鐵橋 (什羅普郡)

鐵橋（The Iron Bridge）位於英格蘭什羅普郡，為橫跨塞文河的鑄鐵拱橋。其開通於1781年，是世界上第一座使用鑄鐵建造的大型橋梁。此橋成功建設，激勵後來者紛紛將鑄鐵運用於結構建造，今日則作為工業革命的象徵備受尊崇。

鐵橋谷因末次冰期的冰川活動而形成深谷，其地理條件使得谷中蘊藏煤、鐵、石灰岩、耐火黏土等工業原料，且埋藏臨近地表，易於開採，然而亦因此地理條件，在這一位置建造橋梁橫跨河流並不容易。河兩岸構造不穩定，又需保持河中航道通暢，為處理這些問題，工程師提案建造單跨鐵橋。起初對用鐵建造橋梁並無把握，但此後興建仍然開始，工程持續兩年，負責鐵質構件。所建橋梁橫越鐵橋谷，主跨達100ft，為下方通過的船隻留出充足淨空。

1934年，鐵橋列入在冊古蹟，不再向機動車輛開放。行人過橋則一直收費至1950年，此後鐵橋轉歸公有。鐵橋自落成以來多數時候均疏於養護，然而自20世紀後半葉起，大規模修復工作得以開展，橋梁因而獲得保護。鐵橋及其臨近的鐵橋鎮乃至整片鐵橋谷於1986年以「鐵橋谷」（Ironbridge Gorge）為名入選世界文化遺產。

## 歷史

### 背景

末次冰期時，鐵橋谷因泛濫形成，亦因此，諸多實用礦床，如煤、鐵、耐火黏土、石灰岩等向外暴露，臨近地表，易於開採。當地又憑塞文河為運輸手段，在工業革命勃興時成為一處重鎮。

於1709年率先運用附近科爾布魯克戴爾所生產焦炭熔煉當地開採的鐵礦，此後數十年間，什羅普郡依靠本地礦脈采出的廉價燃料，成為工業中心。當時塞文河既為貿易要道，在今日所稱鐵橋谷的深谷一帶卻亦阻隔交通，在工業繁榮的布羅斯利及兩座教區之間尤甚，最近一座橋梁位於，距兩地2miles之遠。建造鐵橋的規劃因而萌生，用以連接工業城鎮布羅斯利及較小的礦業城鎮梅德利、科爾布魯克戴爾的工業中心等地。河道船舶往來，河谷兩側坡度陡峭，由於這兩項原因，但凡在此建橋，則以單跨橋梁合適，且高度應當足以容許高桅船舶在下通過。河岸陡峭不穩定，為橋梁建造帶來問題，河流兩對岸的道路也並無集結交匯處。

鐵橋在同類橋梁中首先建成，但並非首獲構思，也不是各種鐵製橋梁中最早一座。1755年在里昂曾有鐵橋部分建成，然而因成本問題半途而廢；在英國約克郡，1769年亦有一座熟鐵步道橋落成，其跨度22.2米，下為裝飾用水路。

### 動議建造

1773年，建築師托馬斯·法諾爾斯·普里查德致信「鐵痴」朋友，當地製鐵業主、布羅斯利人約翰·威爾金森，建議修造鑄鐵打造的橋梁。普里查德的專長本為設計壁爐台和其他室內裝潢物件，也擅長設計墓碑，但他此前也曾設計一些木橋石橋。

1773末至1774年初的冬季，當地報紙公報倡議，向議會請願准許建造單跨120ft的鐵橋。1775年，認捐籌集到3000至4000英鎊（相當於2016年的UK-GDP至UK-GDP英鎊）款項，指派亞伯拉罕·達比一世之孫、科爾布魯克戴爾工作的製鐵業主亞伯拉罕·達比三世總管工程財務。

