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日志

 
 

山西应县木塔的精巧结构  

2016-11-28 10:50:55|  分类: 中华古塔 |  标签: |举报 |字号 订阅

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中华古塔通览·山西卷

朔州·应县佛宫寺释迦

 




年代:辽清宁二年(1056);形制、特点:八角五层六檐楼阁式木塔,高67·31米;现状:1961国保

山西应县木塔的精巧结构 - 安东老王 - 福成中华
 

 
  1000多年前,一堆不被历史承认的匠人,聚集在一起,奉辽王之命,用10万块木构件,像搭积木一样,建了一座高67.31米(20层楼高),直径为30.27米(7个篮球场大小)的纯木结构的木塔。遭受7天大震,遭受200多发炮弹攻击,周围房屋全部倒塌,而这座木塔至今岿然不动,屹立千年。它就是应县木塔(佛宫寺释迦塔)
  资料来源:国保第33弹

  这座塔结构之复杂、构件之繁多、用料之多,到目前为止,中国没有1个人能够完全搞清楚它的结构。为了方便理解,百代君就用搭积木来简单比喻一下这座塔构造。 
  搭积木首先要要有各种形状的构件。当年,搭建这个木塔的构件尺寸不多,只有6种,而且,这6种在目前现代力学观点来看,竟能完美符合受力特性。 
  •   往上支撑的构件主要是柱子,一共658根,其中主柱312跟,直径560mm~640mm;辅柱346根。横着支撑的叫阑额及普拍枋(见图)一共304根;梁栿(用于连接柱子和阑额及普拍枋的构件)248根;铺作层枋子(就是我们现在说的斗拱)4800个(截面尺     寸约为255mmx170mm)。


山西应县木塔的精巧结构 - 安东老王 - 福成中华
 

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  • 栌斗(就是斗拱最下部,见图)424
山西应县木塔的精巧结构 - 安东老王 - 福成中华
 散斗(其他重要部件))大约9000个。

  •  
  首先,先用柱子和阑额及普拍枋把基础框架搭起来;但是这样搭起来肯定不固定,所以就用梁栿固定住柱子和阑额及普拍枋;为了能够承受更大的重量,再把斗拱放在柱子和阑额及普拍枋交叉的地方;然后再把栌斗和散斗加上去,最后搭建木塔就是这个样子:
 
山西应县木塔的精巧结构 - 安东老王 - 福成中华
 


   九层木塔结构,其中有四个结构层为平坐层,也称为“暗层”,夹在各明层之间,是一个中空的双层环状结构。在平坐层内柱子之间和内、外角柱之间架设不同方向的斜撑,形成桁架结构(TRUSS)全塔共使用400余攒不同类型的斗拱,平面则采取内、外两圈八边形立柱,内圈主柱8根,外圈主柱24根,形成内外双层套筒式的平面结构。内柱环绕的空间是佛堂,内外柱之间的空间称为外槽,是供朝拜礼佛活动的通道,称为外槽。外槽外面是各层出挑的平坐,外槽内由扶梯可供上下。 
  说起来好像很简单,但是要知道应县木塔光斗拱就60多种,我们用数学方法计算一下就知道构件之间的组合会有多复杂了。
 


  如果评选一个世界上最值得建筑师膜拜的建筑,应县木塔绝对排的上TOP3,起码,在梁思成的心中是这样。 
  1932年,梁思成偶然间看到了一份日本考古学家一份关于中国的考古报告,报告中提到的大同以南大约50英里的应县小城里一座木塔引起了他的兴趣。 
  因为在当时的中国建筑史学里,还没有发现一个唐朝之前的木结构建筑,这个建筑可能是填补中国建筑空白的关键线索。 
  自从听说了这个木塔之后,梁思成就跟他遇到了一个一见倾心的姑娘一样,整天寝食难安,吃饭、睡觉嘴里全是有关这个木塔的事儿,让他最难受的是,他连一张照片都没有。 
  梁思成一定是要去应县看一次的。但是他又担心,这个木塔早已不在,或者成为废墟。毕竟当时从北京到山西,路途是一个很大的难题。他还经不起白跑一趟的折腾。 
  终于,他想了一个主意:应县怎么也有照相馆吧,于是他写了封信请照相馆的主人拍摄一张应县木塔的照片寄给他,他来如数支付全部费用。 
  终于,如愿以偿的照片寄回来了。


