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2021年度进展22：桥梁文化遗产的规划与保护

发布于：2022-06-24 10:38:24 来自：道路桥梁/桥梁工程 [复制转发]

桥梁文化遗产是世界文化遗产中不可缺少的一部分。1996年，国际古迹遗址保护协会（ICOMOS）和国际工业遗产保护协会（TICCIH）在联合颁布的《世界桥梁遗产报告》 ^[1] 中首次明确了桥梁遗产的概念。近年来，随着桥梁遗产逐渐受到相关领域的重视，有关桥梁文化遗产的规划与保护的相关研究也愈发增长 ^[2] 。中国作为历史悠久且文化底蕴丰厚的国家，拥有丰富的桥梁遗产资源；中国古桥是先人文学、绘画作品中常见的意象与情感载体，此外的一些近现代桥梁也在设计和技术上极具优越性，它们都拥有极高的艺术、文化和科学等价值。桥梁文化遗产的规划与保护作为文化遗产的重要内容和桥梁工程新的研究方向 ^[3] ，涉及多个学科与领域，拓宽研究内容，深入研究层次，对文明的传承与人类的可持续发展都具有重要意义。本文从桥梁遗产价值研究、桥梁遗产的保护与利用、国内外最新研究动态方面对桥梁文化遗产的规划与保护进行探讨。

桥梁遗产价值研究

《世界桥梁遗产报告》 ^[1] 指出，世界桥梁遗产的价值应从工程、技术、交通、交流、工业、历史或文化等方面来阐述或解释。不同时期、地域和类型的桥梁，在价值的偏向上具有一定的差异性，但在具有一个或多个突出的普遍价值上 ^[4] ，又是统一的。

1.1 桥梁遗产的多种价值

据检索与统计，我国对于古桥的价值的评价研究是较为全面的，现有的研究成果从不同角度涵盖了不同古桥多方面的价值，具体如下：

1) 历史价值。中华文明发展有数千年之久，先秦时期已有古桥的记载。古桥的历史价值主要是指其作为历史见证的价值，或是见证了周边地区的兴衰，或是亲历了重大历史事件，或是沟通了不同的地域。这类古桥承载了丰富的历史信息，对于后代在历史方面的研究具有重要作用，也有一定教育意义 ^[5-9] 。

2) 文化价值。桥梁本身就是一种文化，之所以这样看待，是因为它不仅有历史见证的身份，也是文化的结晶 ^[6] ，印证着时代背景与当时的社会状况（包括社会、经济、文化等），可以反映一个地区和社会的意识形态，如宗教祭祀、民俗文化等，这一点在中国古桥中体现得较为突出，例如湘桂（潇贺）古桥因所在之地有多个民族而成为文化沟通的重要纽带，体现出丰富的民俗信仰和独特的文化传承，桥上千奇百怪的图腾有强烈的宗教色彩，也体现出古人期盼镇服水患、祈求吉祥的心情 ^[10] 。闽浙木拱廊桥 ^[11] 、江南古桥 ^[12] 等也因凝聚了特色的民俗文化而拥有深刻的内涵。此外，文人墨客的题咏中也常见到“桥”这一物象，也丰富了古桥的文化价值 ^[6,9] 。

3) 艺术价值。古桥的艺术价值在于其本身的地域审美和形态设计特征 ^[8] 。唐寰澄的《桥》 ^[13] 和《桥梁美的哲学》 ^[14] 以及茅以升的《茅以升桥话》 ^[15] ，都集中且详细论述了桥梁美学价值。古桥的艺术与美学价值，在媒介物质色彩、线条、形体上展现得淋漓尽致。造型的结构体系中，点、线、面、体巧妙结合，在空间组合、比例、质感、尺度、体型、韵律、色彩及象征手法上，既遵循自然美的规则，又在千变万化中见百花齐放之态 ^[16] 。出造型本身之外，古桥的各种装饰手法、楹联碑记、诗文题刻都对其艺术特色增光添彩 ^[17-19] 。古桥的艺术美不仅在于其本身，更在于它能与周边的自然和人文环境相融合，可以反映一个地区的风格，从而更具意境美 ^[12] 。

4) 科学价值。除了满足基本的交通功能和观赏性，众多古桥在设计与工程技术上也具有一定价值，能够反映古代能工巧匠的智慧与创造力 ^[7] 。这些具有科学价值的古桥，在设计上，具有解决水毁、泥沙、交通荷载和通航等的能力；在材料运输、施工技术上也具有建设时期的先进性，更有的对现代科学也有一定启示作用 ^[20] 。

