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橋,日本の橋

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『今天的每座橋都有不同的故事,有些橋繼承了自古留下的傳統、史蹟或名稱,有些橋曾是古代戰場,還有那些近代建造的鐵橋或混凝土橋,每座橋都濃縮了催生它們的時代樣式、技術、物語。今天仍然為人們服務的橋,正是當時製造它們的人類活動帶來的成果。橋的壽命遠遠超過人類,只要仔細觀察它們,深入探索它們的來源,就能讓我們對日本的文化與歷史更加了解。』*

 

日本傳統的橋,是用石頭和木頭所造的。用鐡來造鐵橋,則完全是來自西方的新技術。

 

十九世紀中葉之後,歐美開始用熟鐵造鐵橋、船隻和建築用的鋼筋。而日本明治維新前期建的鐵橋,則幾乎都是從歐美進口的熟鐵橋。

 

話說人類最早使用鐵,是在西元一千多年前位於土耳其中部的西台王國。

 

起初使用的鐵,由於含有比較多的雜質,比較脆,叫做生鐵。由於經常是把生鐵澆注到模子冷卻成形後使用,所以生鐡也叫做鑄鐵。

 

十四、十五世紀,西歐發明了高爐法,能產生熔化鐵礦石所需的1,500度高溫。

 

英國為了煉鐵,初期用木炭。(砍盡了森林,有人認為英國的狼群就是因為失去了森林棲地,因此從英國消失呢!)

 

後來用煤炭煉鐵,大大降低了成本。但是生鐵/鑄鐵,既硬又脆,做的鐵橋無法承受火車頭的重量和通過時所產生的震動,從十九世紀中葉之後,就改用比較有彈性的熟鐵了。

 

熟鐵就是去除生鐵/鑄鐵中的碳之後,產生比較柔軟又有韌性的鐡。做法是把生鐵/鑄鐵放進反射爐熔化,再以人工攪拌的方式來煉製,讓它幾乎不含碳。

 

其實,當時熟鐵的產生,是為了製作更強固的大砲,是為了軍事的用途呢!

 

熟鐵由於不含碳,雖然比生鐵/鑄鐵有韌性,但卻沒有生鐵/鑄鐵所具有的硬度。所以後來加以調整,讓熟鐵含有適度的碳,來產生韌度、強度、硬度有更佳組合的鐵合金,叫做鋼。

 

日本在明治後期引進鋼筋混凝土的技術,大大增加了位處地震帶日本各式建築的強度,包括橋㮪。

 

混凝土是由沙子、礫石、矽酸鹽水泥混合之後的物質。把有硬度的混凝土加上有韌度的鋼筋,是法國在十九世紀中葉的發明,成為一種很好的防震組合。世界第一座鋼筋混凝土橋,於1873年始建於法國。

 

鐵和鋼是歐美的擅長,而日本開始研究鋼筋混凝土的時間比較早,在引進之後急起直追,很快就達到世界的水準,在大正到昭和期間大放異采。

 

研究日本傳統的橋,會發現一個很大的特色,就是單純只用樑加上柱子的結構,而不用桁或桁架。

 

樑最簡單的結構就單片木板橋,人走在單片木板橋上,木板會稍往下彎曲,木板的上半層產生兩側向中央擠壓的力量,其下半層則相對產生由中央往兩側的拉力,而承受行人重量的就是木板所產生與之對抗的應力。

 

而桁則是除了樑和柱之外,加上斜向的支撐,往往形成類似三角形的結構,在強度上就增加很多。

 

日本傳統的橋只用比較簡單的樑結構而不用桁或桁架,可能是河川經常泛濫,木造的橋不是被沖毀不然就必須腐壊後重建,用不著多久,所以只用樑結構就已經綽綽有餘了。

 

所以在日本古早時候,橋要造得好,其實不在橋的本身,而是在對河川水文地理是否有深入了解。只有搭配河川的脾氣所搭造的順心橋,才可能用得久一點。

 

讀後:

 

我們現在大多運用了強度更高的鋼筋混凝土,但是在蓋一座橋樑的時候,如果要它耐得住時間的考驗,也需要有像日本古老時候的智慧一樣,凡事順勢而為,不要倨傲以為人定勝天,如此建築物方得長長久久。

 

日本四國地區四萬十川的水底橋,雖然是鋼筋混凝土結構,但是橋建得很低,當大水來時聽任其淹沒,橋本身建成圓滑來減少對水的阻力,等大水退去之後,就換人來使用,就是這種順天應人典型智慧的極致表現。

 

*:《橋,日本の橋:その物語、意匠、技術》,五十畑弘 著,章蓓蕾 

 

P.S. 全篇大多摘節錄自《橋,日本の橋》一書

 

2020/4/28 橋,日本の橋 Damakey

 


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