本文刊載於《三聯生活週刊》2020年第10期，原文標題《趙州橋：千年石拱橋的“舊”與“新”》，嚴禁私自轉載，侵權必究
人們對趙州橋所採用的“低拱腳、淺基礎、短橋臺”築橋方法，吃驚不已。1400多年前的李春，如何僅憑技術經驗，便敢於在輕亞黏土這樣的天然地基上，用如此小的橋臺，建造如此大跨度的石拱橋？
記者/艾江濤
攝影/李英武
大霧中的趙州橋，拱券外側密密麻麻像圖釘一樣的東西，正是大橋用以加固拱券整體性的核心工藝之一：腰鐵
霧中的北方勝跡
在一場大霧中，我們抵達趙縣。或許是近年來空氣治理力度的加大，我更願將那種帶有水汽的空氣，稱為記憶中的霧，而非霾。當地人說，如果沒有風，這樣的霧往往要持續一個星期以上。在冰冷而潮溼的霧氣中，我們找尋著前往趙州橋的方向。
1933年11月，梁思成、林徽因、莫宗江等營造學社成員，結束了對河北正定的第二次古建築調查。之後，林徽因返回北平，梁思成與莫宗江從正定到趙縣調查趙州橋。如果說對今天的多數國人來說，趙州橋的名字，是伴隨橋樑專家茅以升發表於1962年《人民日報》，後選入中小學語文課本的散文《中國石拱橋》為人所熟知，那在當年，梁思成他們卻是循著民諺歌謠的印記，去探訪這座古老的石拱橋。
“滄州獅子應州塔，正定菩薩趙州橋。”趙州橋，正是這兩句歌謠所描繪的華北四大勝跡之一。流行河北的經典民歌《小放牛》，也這樣唱道：“趙州橋，魯班爺修，玉石欄杆聖人留，張果老騎驢橋上走，柴王爺推車軋了一道溝……”
趙州橋，橫跨於趙縣西門外5裡的洨河上。這座修建於隋開皇十五年至大業元年（595～605年）的石拱橋，由工匠李春設計建造，最初的名字為趙郡洨河石橋，後由北宋哲宗皇帝賜名“安濟橋”。當地人將其稱為“大石橋”，以區別於縣城西門外另外一座建於唐代永泰年間的“小石橋”永通橋。趙州之名始於北齊天保二年（551），至民國二年（1913）趙州更名趙縣，其間這裡雖曾設立趙郡、欒州、慶源府、沃州、永安州等，但趙州之名則歷經近千年，歷史最為久遠。當地人以地名為橋名，俗稱古橋為趙州橋或趙州石橋，也由來已久。
用現代建築學術語來說，趙州橋是世界上現存最古老、跨度最大的空腹（敞肩）式單孔圈弧石拱橋。在北京建築大學任教的夏樹林，曾參與1979年趙州橋橋基勘察。採訪中，他告訴我：“敞肩，是形象的說法，肩膀上是敞開的，科學說法是空腹式拱橋。”在他參與編寫的《中國古橋技術史》中，對這一概念界定如下：“所謂敞肩，是指拱上建築由實腹演進為空腹，以一系列小拱壘架於大拱之上……所謂圓弧，是採用小於半圓的弧段，作為拱橋的承重結構……兩者結合，使拱橋技術克服障礙，產生了飛躍。”
洨河，發源於趙縣西北獲鹿縣（今石家莊市鹿泉區）南部與井陘縣接壤處的五峰山，是一條東西走向的季節性河流，夏秋雨水季節時河水洶湧，平日則多為涓涓細流。80多年前，梁思成見到的洨河，已只剩下乾涸的河床；趙州橋的28道拱券中，東面3道拱券已經坍塌，荒草叢生於坍塌的石券縫隙中，西面5道拱券重修於乾隆年間，石質新鮮可辨。站在橋南邊的關帝閣上望去，梁思成發現橋東面的中部，“已經顯然有向外崩倒的傾向，若不及早修葺，則損壞將更進一步了”。
儘管如此，梁思成還是被趙州橋的雄偉深深震撼。在發表於1934年《中國營造學社彙刊》第五卷第一期的考察報告《趙縣大石橋即安濟橋——附小石橋、濟美橋》中，他寫道：“大券的兩端，都已被千餘年的淤泥掩埋，券的長度是無由得知。我們實測的數目，南北較大的小券的墩壁（金剛牆）間之距離為37.47公尺，由43塊大小不同的楔石砌成；但自墩壁以外大券還繼續地向下去，其淨跨長度，當然在這數目以上。（筆者注：趙州橋淨跨距離，後來被確定為37.02米）這樣大的單孔券，在以楣式為主要建築方法的中國，尤其是在1300餘年以前，實在是一樁值得驚異的事情。”
