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雨霁虹桥晚,花落凤台春 —— 记浙江义乌古月桥的预防性保护
编者按:
2019年4月18日,第五届全国优秀古迹遗址保护项目揭晓,浙江义乌古月桥修缮项目荣获特别推荐项目。在该项目的工作中,项目团队本着预防性保护的理念做了系列工作, 是我国文化遗产保护工作从抢救性保护向预防性保护发展的一次有益实践。
在浙江省义乌市赤岸镇雅治街村龙溪之上,一座古老的石拱桥已经静静地矗立超过八百年的历史。该桥旧名大桥、野墅桥。据(嘉庆)《义乌县志》记载:“县南四十里。一洞高二丈,广丈余,修亘五丈,跨龙溪之上,去野墅西里许。”由于拱桥恰似一轮新月,这座石拱桥被称为“古月桥”。古月桥桥顶南侧石梁面上刻有“皇宋嘉定癸酉季秋闰月建造”题刻,证明该桥建于南宋嘉定六年(公元1213年),为我国迄今可考最早出现的一座五折边石拱桥。
▲村民过桥
古月桥的位置处于义乌通往东阳、永康的古道上,呈东南-西北走向,龙溪在此直角拐弯,向西北流淌。1982年,第二次文物普查时发现古月桥,2001年,古月桥被公布为全国重点文物保护单位。历经800多年的自然侵蚀,古月桥逐渐成为危桥。出于对安全性的考虑,近些年,当地政府下令禁止车辆通行。2014年,义乌市文物保护管理办公室委托北京国文琰文化遗产保护中心和清华大学建筑设计研究院文化遗产保护中心对古月桥进行勘察研究,编制修缮方案。
工作组首先通过三维激光扫描,对古月桥进行高精度测绘与构造分析。发现古月桥依据宋代营造尺设计,整桥为10丈,引桥部分约50尺,桥体部分约50尺;桥身轴线跨度48尺,拱高12尺,恰为底与高之比为4:1的三角形。并且桥体又从两端向内收分,整体轴线间距由13尺7寸5向内逐渐收分至12尺5寸。古月桥的收分设计,使桥体依靠自重产生了向内的预应力,这种现代力学设计理念,在800年前的古月桥设计上就巧妙的体现出来,古代工匠杰出的建筑智慧保证了古月桥经历800年的风雨侵袭、洪水袭击依旧屹立不倒。古月桥的桥体结构构造体系正是这座古桥最重要的价值所在,也是我们在保护工程中最应该保护和延续下去的最重要的价值点。
▲古月桥三维激光扫描测绘与宋尺研究图
工作组通过宏观残损调查与微观取样分析结合的方式,对古月桥进行了残损勘察。古月桥结构性石构件之间缺少垫层缓冲,导致梁头应力集中,加之该区域又是风化病害集中区域,石构件端点的破坏已经形成了恶性循环。桥体结构构件的风化与生物病害呈加速状态。科学的结构设计确保古桥屹立千年不倒,但风雨侵蚀、风化严重使得桥体已濒临失稳。如果桥梁结构构件继续风化破坏,再遭遇较大洪水侧推,或受到外加荷载等影响,都有可能引起桥梁垮塌。
鉴于此,工作组提出古月桥需要进行结构加固和桥面的修缮。保护必须采取最小干预原则,不得改变桥体结构体系,由此提出了对古月桥进行预防性保护的概念。
“预防性保护”是我国文化遗产保护领域近几年较为关注的保护理念。在近两年出台的一系列文物保护相关的重要规范与文件(《中国文物古迹保护准则》《国家文物事业发展“十三五”规划》《关于加强文物保护利用改革的若干意见》等)中都明确提出:“文物保护行业要从以往单纯注重‘抢救性’保护,向‘抢救性’与‘预防性’并重的保护方式转变。”
预防性保护的概念要求,改变以往“头疼医头,脚疼医脚”的临时性“抢救”概念。要在破坏最终发生前,通过科学系统的分析,找到对文化遗产最根本的威胁因素,并以“最小干预”的方式,科学有效的对文化遗产进行保护,并且要对保护过程与成果进行监测与评估。