1776年3月，《1776年塞文河本索爾橋法案》（Benthall Bridge, Severn Act 1776，16 Geo. 3. c. 17）獲得御准，遂授權建造橋梁。這一法案的起草人為信託董事會幹事托馬斯·阿登布魯克（Thomas Addenbrooke），以及倫敦一名出庭律師約翰·哈里斯（John Harries），之後經什羅普郡議員查爾斯·鮑德溫（Charles Baldwyn）遞交國會下院。亞伯拉罕·達比三世得到委任鑄鐵建橋。5月，董事會撤回對達比的委任，轉而公開徵集用「石、磚或木材」建造單跨拱橋的方案。其後制定的提案都不如人意，董事會遂同意繼續推進普里查德的設計，然而使用鐵材一事仍有重重疑慮，開銷及工期等也提出限制條件。1777年7月橋梁跨度縮減到90ft，隨即回升到100ft，可能是出於適應纖道的考量。

## 建造

作於1779年。這是已知唯一一幅建造期間所作畫作建橋選址在梅德利和本索爾 (什羅普郡)兩地間一處曾運營渡船的處所，之所以選擇此地，則是因為其兩側通路高聳、地面相對堅實。1776年塞文河本索爾橋法案中描畫有橋梁如何從本索爾教區撒繆爾·巴尼特（Samuel Barnett）住宅附近一處修建到對岸托馬斯·克倫普頓（Thomas Crumpton）住宅附近。普里查德於1777年12月21日卒於自家位於塞文河畔艾頓的台屋中，當時建造工程開工僅一個月，他已疾病纏身逾年。

橋梁從五條分段建造的鑄鐵肋拱起建，跨度達到100ft。工程耗費378.5LT鑄鐵，獨立構件多達將近一千七百，其中最重者達5.25LT。組件都分別鑄造，以求互相配合，而並不符合標準尺寸，不同位置的「相同」組件，其尺寸差距能多至數厘米。

所用石構件及橋台於1777至1778年間建造，肋拱則於1779年夏吊運到位，當年7月2日，橋梁初次跨過河川，兩年後於1781年元旦開放通行。

1997年，在斯德哥爾摩一處博物館發現瑞典畫家埃利亞斯·馬丁所作的水彩畫，展現了1779年正在建造中的橋梁。畫中可見一座活動木製腳手架，由船用吊架支杆組成，立於河床上，用作吊臂安置橋梁的半圓形肋拱；這些肋拱此前從下游500米處梅德利木材公司運輸到工地，則是通過小船。BBC節目《時代瞭望》為作研究，採用畫作中描繪的方法，將橋梁主體一座尺寸減半的複製品在2001年建造起來，節目於次年播出。

### 設計

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鐵橋基於木匠的設計，這種設計一般用於木結構，從五條分段鑄鐵肋拱建造，從而跨越100ft距離。橋拱之間通過連鎖圓環連結，從而成為桁架拱。建造實用鐵378.5LT，將近一千七百項獨立構件，各組件分別鑄造、相互配合，公差甚大。

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橋上結構用肋拱之間的裝飾用圓環和，在普里查德重建的一座亭中也出現相同的元素，可知設計終稿出自其人。鑄造廠工頭托馬斯·格雷戈里（Thomas Gregory）畫出部件的詳細圖樣，結果是連接處細部使用了木工法式，如燕尾榫等榫卯結構。

兩條靠外的肋拱上刻有如下字樣：「This bridge was cast at Coalbrook-Dale and erected in the year MDCCLXXIX」。

