，别具风格。不过这种做法在施工和使用上都有不便之处，因此这种形式的古桥所建年代较早。到了明清时期，已较少建造这样的古桥，即使建造弧线形拱桥，桥面坡度也较早期稍微陡峻。

在上海古桥中，折线形古桥约占石拱桥总数的80%，数量远远超过弧线形古桥。明清时期所建拱桥基本都为折线形桥面，这是由于明清时期建造的拱桥拱心升高，多用半圆形拱。此时若采用弧形桥面，一是会造成桥身过大使用不便，二是影响美观，相反上部为折线时，桥栏板的放置将更为简便。因此，折线形桥面在明清时期发展为主要的形式。

上海地区因为常年雨水充沛，且桥梁的台阶坡度较陡，出于实用和安全的考虑，桥面的雕刻能起到防滑的作用。如青浦金泽镇的天皇阁桥，桥面上雕刻有天机图与暗八仙图案（见图2-70），台阶踏步雕刻有波纹状图案，除了具备装饰作用，还可以防止雨天桥面湿滑难行；青浦练塘永兴桥（李华港桥）的台阶雕刻则采用“三角塔状”等图案（见图2-71）。

2.拱券

拱券是石拱桥最主要的受力部件，其砌筑方式多种多样，不过总体上可以分为两大类：并列式和横联式。并列式拱券是指拱券石沿中心轴向并列排列砌筑的拱券，许多独立拱券栉比并列而成，券石在横向上并没有相互连接。现存宋、金时期及更早的古桥，常用并列式拱券的砌筑方式，不过其弊端在于拱券之间联系不密。因此从宋代开始，兴起了横联式拱券，也被称为纵联式。横联式拱券是借助横向之间的相互作用力将券石连接成整体，增强拱券整体强度。

在上海地区，建造石拱桥时，拱券均使用榫卯将券板联锁砌筑，形成多铰拱。多铰拱可以在拱桥遇到沉降或不均匀荷载的时候，将拱石石榫的微小活动控制在榫眼中，并自动对拱券形状进行调整，从而改善拱券的受力。多铰拱的砌筑方式也有两种：一种是有龙筋石的砌筑方法，一种是没有龙筋石的砌筑方法。

据此，可以将上海古桥的拱券分为三种：分节并列式、横联分节并列式、分节并列与横联混合式。

1）分节并列式拱券

此类即是不采用龙筋的多铰拱砌筑方法。它利用券板本身，一端作榫，一端作卯，相互联锁。这种拱券顺拱轴方向的券石尺寸较为宽厚，依靠整体进行结构支撑，常见于宋代石拱桥中，如嘉定老城的熙春桥，青浦区的万安桥、林老桥等。

嘉定熙春桥　熙春桥，又名登瀛桥，俗称“小学桥”，位于嘉定镇东大街秋霞圃南侧，南北走向跨练祁塘河，始建于南宋嘉定六年（1213），明成化十二年（1476）重建。

该桥为单孔石拱桥，桥长10.6米，宽2.9米，净跨5.4米，拱高2.8米，青石砌筑，圆弧形拱券采用分节并列式砌筑（见图2-72）。拱券中间券石上雕刻有莲花图案，桥顶桥心石上有云纹雕刻。

青浦万安桥　万安桥，位于青浦区金泽镇北市梢，始建于宋代景定年间（1260—1264），明代和清代多次重修，清嘉庆四年（1799）重建。原来桥上有亭屋，故又称亭桥。

该桥为单孔石拱桥，桥长29米，宽2.6米，高5.5米，拱券采用分节并列式砌筑（见图2-73）。此桥的结构、造型和用石，与镇南的普济桥基本相同，同跨市河之上，南北相望，故两桥被称为“姐妹桥”。

青浦林老桥　林老桥，位于青浦区金泽镇北首，始建于元代至元年间（1264—1294），明清时期曾重修过，保存状况较好。桥北对着关帝庙，故又名关帝桥。该桥为单孔石拱桥，长24米，高4.5米，其拱券也采用分节并列式砌筑。

2）横联分节并列式拱券

此类即是有龙筋的多铰拱砌筑方法，其做法是将券板两端凿成榫头，以龙筋石为卯，联锁上、下券板上的榫头。这种做法施工方便，且龙筋石使并列的拱券沿横向形成整体，增强了桥的侧向稳定性，使荷载较为均匀地分布到并列的拱券，因此成为上海地区拱桥建造中最为普遍的一种砌筑方法，约占上海石拱桥的75%，代表性桥梁如青浦区白鹤镇的青龙桥、练塘镇的永兴桥等。

青浦青龙桥　青龙桥，又叫北小桥，位于青浦区白鹤镇东市，由白鹤蒋浦人、清代名宦徐恕之父徐葵建于清乾隆四十年（1775）。1994年被公布为青浦县第四批文物保护对象，2001年5月又被列为区级文物保护单位。