橋樑專家夏樹林，曾參與1979年趙州橋橋基勘察，證實橋臺基礎的持力層為輕亞黏土（寶丁 攝）
夏樹林告訴我，在1959年淨跨達60米的湖南黃虎崗石拱橋建成前，趙州橋一直是中國現存淨跨最大的石拱橋。從小在橋邊長大的趙縣文物保管所原所長趙振偉，對這座古橋的最初記憶則是：“小時候就感覺那座橋非常大，在周圍那些建築中，完全無與倫比，其他建築和它比，都是小東西。”
梁思成當年顯然注意到趙州橋的“空腹式”設計方法。大拱上面，兩端各有兩個小拱，正如唐中書令張嘉貞在《趙州大石橋銘》中的描述：“兩崖嵌四穴”。這一被梁思成讚歎“真是可驚異地表現出一種極近代的工程精神”的設計方法，直到19世紀，才成為歐洲橋樑工程中的通用做法，比趙州橋晚了近1200餘年。
橋樑專家茅以升在寫於1973年的《趙州橋與李春》一文中，進一步講述了“空腹式”拱橋的優點：“依然存在的是這拱肩上4個小拱的長時期作用。這就是減少了拱肩上土石填料500多噸，等於橋身自重的1/5；在洨河發水時，通過小拱洞分洩洪流；而且，大拱上有了小拱，全橋更加美觀了。這些意外收穫，後來成為趙州橋對橋樑技術的主要貢獻，使它在世界上成為‘敞肩拱’的始祖。”
據茅以升考證，有記載的中國最早的石拱橋，是大約建成於公元282年，《水經注》裡提到的旅人橋。隋唐時期，石拱橋已開始普遍，因石拱可用塊石拼砌，而“楣式”的石樑則非整塊大石不可，因此遇到大跨度的橋，石拱更是當時的唯一選擇。只是，從西晉的旅人橋到趙州橋，石拱經歷了從半圓到扁弧的變化。趙州橋首創“敞肩拱”後，流風所及，後來出現諸如山東東平縣清水石橋、趙縣永通橋等大量敞肩石拱橋。
只是，當時出乎梁思成意外的是，趙州橋的大小拱券，均採用西方所謂巴比倫式的並列砌築法，用28道單獨的券，並行排列組成一個大拱，而非現代更為通用的羅馬式的縱連砌築法。並列砌築法的缺點顯而易見，那就是每道拱券之間的橫向聯繫不足，外側拱券容易向外散亂坍塌。趙州橋的設計者顯然已經注意到這一點，並通過精心的設計加以預防和挽救：
1.拱兩側及兩端較大的小拱下，均有護拱石，垂直平鋪在拱背上，借摩擦力來阻止兩側拱圈外傾；2.兩側護拱石間各有6塊勾石，橫長達1.8米，其下端有5釐米勾在拱石上，以防外傾；3.拱背上各圈拱石的中間，有腰鐵相連，防止橫向移動；4.主拱背上有5根橫鐵梁，4個小拱上也各有一根，9根鐵梁兩端各有一圓鐵頭外露，夾住28圈拱石，防止移動；5.拱頂較拱腳窄，使橋面形成兩端闊中間窄的收分，以抵消拱券外傾的趨向。
只是這些挽救措施，從科學角度而言，效果並不明顯。也許正因如此，千百年來，趙州橋的外側拱券和欄板，都經歷了多次修整。既然如此，李春為何在他的時代一定要用這種並列砌築法，而不用早在漢代墓券中便已出現的縱連砌築法呢？
“這種方法，首先便於施工。古代沒有現代化的機械，施工方法無非用柴火垛或土堆作為拱架，所謂‘土牛拱’。你想，我一下沒有那麼多材料，15道的話，我得分三次施工。另外，對當時來說便於修理。外面一圈拱券壞了照常走車，不像縱連砌築法，橫向鎖釦這一道沒了，橋就完了。”夏樹林說。
