二、闽浙木拱桥折射下的虹水虹桥

唐寰澄对虹桥的观点转变

在发现闽浙木拱桥后，唐寰澄对汴水虹桥的研究发生了一个大有深意的变化。此前，他对于虹桥结构的描述是：

“桥拱主要部分为五根拱骨，互相搭架，每根拱骨搁于另二根拱骨中部的横木上，整个拱乃是主体的结构，单独一片拱架是不能成立的，至少得有两片拱架用横木联系起来。”⁽²⁹⁾

1980年后，即发现闽浙木拱桥后，闽浙山水间这种由两套折边拱系统组成的结构转变了唐寰澄对虹桥的认识。在《中国古桥技术史》中，他对虹桥的描述为：

“21组拱骨，共分有两个系统。最外面一组拱骨，称为第一系统，是2根长拱骨和2根短拱骨；再里面一组，称为第二系统，是由三根等长的拱骨组成。”⁽³⁰⁾

1981年后，唐寰澄再度调整了对虹桥结构的看法。他仍然定义虹桥由“二组拱骨系统”构成，但这次则调换了两个系统，第一组由“三根长拱骨”，而第二组由“二根长二根短拱骨”组成⁽³¹⁾。自2000年之后，唐寰澄则固定使用三根长拱骨的“系统I”与二根长二根短的“系统II”来描述《清明上河图》中的虹桥结构了。⁽³²⁾

结构转变的同时，唐寰澄对这种结构形式的称谓也发生了变化。在发现虹桥之初，他因其“以梁交叠而成”而称之为“叠梁拱”；在80年代的书写中，他自觉“叠梁”不够准确，借《渑水燕谈录》“取巨木数十相贯”的“贯”字，将之命名为“贯木拱”，并将闽浙木拱桥称作“虹桥式木拱桥”；在其最后一部著作《中国木拱桥》中，他再度解释并沿用了“贯木拱”的定义，但同时以括号附注认可了常见于其他作者的“编木拱、织木拱”等名称⁽³³⁾。

虹桥的两次复原建造：20世纪50与90年代

作为桥梁工程师与桥梁史学者，唐寰澄一生中有两次机会以实际工程复原建造汴水虹桥。第一次是1958年，在发现《清明上河图》虹桥五年后，作为武汉长江大桥桥头堡建筑（美术）的设计者，唐寰澄在大桥桥头公园中复制了一座小型虹桥（以下简称“汉阳虹桥”）。这座桥毁于文化大革命期间。第二次机会在1998年。美国WGBH电视台Nova节目组制作一部关于虹桥的纪录片，唐寰澄受邀作为中方工程师加入这支由中、美工程师及多国顾问组成的国际合作队伍。选在金泽——上海周边一座水乡古镇建造了一座小型虹桥（以下简称“金泽虹桥”）。

两次复原都是小型桥梁。汉阳虹桥跨度12米，组成拱架的梁木直径12厘米；金泽虹桥跨度13.2米，梁木直径18厘米。两次复原都在形式细节上与《清明上河图》原画的结构有较大偏差。复原都以圆木建造木拱，且纵向拱骨两两成对并排使用。而借助今天可以取得的高像素电子图像，我们可以清晰看到《清明上河图》中虹桥的拱骨为四边形，且独立布置。

唐寰澄不尽准确的理解可能受限于其时代不尽人意的图像质量。两两成组排布拱骨的理解，出现在他最初的写作中。1954年，他描述《新观察》杂志上看到的图像，“从桥的底面可以看见最外面是一根拱骨，然后是每两根一组，用绳捆扎”⁽³⁴⁾。这种“两根一组”的写法消失于他在1986年的著述，但在1987年再度出现，此后又消失。同时，1986年起，他书中的复原透视图上，所有梁木均已绘为单独布置的构件。在1986年的文字中，他称“拱骨为大圆木”，但又称“其上下两面锯或锛成平面”，在同书的透视图中，又将它们绘成独立布置的方梁。

这些细节说明，至晚在20世纪80年代，唐寰澄已经得到了较为清晰的《清明上河图》图像，并取得了更准确的构造观察。但直到1998年的重建中，他仍然使用两两成组的圆木布置金泽虹桥拱架⁽³⁵⁾（图3-7）。

在汉阳虹桥建造中，唐寰澄遇到了一个结构问题：拱架结构缺乏侧向稳定性（意即容易左右晃动）。因此在金泽虹桥的建造中，他增加了一层X形支撑结构，铺设在拱架之上，来提高构架的侧向稳定性（简单地说，利用三角形稳定性原理加固拱架，令其不致晃动，图3-7），并称这一层结构不仅来自汉阳经验，还受到闽浙木拱桥的启示。然而，根据笔者的田野考察，闽浙桥匠对于桥身的侧向稳定性有着与现代结构工程师不同的见解。根据他们的施工手段与结构阐述，X形撑架对木拱架的稳定性作用甚微，实际旨在维护桥面与桥屋的稳定；而拱架稳定的奥秘则在于另外的构造手法（详见第211～213页）。唐寰澄遇到的侧向稳定性问题，事实上来自于他本人对于虹桥形式的错误观察。倘若遵照原画以方形梁木建造，梁木之间有宽阔的面积相互抵触，编木拱将形成一个近乎壳体结构的坚固整体（图3-8），那么虹桥并不会出现侧稳不足问题。