古桥的价值体系由以上四个基本的价值方向组成，不同的桥梁遗产侧重不同的价值，但是历史、文化、艺术、科学价值并不各自独立，在某种程度上它们是相互关联的，有的因见证历史而有了文化内涵，有的因艺术特征鲜明且独特而对现代科学也具有参考意义，且由它们还可以衍生出更多层次的价值，如经济价值、社会价值等。因此，应当以发展的眼光去研究桥梁遗产的价值，进行价值分析。

国外学者对于桥梁遗产的主要研究重点在于历史桥梁价值的认识与表达。弗雷泽（Fraser）对新南威尔士周的历史类桥梁遗产 ^[21] 进行了梳理，霍尔（Hall）对世界桥梁史上具有代表性的历史桥梁 ^[22] 进行了详细研究。此外学术界主要探讨的多是历史桥梁修复或重建后的遗产价值 ^[23] 。如：比彻姆（Beauchamp，2012）、米赫利亚娜（Mihladiz，2015）分别研究了澳大利亚巴望头大桥（Barwon Heads Bridge）重建后的新桥价值 ^[24] 以及土耳其阿里·富特·帕沙大桥（Ali Fuat Pasha Bridge）修复后的遗产价值 ^[25] 等。由于历史、文化、风俗的不同，国外的桥梁遗产研究更为强调桥梁遗产的显性价值，如象征性与门户作用等 ^[2] 。

1.2 桥梁遗产价值评估

规范的价值评估，有利于更好地保护与利用桥梁遗产。《世界桥梁遗产报告》阐述了桥梁遗产的价值内涵，并明确规范了世界桥梁遗产的认定必须满足以下的一个或多个条件：(1)是人类创造天赋的杰作；(2)在一定时间跨度或世界某一文化区域范围内对工程理论、技术、施工、交通运输和交流等方面产生重大影响；(3)作为突出的案例展示了桥梁工程或技术发展的重要阶段 ^[1] 。除该报告外，目前由国家政府机构部门或遗产保护组织发起、颁布、且能够在实践中迅速得到广泛应用的，仅有加拿大《安大略省桥梁遗产指南》和《格兰德河流域桥梁遗产清单》两套对遗产桥梁的价值评估体系 ^[2] 。2004 年格兰德河流保护局特别颁布了《格兰德河流域桥梁遗产清单》，以大量桥梁遗产来凸显格兰德河的文化遗产价值，从桥梁遗产的历史价值、整体美学与环境、相关文献材料、建造技术四大维度确立了对桥梁遗产的价值评估指标 ^[2] ；2008 年安大略省交通部联合城市遗产委员会颁布了最新版《安大略省桥梁遗产指南》，指南详细阐述了桥梁遗产的多方面价值，出台了桥梁遗产的评估体系，从历史价值、设计价值、关联价值三大方面对桥梁遗产进行价值评价，并指出该报告指出：优秀的桥梁遗产应当具备标志性，能够承担门户作用，决定当地特色，且体现出于历史主体、事件的直接联系，对理解国家、省市的历史文化具有显著意义 ^[26] 。除此之外，也有一些地区性的评估规则，如2011年多伦多地区保护局颁布的《亨伯河桥梁遗产名录》，介绍了建立亨伯河流域桥梁遗产目录的评价标准，其中对桥梁遗产的评价标准主要分为设计与构造价值、历史及联想价值和区域景观价值三个方面 ^[27] ；同年9月渥太华市颁布了《丽都河桥梁文化遗产评估》，在《安大略省桥梁遗产指南》的基础上进行了补充。