该桥为单孔石拱桥，桥身采用花岗岩砌筑，全长19.2米，宽3.6米，高6.0米，拱跨7.5米，拱高3.3米，桥面石台阶，东西各21级（见图2-74）。拱券采用横联分节并列式砌筑方式，高级石料镶边。图2-75所示为青龙桥照片建模分析图。

楹柱上刻有对联：“长挹九峰秀，远钟三泖灵。”此桥跨青龙港出口与大盈港交汇处，桥门正对江心，每到月夜，水中之月倒映在桥洞之中，当地人称为“青龙偃月”。青龙桥布局精巧别致，设计独具匠心，构造巧妙，至今保存完好。

青浦永兴桥　永兴桥，位于青浦区练塘镇东市，单孔石拱桥，花岗岩砌筑，拱券采用马蹄形拱，拱跨长6.1米，高3.4米，采用横联分节并列式的砌法（见图2–76）。现桥上的栏板已用青石替换。

奉贤继芳桥　奉贤区青村镇的继芳桥，建于明万历六年（1578），明万历四十七年（1619）重修，为三孔石拱桥，其拱券采取横联分节并列式建造（见图2–77），技艺独特，有雌雄座榫（榫接方式），对接严密。

3）分节并列与横联混合式拱券

这种拱券形式是从以上两种砌法中演变而来，即有的券板间有龙筋，有的则没有。这种砌法较少见，可能是一种民间做法或拱券破损后改建成该种样式。上海古桥中采用此种砌法的仅有少数几座，如青浦章埝镇的金泾桥（见图2-78）。该桥建于清乾隆四十七年（1782），宣统时重修，为单孔石拱桥，青石和花岗石混砌，拱券采用分节并列与横联混合式（见图2-79）。

3.桥墩

桥墩是针对多孔石拱桥而言的，有薄墩和厚墩之分。

薄墩为两拱的拱脚相贴，相对于主拱券来说抵抗变形能力较弱。使用薄墩的拱桥自重轻，整个桥身显得高大、通透、宏伟，有利于通航。薄墩常用于江南水乡地区，因为江南一带水网贯通，水位比较稳定，桥下可通船只，桥面只需人行而不会行车，因此没有用厚墩的需要。又因为江南一带多为软土地基，承载力低，因此古人创造出薄墩这种形式的石拱桥，这种结构可以减轻桥身重量，又能适应一定程度的不均匀沉降。这是我国古桥技术史上的一项重要成就。

厚墩为两拱拱脚之间留有距离，中间填充大量石块，看起来粗大厚重。厚墩结构稳固，每个墩都能承受较大垂直作用力和水平推力，即使一孔破坏，也不会影响其他孔，因此施工时可以逐孔单独进行，但是结构形式显得笨重。厚墩适用于水流湍急的河段，并且对地基要求较高。

上海现存多孔石拱桥的桥墩均用薄墩，重要的多孔薄墩石拱桥共有八座，其中六座为三孔，分别是青浦区的天皇阁桥、九峰桥（见图2-80），松江区的云间第一桥，闵行区的蒲汇塘桥，嘉定区的天恩桥（见图2-81），奉贤区的继芳桥。还有两座为五孔，分别是松江的大仓桥和青浦朱家角的放生桥。前文“多孔石拱桥”部分已对青浦朱家角放生桥、松江大仓桥、青浦金泽天皇阁桥作了较为详细的介绍。

4.桥台

桥台位于桥墩两侧，其结构与两岸衔接。由于拱桥是以拱券作为主要承重结构，在竖向荷载的作用下，下部的桥墩和两侧的桥台将产生水平推力，使得拱券在承受上部压力的同时还需要受到两侧的力矩。拱的推力通过桥台传到岸上，同时桥台的山花墙还要承受台后的土压。

上海古桥中石拱桥的桥台多采用天盘石-对联石框架结构，即拱券、天盘石、对联石组成一个框架体系（见图2-82），对联石与柱脚及天盘石以榫卯相接，且对联石两侧作长条形卯槽，两侧的山花墙石块作榫头，插入对联石卯槽中，山花墙后填以灰土，再加上一条与天盘石平行的龙头石以拉住两侧山花墙。这样的框架结构使得山花墙可改薄，减轻桥身重量。

如图2-83所示为闵行区水月庵桥的桥台构造，可看到天盘石-对联石框架。

5.基础

石拱桥由于自重较大，对基础的要求比其他类型桥梁的要求要高，否则容易造成桥基下沉、拱圈变形开裂。修筑石拱桥最理想的地基是岩质地基，但上海为软土地基，因此特别要注意前期对桥梁基础的处理。

一般而言，薄墩的基础多做木桩基础，通常以长2～5米、直径15～20厘米的木桩紧密排列，置于河床底部，再在桩上叠石（见图2-84）。叠石的层数由桥所需荷载的情况和地基条件决定，多数为2～3层。这种做法不仅施工简便，而且紧密排列的木桩长年处于常水位之下，隔绝空气，不仅不易腐朽，还具有挤密土体的效果。