很快，那座在各種文獻與圖片中被描繪過的古橋，出現在我們眼前。遠遠望去，一座氣勢雄偉、整潔漂亮的拱橋飛跨在水波之上，拱券外側密密麻麻像圖釘一樣的東西，正是趙州橋用以加固拱券整體性的核心工藝之一：腰鐵。趙振偉告訴我，洨河常年乾涸，橋下所見河水為後來放入，以襯托趙州橋的雄姿。儘管早有心理預期，但一個無法改變的事實是，眼前的趙州橋，已是1955～1958年那次全面大修後的產物，比我預想中顯得更大、更新。只有走近橋身，才能約略感受到那份歷史的氣息：支撐靠岸小拱的金剛牆，仍然是千餘年前的舊物。石頭上面斑駁的紋理，還有部分風化的表面，似乎仍在向我們吐露著光陰的變遷。
“西側5道拱券是清代修復的，東側的5道拱券是1958年那次大修中修補的，中間18道拱券，沒有動過。”趙振偉指著拱券介紹道。可惜的是，要想看到中間那些古老的拱券，我們只有穿越回60多年前，迴歸那場大修的歷史現場。
梁思成當年繪製的“河北趙縣安濟橋現狀實測圖”
譭譽參半的大修
1933年11月，梁思成測繪完趙州橋離開之際，“又不放心，唯恐同這座已經度過了1300多個寒暑的古橋，一別即成永訣”。在後來所寫的調查報告中，他已在考慮修復的方案：“落下的石塊，還成列地臥在河床下。現在若想拾起重修，還不是一件很難的事。”
返京之後，梁思成便為這座古橋的修復多方奔走。“中國營造學社社員梁思成，擬請本會重修河北趙縣大石橋，薊縣獨樂寺觀音閣山門，及山西雲岡石窟等處，以存古蹟一案，先由本會委託營造學社梁思成君，前往以上三處，切實調查，對於建築經費，作一詳細估計，送交常會審核，再參考傅主席傅委員之建議，計劃進行案。”這則記錄在《中央古物保管委員會會議事錄》中的檔案，顯示梁思成在1935年5月21日，便將所擬的《重修趙縣大石橋計劃大綱》，轉由委員會成員李濟代為提交。可惜的是，隨著1937年全國抗戰的爆發，梁思成的這一修復計劃成為泡影。
“據介紹，1952年底，河北省公路局正式向省交通廳提交報告，建議安濟橋進行大修。”北京市建設局的專家孔慶普，曾參與過50年代趙州橋大修，據他在《中國古橋結構考察》一書中的回憶，1949年後趙州橋的修復計劃，最初是由河北省公路局提出的，也就是說，他們的著眼點，首先在於這座仍在發揮餘熱的古橋的實用價值。在當時，這並不奇怪，趙縣自古處於南北交通要道，用夏樹林的話，“這裡古代就是一條南北幹道，相當於京廣線”。儘管橋面損毀嚴重，但據說在解放戰爭時，橋上還走過裝甲車。新中國成立初期，百廢待興，國內財政極為困難。河北省公路局後來又與省文化局商量，請文化局出面向文化部打報告，申請古橋大修。後來，在橋樑專家茅以升等人的關心下，1954年，交通部與文化部先後撥專款，趙州橋大修工程得以實施。也許正因如此，趙州橋大修工程從一開始便不同於單純的古建維修，這也為之後維修方案的爭議埋下伏筆。作為新中國成立後一次重大文物修復工程，各級政府對此極為重視，1953年便組成了趙州橋修繕專門機構。當地政府在趙州橋東60米處，還新建了一座木便橋，以備修橋期間的通行需要。為進一步弄清趙州橋的原始結構，從1952至1955年，國家文物局等單位先後派專家劉致平、羅哲文、祁英濤、餘鳴謙、李全慶、郭瑞恆等人，挖掘河道4次，並做了相關測量與地址探查。對河道的清理挖掘，出土了1200餘件歷代從橋上坍塌的欄板、望柱、仰天石以及橋石，其中就有那件被稱為“玉石欄杆”的隋代絞龍欄板（現藏中國國家博物館）。
1933年11月，梁思成考察時拍攝的趙州橋西面全景。當時橋南端保存完整的關帝閣，於1946年毀於戰火
大修工程的計劃方案在1954年最終確定。孔慶普回憶，在1954年6月下旬召開的安濟橋大修工程技術研究擴大會議上，來自北京市代表組、文化部代表組、省交通部門的眾多代表，就修復工程的技術原則展開討論。會上，有人提出應按照梁思成“整舊如舊”的修復原則，對趙州橋進行修復。不過，提議者所理解的“整舊如舊”，是對新添置的新石件進行“特殊技術處理”。這一提議遭到不少代表反對，他們認為梁思成所說的“整舊如舊”，是指古代建築在修整過程中一定要保持古建的原結構、原形式，並非採用造假技術的“做舊處理”。