我国目前尚无明确的桥梁遗产价值评价体系，目前有朱卫国、韩大章（2010）在《运河古桥遗产的价值判断方法和保护》一文中，提出了我国运河古桥遗产的价值评价体系，设计者从历史价值、文化价值、科技价值三个方面来对我国运河古桥遗产的价值进行评价 ^[20] ，这与我国《文物保护法》 ^[28] 对遗产价值的认定一致。对于活态型桥梁遗产，即仍然发挥桥梁原有或历史演进的功能并且具有突出的普遍价值的桥梁 ^[29] ，黄雄的《活态型桥梁遗产的内涵与价值研究》从科技价值、景观与艺术价值、历史价值和文化价值构建了活态型桥梁遗产的评估体系，并选取了武汉长江大桥、重庆长江大桥、哈尔滨松花江大桥、钱塘江大桥、上海外白渡桥和广州海珠桥六座桥梁作为样本进行价值评估与解读，是较为适合我国国情的 ^[30] ；张春琳的《活态遗产桥梁的价值及其评价研究》使活态遗产桥梁的价值评价更具可操作性，通过因子分析法确定评价指标，分别采用层次分析法和熵权法对专家调研的结果计算权重，然后综合两种方法的计算结果，得出活态遗产桥梁价值评价指标的综合权重，从使用价值、社会文化价值、科技价值、艺术价值和历史价值5大方面构建活态遗产桥梁的价值评价模型，更深入完善了活态遗产桥梁的评价体系，具有重要参考和指导意义 ^[31] 。

目前对于桥梁遗产的价值研究中，已有对价值内涵方面的解读探索，但价值评估还有待于进一步发展，形成更完整的体系。明晰桥梁遗产的价值，完善价值评估体系，可以改善世界对于桥梁遗产的价值认识，从而推动桥梁遗产因其鲜明的特点而形成独立的遗产门类，促进它们的保护与传承 ^[32-34] 。

桥梁遗产的保护与利用

由于许多自然和人为因素，众多遗产桥梁难以保持完好，需要加强保护。这不仅仅是保护桥梁本身，更是保护它们所带有的文化内涵，是对前人所留下宝贵财富的传承 ^[35] 。目前国内外已有不少学者提出保护建议和对策，这对于桥梁遗产保护的发展无疑是有益的。

2.1 我国桥梁遗产保护的对策

(1) 制定科学合理的保护规划。现有的针对古桥保护的文献资料当中，提及最多的就是政策性地加大保护力度，这必须首先从政府层面出发。政府将古桥纳入文物保护的范畴，列入保护名录并依法公布，受到法律保护，可以更加规范有序地进行保护。值得一提的是这点可以效仿加拿大，对古桥资源进行全面的调查、考证，建立古桥资源信息库，编制较为完整的规划体系。政府部门还可以建立保护组织，全面组织实施保护开发的相关工作，通过发动周边力量，集体进行保护并修葺工作 ^[35-38] 。

(2) 多渠道、全方位筹措古桥保护资金。目前，古桥保护资金匮乏是桥梁遗产保护的一个关键问题，因此仅仅依靠政府是不够的，应动员全社会的力量，全方位开辟筹资渠道，积极申报省级、国家文物保护单位，争取国家文物保护专项资金，成立古桥保护基金，加强宣传，吸引民资注入 ^[36] 。

(3) 合理开发利用，减少与经济社会发展的冲突。一些地区在城市发展、现代道路交通的建设、经济发展等过程中由于保护意识的缺失，对古桥及周边环境造成影响，这是必须引起重视的 ^[38] 。对于此，需要正确处理遗产保护和城市发展的关系，反对过度开发而破坏古桥，而是将有条件的古桥资源综合开发，依托景区或者集中开发古桥的旅游资源，实现其旅游教育价值等 ^[35] 。此外还可以研究或借鉴一些古桥遗产的保护模式，例如扩建原桥，在古桥破坏程度较大的情况下最大限度保留住古桥的主要构件；“开辟新桥，保护老桥”；按古桥原貌重新修缮样板，都可以解决陆路交通压力矛盾；改建原桥以满足功能要求；对于迫不得已需要拆除破坏的古桥，可以搬迁重建，恢复原貌等 ^[39-41] 。

2.2 现有的技术

目前已经实践或投入研究的桥梁遗产保护案例中，已有不少逐渐成熟的技术。采用传统材料及工艺流程进行修复或重建是较常考虑的手法，如波黑的莫斯塔尔古桥，使用同样的技术和材料尽量按照原貌恢复 ^[42,43] 。此外，在古桥勘测上，有应用TLS技术 ^[44] 、激光扫描勘测 ^[45] 、无损检测 ^[46] 和摄影测量并建模 ^[47] 的方法进行健康监测；在易损性研究中，多采用实验手法，如缩尺模型振动台试验 ^[48] 、环境振动测试 ^[49] 、超声CT测试 ^[50] 等。数年来采用数字化手段的研究也颇有进展，主要是通过有限元的数值计算提出评估 ^[51-54] 和利用BIM技术构建3D模型从而实现数字化保护 ^[55,56] 等。