兩座輔助橋拱由類似的鑄鐵施工，在南岸覆蔽一條纖道，並起泛洪拱作用。北岸城鎮一側則有一座磚砌拱頂的石拱引導小徑穿過其下。

### 建材

鐵橋由鑄鐵建造。這種材料承壓能力極強，但在受到拉伸或彎曲力矩時表現不如鋼材或熟鐵，這是因其具有脆性、強度較低。分析鐵橋一座橋拱及撐杆的組分，得出元素組成如下：

元素｜比例

橋拱｜撐杆

碳｜2.65%｜3.25%

矽｜1.22%｜1.48%

錳｜0.46%｜1.05%

硫｜0.102%｜0.037%

磷｜0.54%｜0.54%

鑄鐵中0.1%的硫含量已達可容忍的上限，不過其中錳含量又足夠高，於是生成無害於應用的硫化錳。

是遠好於鑄鐵的結構建材，但這種材料在1800年後才能廣泛獲取；這種材料漸漸在造橋、鐵路、船舶、建築等方面獲得青睞，直到19世紀晚期貝塞麥法等新式煉鋼工藝發明為止。

### 耗資

達比此前同意耗費3250英鎊（相當於2023年的426353英鎊）預算建造橋梁，款項來自工程認捐，金主多數來自布羅斯利。實際開銷不得而知，但從同期記錄看應當高達6000英鎊（相當於2023年的787113英鎊），達比當時因其他生意而背負債務，仍應允償付超支款項。然而，當1790年代中時，鐵橋已盈利甚豐，過橋費能為股東返還百分之八的年股息。

## 此後歷史

古董橋梁收費表，今展示在收費處外牆。所收過橋費從行人的半便士到大型馬車的兩先令開通鐵橋的壯舉改變了谷中聚落的格局，橋建成後數年，周圍道路得到了修繕。橋北端發展出以鐵橋為名的鐵橋鎮。鐵橋本身更成為一處奇觀，諸位董事、當地酒店主乃至馬車運營商都向上流人士宣傳推銷此地。

亞伯拉罕·達比三世是貴格會成員，信奉人人平等，因此鐵橋的過橋費對所有人一視同仁，即使王室成員或執勤軍人亦不例外。

### 修繕

1783年，為防止北岸滑坡入河，修建了35yard長的圍牆。次年12月，發現南岸的石砌干拱出現裂痕，鄰近的橋台也顯示位移跡象。鐵橋谷十分易於滑坡，當地有超過二十次在英國地質調查局國家滑坡資料庫中留有記錄。時人懷疑山谷兩側都在向河流移位，橋拱兩端基座被迫相互靠攏，因而1784、1791、1792三年，橋梁數次修繕。

1795年2月塞文河暴發洪水，鐵橋橋體強韌，受水截面積小，因此成為河上僅存完好無損的橋梁。附近比尤德沃斯的中世紀橋梁由工程師托馬斯·特爾福德設計的鑄鐵橋梁替代，憑著更先進的設計，這一橋梁僅需一半的鐵量，而跨度卻更大，達到39米。這座比尤德沃斯橋一直留存到1906年。常有人認為鐵橋是特爾福德的手筆，實際上此人並未承擔鐵橋的建設工作。

1800年董事會委託開展修繕工作長達數年，其中包括將石砌干拱替換為木製，從而紓解主跨所受壓力。也有提案動議在兩橋台之間修建堅實支撐以保持其距離，然而研判發現以當時技術不可能做到，日後1970年的修復工作中才得以成真。1812年，勘測員查爾斯·赫頓評論道橋梁施工「很差」，他預測鐵橋不會長久，「儘管不是出於鐵藝有什麼問題」，而是因為石造部分所顯現出的裂痕。木造的橋拱在1820年12月又換成鑄鐵造，在餘下的整個19世紀中不得不屢次維修。

大約1870年，「B·貝克爵士表示它九十年來需要修修補補，因為橋拱和高處的拱券協同作用不起來。脹縮效應破壞了高處的拱券，以及橋拱之間的聯繫。一旦壞了，就用魚尾板接上。之後螺栓崩斷，或者鐵件在新地方壞掉。他建議說也沒什麼不安全的；橋梁堅固得很，要害部分的張力也適中。所需要做的不過是將高處拱券分裂的肋條接上魚尾板，在板上打橢圓形洞，螺栓不要擰得太緊。」