就本书的关注点来说，两次复原更为重要的差异体现在唐寰澄对于建造的理解。在闽浙木拱桥发现前后，唐寰澄对于虹桥的结构理解产生了变化，不但体现在他对结构的描述上，更体现在他对施工方法的处理与理解上。

1958年汉阳虹桥的建造方法并没有留下同时期的文字档案。对此发表的最早文字来自近三十年后，1986年的《中国古桥技术史》专辟有“木拱桥施工”一节，由唐寰澄执笔，描述了汉阳虹桥的施工方法，并且——在当时尚未找到闽浙桥匠的情况下――推测了闽浙木拱桥的施工方式。

1998年中美工程师合作金泽虹桥时，闽浙木拱桥的结构已经得到了充分的考察，而匠人传统与造桥技术仍未浮出水面。金泽虹桥的施工依据是当时所知的中国传统营造经验。金泽虹桥的建造始末，在唐寰澄2010年的最后一部著作中得到了详细的记录。

唐寰澄1986年所写的关于1958年的汉阳虹桥工程、1986年关于闽浙虹桥的推测以及2010年所写的关于1998年的金泽虹桥工程——三份材料中包含两份关于营造项目的报告以及一份技术复原推测。所有三份文字在技术史学的意义上都可列入实验考古学范畴：即在历史技术细节未知的情况下，研究者根据对历史背景的了解，“设计”出一套不超出所探讨时代的技术手段，并用实践验证其可行性。因此，这三份文字的意义不仅在于对建筑技术的解说，就本书而言，又可以作为一份解读唐寰澄——一位桥梁史与技术史学者——思维变化的时代性档案。它们记录了唐寰澄在其职业生涯中对于虹桥结构与构造的观念变化；而在每一个时间点，有关闽浙木拱桥的新生知识都在改变他对于汴水虹桥的结构观念：

（1）汉阳虹桥，建造（1958）于闽浙木拱桥发现（1980）前，写作（1986）于闽浙木拱桥发现后。

（2）闽浙木拱桥施工推测（1986），写作于汉阳虹桥写作的同时，即闽浙木拱桥发现（1980）后、桥匠传统发现（2000）前。

（3）金泽虹桥，建造（1998）于闽浙木拱桥发现（1980）后、闽浙桥匠发现（2000）前，写作于桥匠传统发现后（2010）。

汉阳虹桥（1958施工，1986写作）

关于汉阳虹桥的施工步骤，唐寰澄写道：

“在第一系统的拱骨交会点做两个临时的木排架，支撑第一系统的斜撑，架设第一系统的横木，于是第一系统便是一个稳定的结构。在这一基础上，穿插第二系统的拱木，予以联结固定。拆去临时支撑柱，结构独立，上面再铺设桥面系统（图3-9）。”⁽³⁶⁾

闽浙木虹桥（1986推测、写作）

1986年，在发现闽浙造桥传统前，唐寰澄根据构造细节推测了闽浙木拱的施工步骤：

“结构也从第一系统的斜撑开始，将第一系统的斜撑与下端横木、上端横木组成一组排架，在岸侧直立拼好后，用浪风绳系住上端，摇放斜向河心到其正确的位置。第一系统中间横拱木两端是燕尾榫，从排架端逐根吊起横拱木，从上落入上端横木的槽口之中，由于燕尾榫的作用，第一系统拉紧、挤实，其节点处尚能承受少量的弯矩。也是从第一系统出发，继续安装第二系统的拱骨和桥面桥屋（图3-10）。”⁽³⁷⁾

金泽虹桥（1998施工，2010写作）

在金泽虹桥建造中，唐寰澄否定了美国工程师提出的使用起重机等现代施工手段的方案，而根据宋代的技术水平与施工条件制定了施工方案。所有构件都预先制好，并在岸上预拼装后才下水正式施工。

根据唐寰澄的叙述⁽³⁸⁾，木拱的施工过程分为四步（图3-11）：

1．准备工作

将两只小船锚固于河中，搭跳板，板上搭设脚手架。岸上架设传统的A字形起重机械，安装绳索，用于吊放拱骨（图3-11：a）。

2．安装第一系统（边上两组）

在传统起重机与绳索的帮助下，安装第一系统边侧两组拱骨，它们由两根横木相连，其一位于顶端下方，另一根位于中部上方（图3-11：b）。之后安装中部水平纵木（图3-11：c）。

3．安装第二系统

此后安装第二系统，从拱的中部开始：先安装中间较长的纵木（图3-11：d），再安装两端较短的纵木（图3-11：d）。当所有构件调整到正确位置后，再将横纵梁节点以竹篾和长铁钉联结。