桥梁遗产的保护是一个人文社科交叉的课题，也需要各方向协同，注重开发其各方面价值，实现有效保护和合理利用 ^[35] 。在工程上要聚焦桥梁的核心技术价值，对古桥深入开展基于桥梁工程学的研究，应用现代科学技术手段，进行试验研究和设计理论研究，对传统建造手法进行科学的挖掘、记录与整理 ^[57] 。对于以群体出现的古桥，要促进形成系统性，研究其共性与特性，加强综合保护。

2021年研究进展

3.1 国内研究动态

2021年度，国内主要的研究都集中在古桥上，具体可以分为从价值探究和技术策略角度进行的古桥保护研究。

鹿健 ^[58] 等对苏州地区现存古桥的历史文化和工艺特征进行了研究，苏中地区的水乡地域、盐商文化等与古桥文物建筑都有着缕缕关联，能够明显表现出兼具传统江南水乡的一般性特征和独具特色的里下河文化的双重文化特征，梳理了苏中地区古桥的水乡文化特色、盐税文化特色和宗教文化特色，分析了苏中地区古桥的几种基本破坏形式并有针对性地提出保护对策与方法，即做好古桥普查管理制度、加强法律宣传以及古桥国际化申遗，对苏中地区及我国类似区域古桥文物建筑历史文化特色、建造工艺特征、现有病害现况与保护性加固修缮具有可参考的借鉴意义。李庆峰 ^[59] 分析了枣庄古桥的现存状况，提出了加强古桥保护利用的对策。杨彩虹等 ^[60] 通过对滏阳河主河道邯郸段的古桥（闸）进行实地踏勘和走访调研，发现古桥的建筑形式、使用方式不尽相同，以此为基础进行归纳总结，理清了滏阳河主河道邯郸段古桥（闸）的分布，归纳概括了古桥的建筑特征、装饰构件特征，从建筑学的视角出发，提出找到适合它们的保护方式和展示方式。曹婷等 ^[61] 对徽州古桥进行了较为系统的调查，梳理了徽州古桥建筑遗产的类型及基本特征，从保护体系不完备、古桥年久失修、洪水灾害对古桥造成的冲击等方面分析了古桥保存面临的挑战和问题，并以此从系统梳理徽州古桥的构成、建立完善的徽州古桥保护体系、通过工程措施进行古桥的加固保护等方面提出了徽州古桥建筑遗产保护的基本途径。

图1 莲花桥 ^[58]

杜思源 ^[62] 从文化内涵、结构造型、工程技艺、雕饰艺术和借景建筑等维度，探讨浙东古桥的美学价值，以期为新时代保护古桥文化遗产提供有益的借鉴。王卫华等 ^[63] 通过阐述运河古桥的历史传说，表达了背后融合的运河文化及包含的多元内容，总结了运河古桥的历史与文化价值，呼吁人们重视古桥背后的文脉传承。孟玉等 ^[64] 梳理了汉长安城的桥梁概况，在此基础上，结合汉画等图像资料，得出汉长安城桥梁的主要形制为多跨梁柱桥，它们方便都城的交通运输，配合都城的规划和建设，丰富都城的景观和文化。Hartmann等 ^[65] 深入研究了卢沟桥及周边的旅游价值，这座地标性的大桥代表着一处遗产地，展示了中国在过去几个世纪里在艺术和建筑方面的成就，标志着对世界文明的杰出贡献，并探讨了其“黑暗旅游”的发展意义，是对于历史价值的另一种开辟。

杨佳楠 ^[66] 以滏阳河主河道邯郸段古桥、古闸作为研究对象，对古桥、古闸分布、石梁桥结构与石拱桥结构、石拱桥多处构件、拦河闸与偏闸的建筑组成分别进行研究，分析其分布特征、结构特征、装饰构件特征，通过建立滏阳河主河道邯郸段古桥、古闸价值评价体系，对每一处古桥、古闸进一步进行量化分析。在此基础上，提出了针对性强的宏观保护策略和微观保护策略。宏观保护策略为建立档案信息资料库、明确责任并定期检修、加强古桥闸环境保护、综合开发古桥闸资源、加强古桥闸文化宣传。微观保护策略为将古桥、古闸的保护等级划分为重点保护、一般保护、控制保护，并对每一个保护等级的操作内容进行了规定。