1902年8月24日，一段長達30ft的女兒牆塌入河中，次年7月一部分重約5Lcwt的橋板從橋上墜落。1909年，一座免過路費的橋梁開通，引起董事會注意，不過橋上車輛行人仍然絡繹往來。

### 不再通車

1923年工程諮詢公司出具報告認為橋上除漆工之外，主跨的狀態良好。又有建議認為橋上的鋪路石過重造成危險，除去這種固定載荷之後，橋梁應當僅向不超過2噸重量的載具開放，並且要限定沿行車道中線行駛。後來執行的載重限制為4噸，但1930年代的住房建設熱潮使得橋南傑克菲爾德所產瓦片需求大增，分送瓦片的司機群體堅決表態認為他們應當獲准過橋，為避免發生危險，董事會決議自1934年6月18日起停止通車。至於行人，則收費橋梁一直收取到1950年鐵橋所有權轉移到什羅普郡議會為止。所收取的過橋費僅僅略微超出收費本身所需的成本，留不出可供保育工作的預算，鐵橋自此多年未曾清潔刷漆。由於狀態堪憂，1940年至1970年間多有建議主張廢棄鐵橋另建新橋，或將其搬遷到其他地點。1956年郡政委會擬案拆毀鐵橋新建一座，但這項規劃無果而終。鐵橋谷博物館信託基金在1967年成立，定下保護鐵橋谷工業遺產的目標，得以從政委會保證撥款開展維修工作。

### 修復

什羅普郡政委會、英格蘭歷史建築委員會及方興未艾的鐵橋谷博物館信託基金三方資助下，1972年至1975年間鐵橋的地基展開修復工程，耗資147000英鎊。工程顧問桑福德、福西特、威爾頓及貝爾公司決定在河流下方布置鋼筋混凝土仰拱以抗衡兩端橋台的相向運動。這座拱由塔瑪克建築公司建造，1973年春開工，然而當年夏季洪水反常泛濫，沒過圍堰，一個夏天完工的希望就此破滅。為減輕重量，移除了南側橋台的填充物料，貫穿台下的拱則用混凝土加固。路面改用更輕量的瀝青碎石鋪設，橋台所用石料得到翻新，收費處則重修成資訊中心。1980年，橋體迎來20世紀以來第一次塗裝，完成這項工作，則是為1981年元旦舉行鐵橋通行二百周年慶祝活動獻禮。

1999年至2000年間，鐵橋上下布設腳手架以方便英格蘭遺產委員會檢測。橋梁再加塗裝，還作了一些小規模維修。2017年1月英格蘭遺產委員會宣布對鐵橋開展耗資120萬英鎊的修復工程，從當年9月開始，是該會承擔「有史以來最大的保育項目」。2018年報出的開支攀升到360萬英鎊，委員會則形容項目是「對肋架和橋拱、石構件和橋面雄心勃勃的保育工作」。這項計劃之所以提出，是在當地大量調研之後，這些調研揭示出，由於鐵製構件自最初修建以來積累的張力、數百年來地層的位移、19世紀的地震等等原因，鐵橋名垂青史的結構正受到威脅。除結構修復外，橋梁還從藍灰色恢復到原有的紅棕色，此前種種精密分析表明這正是鐵橋最初建立時的樣貌。

該項目的資金部分來自眾籌，藉此取得款項47545英鎊，同時也收到德國赫爾曼·雷姆茨馬基金會一百萬歐元的捐贈，這一基金會主要推進北德地區的文化和社會項目，本次是其第一次向英國注資。各項工作完成後，鐵橋在2018年12月6日重新開放。