在“预防性保护”理念的指引下,工作组提出系统解决方案。在桥梁下部设置预防性保护支架,以牺牲性保护材料加固桥梁结构构件相互衔接的节点部位,恢复梁头受力截面。再从桥体两侧同时拆卸并修缮桥面结构。工作组还提出了工程监测方案,要求在修缮全过程对桥体结构进行稳定性监测,以防修缮过程中结构的形变与失稳。在保护过程中对牺牲性材料的性能进行检测,看是否达到设计要求。
根据方案,本工程需要解决的最核心任务,就是为古月桥针对性研发的恢复压溃梁头受力截面的垫层以及限制节点位移的牺牲性材料。本着材料应与古月桥原有火山角砾岩性质相近的原则,工作组研发了由水硬性石灰、矿粉和少量纤维组成的“牺牲性”保护材料。这种材料充分体现了“预防性”的保护理念。该材料强度略小于古月桥上的石质构件,当风化继续发生时,会首先破坏该“牺牲性”材料,而保护内部的原有石材,并预警桥体的受力状态改变,需要施加更新的干预措施。材料通过强度实验、老化实验和现场实验,能够良好的达到设计性能指标。该材料在2017年2月获得了国家发明专利。
施工工程由浙江义乌宏宇古建园林有限公司从2016年开始实施,按照设计要求,通过从桥梁下部设置预防性保护钢梁支撑的方式,预防施工过程中古月桥突发结构失稳的状况。采用获得专利的“牺牲性保护材料”,对破损结构构件进行修补,完整保留了原有桥梁力学体系,恢复桥梁结构的整体刚性。施工单位重视传统工艺的传承,以当地工匠,采用地方传统工艺,手工夯制三合土垫层、手工加工石板,采用高新技术与传统工艺相结合的方式进行了修缮工程。并按照设计要求对工程施工全过程监测和信息化管理,科学地控制整个工程的实施进程与质量。
▲当地传统工艺三合土施工
当地社区雅治街村民也参与到古月桥的保护工作中,向设计方提供当地和古月桥相同石材的采矿点分布情况,还描述了原来桥体的形制与使用情况。包括原始桥阑的高度和桥面板的铺设方式等细节。部分村民还直接参与了工程的施工工作。
2019年1月,古月桥工程经浙江省文物局组织竣工验收,质量合格。工程实施效果得到了专家与当地居民的一致好评。古月桥恢复稳固,重新通行,方便了雅治街村民的生活,忙碌完了一天的村民,三三五五闲坐在桥头聊天。“小桥流水人家”的景象重新回到了这座宁静的小村庄,古月桥还是那抹浓浓的乡愁。
▲古月桥修缮前后对比
2019年4月18日在清华大学举办的“国际遗址日主题活动”上,古月桥保护修缮工程荣获了“全国优秀古迹遗址保护项目”的特别推荐项目。原中国文物研究所(中国文化遗产研究院)副所长、著名岩土类文物保护专家、教授级高级工程师黄克忠先生,评价该项目:“这是我国石桥类文物保护修复可借鉴、有指导意义的成功案例。其创新之处是经过精心勘察,在进行结构安全性评估后,对原有桥梁结构不扰动,使用新型的牺牲性材料进行补强的方法。它符合可逆性、少干预等文物保护原则。经过监测和时间的考验,顺利通过验收,获得各界好评。”
古月桥保护修缮工程,从设计到施工体现了高新测绘技术、材料技术、监测技术与传统工艺的完美结合。雅治街社区的积极参与配合为该项工程的顺利实施起到了很好的保障作用。古月桥保护修缮工程是我国文化遗产保护工作,从抢救性保护向预防性保护发展的一项重要成功实践。
本文作者:
张荣 王麒 吕 宁 王帅 李玉敏 黄美燕
编辑:蔡 苧 审核:王龙霄本文刊登于2019年8月30日