金乃玲等 ^[67] 从建造材质、建造形式、构造形式上分析了徽州古桥的特征，根据此分类了古桥受损的外在自然、人为因素，以及内在因素如桥的材质、加固技术和搭接方式简单粗暴、结构形式简单而抗性不足等，在给出的保护建议中特别提出了对于古桥本体及其周边环境的保护措施，给国内古桥的保护建立了更具体细致的方向。

王涛 ^[68] 等基于实地调研，梳理了江南水乡古桥文化景观的基本特征，并从空间分布、形态、构成及文化传承4个方面挖掘其核心特色与价值，解释了绍兴安昌古镇的古桥文化景观空间，“拱、梁、亭”各具特色，桥饰、桥联、雕塑形式多样，通过问卷调查总结了游客视角下的古桥文化景观空间认知与评价，为其保护利用和旅游价值的开发提供了基础。

图2 广济桥现存风貌 ^[68]

曹永康 ^[69] 分析了上海古桥的历史价值、艺术文化价值，指出古桥修缮是一个专门领域，需要重新学习、了解古桥的营造历史、技术和保护方法，还要学修缮工艺，对围堰打桩、石活砌筑、砂浆配比等都要有所了解；学习运用新的修缮技术、方法和材料，以便在满足安全性的同时，尽量不要大拆大建，做到对古桥的最小干预，对古桥的修缮具有指导意义。

钱艺 ^[70] 以苏州古桥的空间延伸方式为出发点，探索了有限空间中的无限延伸，通过建造者对空间的把握形式，给出了其他古桥改造的借鉴方法，并指出不应孤立地把古桥个体、传统装饰纹样等作为传统建筑及民族文化的代表，单纯地复刻、推广具有一定局限性。

图3 风雨桥改造设计成果[70]

马明迪 ^[71] 研究了乡村古桥泰安明石桥的现状，从交通功能、历史文化背景与交通路网空间布局的角度指出了其现代交通意义，并提出创建城镇居民互动模式、建立内部公交系统、注重明石桥价值保护的建议，乡村古桥的保护修缮开发措施不同对古桥本身及周边环境会产生较大影响，其建议具有一定参考价值。

唐曼玉 ^[72] 利用三维软件建模并在Unity软件中进行场景搭建，实现了黄山屯溪老大桥数字VR的场景，通过数字动画对徽州古桥进行艺术形象的VR表达，再现古桥的视觉空间。经由沉浸式体验的情境形式重塑了观众的感知方式，使个体情感与承载古桥文化与精神的虚拟空间相连，在数字影像中感知徽州古桥的文化魅力，重构个体的文化记忆，进而提升观者的情感认同，古桥形象也在信息传播的过程中获得建构。

图4 老大桥VR呈现 ^[72]

孙明等 ^[73] 以湖南省永州市上甘棠村寿隆桥为研究对象，基于有限元软件ANSYS平台，建立了寿隆桥的三维有限元模型，进行数值模拟定量分析，研究其承载能力和抗冲刷能力是否符合要求，并提出了具有针对性的加固保护方案。

(a) 冲刷模拟(b)承载力模拟

图5 寿隆桥数值模型 ^[73]

山岚等 ^[74] 以渭源县灞陵桥为例，基于三维激光扫描技术对古桥进行点云数据的采集与处理，并依托点云数据和三维建模对该古桥的数字化保护进行了应用与探讨，展现了三维激光扫描技术在古桥保护上的优势。

图6 渭源灞陵桥点云数据大范围去噪示例图 ^[74]

程忠平 ^[75] 利用 BIM 技术，结合镇海桥修缮项目中实际存在的难点问题，构建三维可视化的虚拟模型，辅助记录古文物并进行三维数字修缮，辅助老石料建模、传统工艺砌筑、协同碰撞检查等，项目中历史遗迹的数字保存、石块构件的砌筑、“禁止取鱼”字迹石块构件拼接、砌筑石块预排布等难点问题得到很好的解决，在一定程度还原了古桥原始面貌，提高了古桥修缮质量，并指出BIM技术对于提高文物建筑保护的科学技术水平，促进文物建筑保护的信息化，具有巨大的应用价值和广阔应用前景。

图7 桥墩石块拼装图拱券石排布方案-模型 ^[75]