4．扩装全拱

在已经站稳的两组拱肋基础上，可以安装全桥。包括其余的拱架结构、交叉梁、板面、踏步、栏杆等。

作为一位有着丰富经验的桥梁工程师、一位专注历史技术问题的桥梁史学者，唐寰澄在实际工程中，对于虹桥与闽浙木拱桥施工方式的复原推测都是极具眼光和理解力的。但是从他自身的叙述来看，他并未能明确地从理论上区分二者的根本差异。更有趣的是，作为一位工程师，他对于二者的技术差异不可能没有洞察，并且事实上已经在他的施工实践中有所表达，但他对于虹桥施工的解说却“投靠”了闽浙木拱桥的技术特征，与他实际的施工步骤有些略不合拍之处。

闽浙木拱桥与虹桥之间，一个至为关键的结构差异在于，闽浙木拱桥的木拱具有明确的主次两套系统，两套系统必须先后施工（主系统全部安装完成后才能进行次系统安装）；而虹桥事实上更接近匀质结构——尽管虹桥的纵向梁木布置，根据纵木的数目，可分为两组，一组奇数，另一组偶数，但两组纵木在形式、构造与结构作用上并没有本质的差异。换言之，虹桥并没有独立而可拆分的两套拱架系统，两组纵木只有位置上的差异，可以交替安装。“筷子桥”可以看作虹桥结构的一种极端案例，它的结构构件完全一致（匀质），而纵木的位置则至少需有三组才能搭放停当。

面对这一差异，唐寰澄并没有足够的意识，或者做了有意的忽视。

暂时放下唐寰澄的叙述，让我们重新观察唐寰澄的三次建造：

1．汉阳虹桥

使用固定脚手架，首先完成了“三折边”系统（唐寰澄笔下的“第一系统”），再穿插“第二系统”。

2．闽浙木拱桥施工推测

使用悬吊，首先完成三折边系统（第一系统），再穿插第二系统。

3．金泽虹桥

使用悬吊，首先完成编织拱框架的外侧骨架，再向中间穿插补全其余杆件。

闽浙木拱桥与金泽虹桥均使用悬吊施工，施工条件相同，而施工步骤有异。二者方法的差异，事实上已经体现了“两套体系编织”的木拱结构与“筷子式匀质编织”的木拱结构的基本差异。两种类型桥梁的施工，首要目标都是尽快完成一个具有刚度的结构构架，作为后续施工的支撑，并摆脱对外在支撑结构（此处为悬吊系统）的依赖。在闽浙木拱桥中，因为纵、横木间以榫卯相接，三折边拱即形成了一个近刚性的“八字撑”框架；而虹桥节点使用绑扎与穿钉，节点自身几乎没有刚度，所谓的“第一系统”无法自立，只有在编入“第二系统”梁木后，才可以形成刚性框架。因此汉阳虹桥在建造中，事实上首先在拱架两侧安装了一对“第一系统”“第二系统”纵木，形成刚性外框（图3-11d），之后才能从容补齐中部（分属于两个“系统”的）梁木。

汉阳虹桥使用固定脚手架，不受悬吊式施工时“必须要尽快构造刚性框架”的限制，因而有条件从容铺设三折边全体构件，再穿插五折边。但是唐寰澄却描述道：“于是第一系统便是一个稳定的结构。在这一基础上，穿插第二系统的拱木”——这一所谓“稳定的结构”，在以圆木相交、穿钉绑扎形成的构架中，是不成立的。唐寰澄对汉阳虹桥的这一描述，事实上是对闽浙木拱桥施工方式的理解。

关于汴水虹桥与闽浙木拱桥在力学与工程学上的差异，在本书完成对闽浙木拱桥营造技术的分析后，会给出更具体的对比分析（详见第217～218页）。这里，即使认为唐寰澄步入了思维上的误区，我们仍然要非常感激他对于虹桥施工方式的实践探索。他以极为睿智的技术复原，为我们铺设了汴水虹桥与闽浙木拱桥研究的先驱之路。

唐寰澄的木拱桥类型学

1986年，在《中国古桥技术史》中，当唐寰澄第一次提及闽浙木拱桥（行文中称其为“虹桥式木拱桥”）时，他还提到了另外一种木拱结构：甘肃渭源的卧桥。更准确地说，在1957年的著作中，唐寰澄已经将渭源卧桥与虹桥并列提及，但当时将其看作一种伸臂桥。而在1986年的著作中，他对卧桥的认识更正为伸臂桥与虹桥的结合：在伸臂梁顶部增加“虹桥式木拱”，从跨中联结两侧桥臂（图3-12）。

稍后，唐寰澄在中国其他区域找到了更多的桥梁案例，并将它们与卧桥一同归入“变异木拱桥”：“有些中国木拱桥，并非很明确地是从汴水虹桥改进而来，可能是独立发明的，但是多少却也和虹桥有一定关联。”⁽³⁹⁾

与闽浙木拱桥及虹桥一样，他将这些木拱结构理解为两套体系的结合。但事实上，这些中国中南地区的实例在结构上更为多样，并不适合这种拆分。例如在群策桥（图3-13），唐寰澄拆分出的两套系统各自仍然是编木结构；而酉阳桥（图3-14）的结构在唐寰澄的拆分示意下已经难以解读——事实上根据笔者的实地考察，酉阳桥并不含编木结构，只是多重撑木的叠架（图3-15）。