爭論的焦點最後集中於河北省公路局與來自北京的代表、文物整理委員會（中國文化遺產研究院前身）代表的不同觀點之間。前者認為，古橋難得有一次大修機會，從長遠考慮，可換可不換的舊石件儘量更換，所有新石件一律不進行“做舊處理”，但是，總體上要保持古橋的原樣；後者則認為，舊橋面石板應該全部利用，如此可以記錄古橋的原貌，缺點是橋面高低不平，遊人行走不便。
從上述爭論中，我們始終能看到文物部門代表為保護古橋原貌所作的努力，但最後確定的大修工程方案是：“橋面上的舊石板全部更新，在橋面上人工磨出一道‘車轍溝’和一個‘驢蹄印’。”在今天的趙州橋上，這些用來附會民歌中柴王爺和張果老傳說的人為印記，正像在許多旅遊景點所看到的那樣，被磨得鋥亮。1000多年的橋面石板則在1954年的方案中，被全部廢棄。
2009年起，中國文化遺產研究院建築保護研究所所長顧軍，協助古建專家、安濟橋大修工程項目主持人餘鳴謙做“趙縣安濟橋保護工程技術分析”的研究課題。在2013年公佈的研究報告中顯示，1955年安濟橋修繕工程的最終技術方案被確定如下：採用水泥砂漿灌注的方法加固拱券；之後用混凝土蓋板澆注在石拱券頂部，進一步加強拱券的整體性；為防止券石酥鹼風化，在橋面石下鋪設防水層。應該說，水泥砂漿灌注加固的技術方案在50年代的世界各國古建修復中相當普遍。參與過柬埔寨吳哥古蹟群修復的顧軍告訴我，他就是在那見到了法國人同時期採用大量水泥做修復的案例。而在梁思成1935年所提交的《重修趙縣大石橋計劃大綱》中，也能看到大致相似的技術方案：“修補方法，首先須將已崩倒之東面三券，及其次已傾斜之數券，恢復原位，然後將各券之間加以聯絡，或用鋼鐵，或用鋼骨水泥，石縫之間，全部用水泥灌滿，使橋身成為一整體。橋上所缺石欄等等，亦宜補加，以保障行人安全。”
“只是，用現代眼光看，水泥這東西后患無窮。一方面嚴重改變了文物的形制，我們講文物保護的‘四原’原則：‘原材料、原形制、原工藝、原做法’，加了鋼筋混凝土結構，加了水泥，嚴重破壞它的結構；其次，水泥對石材有腐蝕作用。所以現在基本摒棄這種東西，考慮採用傳統工藝，在局部可以採用新材料，但是一定要有可識別性。”顧軍說。
對修繕工程最初的質疑，來自於最早為這座古橋修復而奔走的梁思成。1963年，梁思成到趙縣考察修復之後的趙州橋，故地重遊，感慨萬千。在隨後寫作的《閒話文物建築的重修與維護》一文中，他寫道：“直至今天，我還是認為把一座古文物建築修得煥然一新，猶如把一些周鼎漢鏡用擦銅油擦得油光晶亮一樣，將嚴重損害到它的歷史、藝術價值……在趙州橋的重修中，這方面沒有得到足夠的重視，這不能說不是一個遺憾。”
“趙州橋的修復，突出的問題是橋面和欄板全部用了新材料，這個不妥。”有鑑於此，在1986年主持設計的永通橋修繕方案中，夏樹林特別將橋面上的每塊石頭和欄板都做了編號，在修繕過程中使用了20多塊舊欄板。
儘管留下難以挽回的遺憾，可在顧軍看來，60多年前的那次大修，是在當時的技術條件和文物保護理念指導下所實施的古建築保護工程，其依然對後來的文物保護產生深遠影響。“作為新中國成立後的一項重大文物保護工程，安濟橋修繕工程形成了一套包括修委會在內的非常完整的文物保護機構，留下了非常全面的檔案文件，為後來的文物保護工程提供了組織模式。此外，這項工程完全是集體決定，集中了各方面專家，每項會議決定都由十幾二十人討論之後形成。雖然後期有很多爭議，那是因為我們的文物保護理念、文物保護技術，都有了很大進步。”