Liu等 ^[76] 对福建省晋江流域的顺济桥进行了研究，以探讨遥感技术在多尺度上监测不可移动文物的能力。在宏观尺度上，在谷歌地球引擎（GEE）平台上处理晋江流域的中等空间分辨率图像，提取土地覆盖和植被覆盖等环境因素。在微观角度上，使用谷歌地球时间序列图像提取属性信息，可反映顺济大桥在破坏之前、期间和之后的时空变化。通过这些技术研究对顺济桥进行定量评估，以评估不同因素对不可移动文物的影响程度，也为桥梁遗产的保护提供建议。

西南交大桥梁文化遗产规划与保护研究团队2021年度主要完成的研究包括：（1）邓苗苗，张仲宁，毛绿庆，林如贞，尹思懿，邓捷超、丛龙宇，张方通过文献调研和实地考察，建设了四川省古桥资源库，并通过微信公众号和网站为古桥爱好者宣传和交流，https://bridge.swjtu.top/，古桥文献检索被《中国古代桥梁史典》丛书收录，形成四川卷单行出版，见图8，并且对古桥建设材料糯米灰浆开展了土质对材料性能的影响研究，为今后古桥的加固修葺奠定了基础，见图9。

图8 蜀桥纪事网站

图9 土质对糯米灰浆性能的影响研究

（2）李浩洋，张豫璇，叶镓豪，许文静，曹译文，杨倩，丛龙宇，张方以上里古镇二仙桥为案例开展了数字化修复的研究，见图10。

图10 上里古镇二仙桥的数字化修复

3.2 国外研究动态

2021年国外针对桥梁遗产的研究，偏重于对历史桥梁的评估、加固、修复方面，并且在不断探索新材料、新技术的应用。

在桥梁遗产评估与保护方面，Ademovi′ ^[77] 研究了波黑萨拉热窝第一座单拱桥卡雷瓦库普里亚（皇帝桥）的结构评估与加固，该桥被列入国家古迹名录，遵循了国际古迹遗址理事会关于建筑遗产分析、保护和结构恢复的建议。通过桥梁的现状评估，确定桥梁的剩余使用寿命、所需的处理类型和水平，以及采用维修和翻新的合适时间。对该桥进行了目视检查、无损检测和轻微破坏性试验，确定了内部材料的机械特性和结构的状态。所采用的方法和获得的结果为数值模型计算和修复设计的创建奠定了基础。González等 ^[78] 描述了在既有桥梁评估修复关键方面取得的一些经验，基于经验并根据对现有桥梁检测到的风险，提出解决方法，并制定鉴定桥梁的指标，帮助管理部门组织管理所负责的桥梁遗产。

Sato ^[79] 对Kintaikyo桥的价值体系进行概述，并通过1/129比例的水工模型试验，首次阐明其桥墩的河流工程特性，指出Kintaikyo的稳定性对其附近河滩的未来保护非常重要，尤其是桥墩的形状将在中长期内发挥重要作用。Rogulj等 ^[80] 对桥梁修复进行了分析，以确定SDC地区历史步行桥的优先等级。作者定义了一套标准来评估选取的九座桥梁。采用层次分析法（AHP）对标准进行比较，根据每个标准对桥梁进行证据推理评估，然后采用TOPSIS综合排序法对恢复规划中的桥梁进行优先级排序。在此基础上，提出了决策概念模型，对历史步行桥修复规划的决策具有一定的实用性和支持性。

Das等 ^[81] 分析了印度加尔各答五座遗产桥梁的的规划、设计和施工，它们在第一次世界大战后重建并仍在运营，却不能适应新兴的城市交通条件，在定性分析之外，作者也提出了针对这些桥梁的结构健康监测方法建议，如使用回弹锤和超声波脉冲速度技术进行材料强度检测、使用深度计或更先进的技术进行钢筋扫描、进行结构荷载试验以确认结构的弯曲强度和弹性、通过基于模态的结构健康监测方法检测结构损伤及其位置，并评估其严重程度。Wilkie等 ^[82] 对苏格兰20世纪早期混凝土桥梁的设计和耐久性历史测试数据进行了审查，包括混凝土的评估、恶化风险的评估（通过钢筋保护层、碳化深度、氯化物含量、半细胞电位等的审查）旨在深入了解苏格兰以前的钢筋混凝土桥梁设计，将其设计与当前的工程规范进行比较，指出虽然许多桥梁存在耐久性相关问题的风险，但它们建造的年份与风险水平之间相关性不大。历史混凝土结构退化的风险取决于混凝土的初始质量，加固覆盖深度和环境暴露条件。在许多情况下，为了保护这些独特的建筑遗产，可能需要制定保护策略，包括再碱化、氯化物提取和电化学保护。