### 所獲讚譽

鐵橋本身及其臨近的聚落鐵橋鎮，乃至鐵橋谷於1986年列入聯合國教科文組織世界遺產名錄。橋梁則是一級登錄建築，由特爾福德和雷金地區委員會所有。

1934年，鐵橋列入在冊古蹟，1979年，列為美國土木工程師協會認定的國際土木工程地標。

2020年，鐵橋的保育修復工作獲得，這一獎項涵蓋歐盟及歐洲經濟區各地一共三十處最傑出的文化遺產項目。

## 對橋梁設計的影響

鐵橋作為第一座以金屬建造而體量不容小覷的橋梁，「對科技及建築領域的進步影響深遠」。以這次1781年對鑄鐵的成功運用為先聲，後來許多橋梁選用這一建材，18世紀末19世紀初期，跨度可觀的鑄鐵橋拱紛紛建造起來。

- 1786年，革命作家及博學家托馬斯·潘恩建造模型演示鑄鐵在橋梁上的應用，送到巴黎的科學院和英格蘭的皇家學會廣而告之。潘恩進一步製造並豎立起「一根跨度90ft的完整肋拱，從弦線到拱心高5ft」，重達3噸。此後又建起一座五條肋拱的完整橋梁，跨度210ft，潘恩在帕丁頓一片場地建立此橋，但缺乏兩側扶壁，只作展示用，一年後即拆卸。
- 1793年至1796年，韋爾茅斯橋以235ft的跨度落成，用鑄鐵製成鑄造拱石，並以此建造而成，這些鑄造拱石則多少同石造橋梁所用的拱石相似。這一橋梁使用了上文潘恩所造橋梁的一些鐵材，此前這些材料運回了羅瑟勒姆的鑄造廠。
- 1795年，塞文河發生洪災，周遭所有橋梁無一倖免，唯獨鐵橋例外，因為其開放的結構使洪水得以穿過。當時托馬斯·特爾福德正在什羅普郡擔任公共工程鑑定員，他為比尤德沃斯另建新橋所作的設計就包含了類似鐵橋的高橋拱，不過跨度大出30ft，耗費鐵材則不到鐵橋一半。特爾福德接著設計了一系列鑄鐵橋梁，其中現存歷史最久的是克雷蓋拉希橋。
- 1799年，科爾波特橋在洪災後重建，單跨樣式，用三條鑄鐵肋拱。1799年的這一代橋梁於1818年重新塑形，增加兩條肋拱，而存續至今。

## 藝術描繪

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1750年至1830年間，逾五十名畫家、雕刻師雲集科爾布魯克戴爾一帶，見證記錄工業興起、風貌變遷。描繪鐵橋的藝術家中，威廉·威廉斯 (藝術家)著筆甚早，他於1780年10月收受達比10畿尼（UK）資金為橋作畫。麥可·安傑羅·魯克的一幅版畫漸漸嶄露頭角，其中一幅印稿由托馬斯·傑斐遜購得，陳設在他蒙蒂塞洛住宅的餐廳中。

1979年，皇家藝術研究院舉辦題為「鐵橋一觀」的展覽，慶祝鐵橋完工二百周年。

## 外部連結

- Iron Bridge & Tollhouse – Ironbridge Gorge Museums Trust（鐵橋&收費處——鐵橋谷博物館信託基金）
- 英格蘭遺產委員會官網有關鐵橋的頁面
- BBC提供的虛擬遊覽（需安裝VRML插件，遊覽時使用PgUp/PgDn移步）
- 什羅普郡鐵橋谷中滑坡現象的地質評估（報告）

## 基本資料

- bridge_name：鐵橋
- 原文名：The Iron Bridge
- 原文名：en
- 承載：行人
- 跨越：塞文河
- 地點：鐵橋谷
- 橋型：鑄鐵
- 最大跨度：100ft
- 開工日：1777年11月
- 完工日：1779年7月
- 開通日：1781年1月1日
- 通行費：自1950年起對公眾免費開放
- 座標：52.62735°N 2.48550°W
- 坐標：yes
- 指定：Scheduled monument
- designation1_offname：鐵橋（The Iron Bridge）
- designation1_date：1934年1月18日
- designation1_number：1015325
- 指定：UK Grade I
- designation2_offname：鐵橋（The Iron Bridge）
- designation2_date：1983年4月8日
- designation2_number：1038659