破解千年不毀之謎
“一般人去趙州橋，最感興趣的是它的雄偉壯觀，雕刻如何精美，可是卻不問它為什麼千年不毀。1976年邢臺大地震的時候，為什麼那麼近都沒有毀？實際上是因為基礎好。”夏樹林所關注的這個問題，事實上早在1933年，梁思成便試圖破解。
據鄉人所傳，趙州橋的拱券是一個深埋地下的整圓。為精確測量拱券基礎，梁思成動用數十名村民，在北面券腳下挖掘。挖到河床下大約七八十釐米的地方，發現拱券下水平放置的5層石壁。在考察報告中，他寫道：“石共5層，共高1.58公尺，每層較上一層稍出臺，下面並無堅實的基礎，分明只是防水流沖刷而用的金剛牆，而非承納橋券全部荷載的基礎。”因為判斷再挖三四十釐米，會挖到地下水，限於當時沒有大規模發掘的條件，帶著失望的心情，梁思成只得停止發掘。“發掘後，我因不得知道橋基造法而失望，也正如鄉下人，因不能證實橋券為整圓而大失所望一樣。”
1955年，在修復工程的施工準備階段，負責施工的河北省公路局對趙州橋做了一系列勘察工作。對趙州橋西北角基礎進行挖掘並將護坡基石摘除一部分後，發現承託主拱的橋臺由厚度不同的5層條石砌成，總高為1.554米。也正是在這次勘察中，趙州橋的主拱淨跨度被確定為37.02米。這一測量結果，與梁思成當年所測基本吻合。
只是，那5層條石下究竟是什麼結構？隋代的工匠李春在橋基築造時，究竟有無打樁？
為進一步弄清趙州橋的橋基，1979年5月，夏樹林曾與20多名技術人員一起，對趙州橋進行了為期半個月的大規模勘察。“我們沿著拱腳往下挖，挖了2米，5層石頭臺基都出來了，然後用倒鏟水平打，看底下有沒有木頭樁，結果沒有發現樁。我用洛陽鏟取出土樣，現場蠟封後，運到北京化驗。”40年過去了，談到當年的勘測情況，81歲的夏樹林依然記憶猶新。這次勘察，首次探明趙州橋橋臺的基礎尺寸和基礎厚度：長5.8米，寬9.6米，基礎厚度為1.57米；並第一次通過嚴格的勘測科學試驗，證實橋臺基礎的持力層為輕亞黏土，而非廣為流傳的粗砂。
夏樹林告訴我，輕亞黏土的承載力與粗砂基本相近，經過嚴格測算，他們發現這種輕亞黏土完成可以承受長37.02米、寬9.3米的石頭橋樑。人們為趙州橋所採用的“低拱腳、淺基礎、短橋臺”的築橋方法吃驚不已。問題在於，1400多年前的李春，如何僅憑技術經驗，便能估算如此跨度的拱橋，可以搭載在輕亞黏土這種自然形成的土層上而沒有任何問題？
無疑，如此跨度的石拱橋其橋臺如此之短，基礎還放置在天然地基上，在古今中外橋樑史上都極為罕見。因為這一發現，茅以升在勘察結果鑑定會書面發言中特意寫道：“這次北京建工學院（北京建築大學前身）對安濟橋的基礎進行了實地考察，為前所未有的壯舉，在我國橋樑史上是值得紀念的。”
1984年，趙州橋被闢為公園，除供行人參觀穿行，已停止了它千百年來作為交通幹道的實際功用。2014年3月，北京建築大學古橋研究院的研究人員首次用三維激光掃描技術，完整記錄了趙州橋的三維空間數據，橋面殘損、形變現狀等，作為日後三維信息管理與展示系統的數據信息。
可以想見，圍繞這座1400多歲的古橋，種種舊的爭議，新的研究，仍將繼續。
（參考書目：《古橋史話》，茅以升著；《中國古橋技術史》，茅以升主編；《中國古橋結構考察》，孔慶普著；《趙州橋志》，馮才鈞主編。感謝黃信、姚宏志、鄭永軍對採訪的幫助）
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