Shields ^[83] 在对时间基础设施的分析中，以1915年Gendron大桥的翻修韦克菲尔德大桥为例，表明它不仅仅是一座复制品，而因为它现在的功能和需求与原作不同，不仅具有物质属性，还具有社会和经济属性，通过桥梁的历史形式重申社会的持久存在，既纪念现在，也代表过去，引发对于遗产在时间和空间维度上的思考，重申了其历史与现在价值。

图11 Wakefield Covered Bridge ^[83]

在桥梁修复、加固方面，Yu等 ^[84] 对一座退役钢筋混凝土桥梁的边缘梁段进行了结构试验和三点弯曲试验，以研究其锚固能力，给出并讨论了具有不同腐蚀程度、铸造位置和视觉损伤的九根梁的校准粘结滑移关系，更深入了解了解腐蚀对钢筋和周围混凝土之间粘结的影响，从而提供评估受腐蚀桥梁结构性能的可靠方法。

Bertola等 ^[85] 对UHPFRC在瑞士桥梁的应用进行了综述，包括五个现有结构加固和五个新设计，UHPFRC的抗压和抗拉强度是普通混凝土的3-5倍，由于其应变硬化行为和密实的内部结构，制成的结构能够防水阻裂，保证了耐久性，由于其特殊的机械性能，UHPFRC使新结构具有独特的美学设计，并缩短了施工时间。他们指出用UHPFRC进行结构加固可以在低成本下带来较高的效益，也有助于保护遗产桥梁。

MIELCZAREK等 ^[86] 以CIGACICE的公路桥为例，研究了历史桥梁修复中的技术问题，由于蒙巴特大桥的结构保存完好，在翻修期间无需更换构件、引入结构变化或进行重大视觉变化，在修复过程中恢复了原有的颜色，并通过加固和补充保护了原有的结构元素，为类似桥梁的修复提供参考。

图12 Cigacice桥东南部视图 ^[86]

值得注意的是本年度国外研究中对于已有技术的创新发展和新技术的应用。Mohammadi等 ^[87] 对现有澳大利亚传统桥梁开发的无人机摄影测量和TLS技术两个数字点云进行基于数字孪生的评估，比较点云的点分布、异常噪声水平、数据完整性、表面偏差和几何精度，旨在提供一个全面的方法和彻底的桥梁案例研究，结果证明了该方法在此类海量点云数据质量评估中的能力，对桥梁遗产的评估具有适用性。作者指出，根据目前的研究，未来应侧重于评估桥梁检查的测量方面，如数据采集收集、测量计划和后处理程序，这些都可能影响定性点云的生成，值得进一步研究。Batar等 ^[88] 研究了最近修复的Ayval?kemer（Sillyon）砌石拱桥在可能荷载下的行为，用地面激光扫描（TLS）高精度确定桥梁几何结构，简化了获得的点云数据并创建了基于CAD的三维结构实体模型，用CDP材料模型描述均质结构的非弹性行为，该分析高精度且可靠地呈现了一座历史桥梁的结构行为。因此通过TLS技术获得的点云将对历史桥梁的建模和分析研究起重要作用。

图13 地面激光扫描获得的点云(上下游方向)

图14 Ayval?kemer（Sillyon）砌石拱桥有限元透视图 ^[88]

Civera等 ^[89] 对遗产维护提出了可行、高效和稳健的快速松弛向量拟合（FRVF）方法，用于砌体桥梁结构基于振动的系统识别（SI），并在一座多跨悬臂式桥梁上对该方法进行了初步验证。结果与其他成熟的SI技术（如特征系统实现算法（ERA））的估计值吻合良好，并可用于损伤评估（具有基于模态的异常检测的所有标准优势和局限性）。还提出了FRVF的稳定图和频率阻尼图。FRVF技术对测量噪声和非线性失真不太敏感，同时速度更快，计算要求更低，其众多优势可用于评估具有高度文化和建筑相关性的砌体结构的损坏，在类似结构的遗产桥梁中有很好的应用前景。Marra等 ^[90] 讨论了历史桥梁的保护模式，通过创建阿泰诺河大桥的数字副本来实施侧重于水道砌石拱桥的分析，发掘历史桥梁参数模型（HBrIM）的潜力；通过数字测量和HBrIM参数化建模，提出了文物数字保护的建议，强调了HBrIM在起草诊断调查、结构监测计划、评估结构性能和数值分析上的适用性。Pepe等 ^[91] 使用基于运动结构（SfM）-多视图立体（MVS）方法的算法，通过UAS（无人机系统）中提供的摄像机生成的图像来完成摄影测量建模，并使用Rhinoceros软件中的几个插件和其他工具，获得桥梁各个元素的3D模型，实现了对建于19世纪中叶、位于意大利南部的特殊历史砖石桥梁的案例研究，表明该方法对文化遗产结构的规划、管理和维护操作有显著作用，此外，三维中单个元素的建模不仅为桥梁的三维表示提供了一种更有效的方法，而且也是后续在有限元法软件中实现提供助力。

图15 塔沃莱桥概况

图16 将点云导入BIM开发桥梁的参数化模型

图17 BIM环境中退化现象的建模

图18 Diavolo桥的二维砖石结构[90]

?zmen等 ^[92] 以位于土耳其埃尔加尼的卡伦德砖石拱桥为例，比较近断层地震动和远断层地震动对不同地震作用下砌体拱桥地震反应的影响，利用ANSYS有限元软件，采用宏观建模方法，建立了该桥的三维有限元模型，通过时程分析评估了桥梁的地震反应。研究表明，远断层地震动与近断层地震动重要性相当，它可以一起用于进一步评估此类历史砌石桥梁。

结论与展望

根据往年国内外研究动态，可以看出国内国外在桥梁遗产规划与保护上研究的差异性，这与文化的差异性是相关的。国外偏向于研究历史桥梁本体的材料、结构性能并致力于做出具体措施修缮保护，于是不乏广泛应用于此的各项技术。作为文明大国，我国对于历史古桥的探索，多有艺术层面的价值鉴赏、工艺分析，在保护层面，偏重于泛谈从人文角度出发进行保护，但随着近年来信息科技的发展，将领先技术应用于古桥研究和保护的案例愈发增多，这表明古桥保护在从现有人文社会层面的成果基础上向科技创新发展，更意味着我国桥梁遗产规划和保护的各个领域在逐渐完善。

有必要的是，在区域性研究基础上，在整个国家范围内形成完整的古桥保护体系，这将包括建立完整的信息数据库，具体到细则的规定，各学科和社会各界更深入、系统性的研究。这有助于我国的桥梁遗产在文化遗产中形成特征鲜明的门类，从而促进传承与保护。

新材料、新技术和智能运维的应用将是未来的发展趋势。近年来，以高性能混凝土为代表的兼具功能与智能的材料在土木工程领域得到了广泛的应用，它们与新的建筑理念相互促进，作为现有或曾经的基础设施，古桥的修缮也将运用到新材料。随着数字技术的发展及应用，智能建造与运维养模式应运而生，古桥的保护也将融入智能潮流，从而获得更高效创新的发展。

作者简介

张方，男，工学博士，硕士生导师。研究方向为既有桥梁结构的评估、诊断与加固理论、桥梁文化遗产规划和保护以及大跨度桥梁的施工监控和健康监测理论与工程实践。完成科研项目40余项，发表论文30余篇；获省部级二等以上科技进步奖2项；参编教材3本。中国钢结构协会钢结构焊接分会第六届理事会专家组专家、西南交通大学首届教学设计师、西南交通大学土木学院教书育人奖获得者。

电子邮箱：ff.zhang@163.com；fangzhang@swjtu.edu.cn

张开权 ，男，硕士研究生。研究方向为桥梁检测、评估与加固。

电子邮箱：4699259@qq.com

邓捷超 ，男，硕士研究生。研究方向为桥梁检测、评估与加固。

电子邮箱：380561784@qq.com

杨倩，女，硕士研究生。研究方向为桥梁检测、评估与加固，桥梁智能健康监测。

电子邮箱：fujingdenvren@163.com

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桥梁

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只看楼主我来说两句

时光隧道1 沙发

已收藏！！受益匪浅！！！

2022-06-28 13:18:28
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吼哈吼哈板凳

谢谢分享

2022-06-27 11:13:27
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