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  既兴奋又紧张的梁思成带着林徽因立刻起身去山西。他们先坐火车到了大同,然后又座驴车直奔应县而去。直到晚上8点,梁思成到达应县,他永远忘不了当时看到场景: 
  盐碱地上一个贫穷的城镇,城圈里只有几百家土房子和几十棵树。但它自夸拥有中国至今仅存的木塔……这塔就像一个黑色的巨人,俯视着城市……
 
  梁思成半天没有说一句话,只是在黑夜中,默默地盯着那个建筑。后来,在一篇文章里,梁思成回忆到'今天正式去拜见佛宫寺塔,绝对的overwhelming,好到令人叫绝,喘不出一口气来半天。这塔真是一个独一无二的伟大作品。不见此塔,不知木构的可能性到了什么程度。我佩服极了,佩服建造这塔的时代和那时代里不知名的大建筑师,不知名的匠人。'
 
  不仅梁思成做了这样的感叹,就连同行的刘敦桢也是赞不绝口,他居然发誓说:“如果元、明代以后有如此精品,我的“刘”(姓)字倒过来写!”
   第二天,等不及的梁思成立刻登塔开始测试工作。以往测量一座古建筑时,一般大致一两天时间就可搞定。可这次测量一座孤立的木塔,梁思成和莫宗江居然用了整整6天时间,这在梁思成考察古建筑的经历是少有的。

 
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  拍照片,从里到外、从上到下,梁思成废寝忘食地做了极为精细的考察。梁思成专注到什么程度呢? 
  有一天,梁思成爬到了塔顶,因为臂力好,他用一只手抓着固定在顶层的屋角上的铁链,一只手全神贯注地照相,他没有注意到黑云已经压了上来。忽然间一个惊雷在近处打响,梁思成猝不及防,差一点在离地60米的高空松开了手中紧握的冰冷的铁链。

 
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  但应县木塔却安然无恙。因为塔顶立一铁刹,中间有铁轴一根,插入梁架内,这正是一枚避雷针,而四周八条铁链,正是引雷的引下线。
 

 
  这座千年木塔目前面临一个非常严重的问题——它歪了。歪到什么程度呢?比比萨斜塔还要严重。


山西应县木塔的精巧结构 - 安东老王 - 福成中华

 
山西应县木塔的精巧结构 - 安东老王 - 福成中华


  搭建木塔底部一些支撑构件受损严重,尤其是它成为了旅游景点之后。 
  新中国成立初期,应县曾在塔内召开“万人大会”,每层都安装了喇叭,坐满了人。你可以想象一下,这座木塔要承受多大的重量。在它千年的生命中,这可能是木塔承受的最重一次压力。 
  后来,应县木塔名声大噪,慕名而来的游客们越来越多,登塔的游客也越来越多。很多游客来到应县木塔的主要目的就是看看这个木塔是不是真的这么结实——每登一个台阶就使劲跺一次脚。 
  既然歪了,那就修呗。这事儿民国政府真干过,结果后来再也没人敢修了。 
  1934年民国政府对木塔进行了一次“大维护”,拆除了各层间的泥夹墙和斜戗,换成了现在的门和窗,大大降低了各层的抗侧移刚度和承载能力。这次维修影响到了木塔的整体结构,留下了不少遗憾。 
  但是现在的应县木塔不修不行了,塔内存在柱身及柱头开裂、柱脚劈裂等300余处残损。

 
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  7位中国最顶尖院士集中在一起开会,讨论怎么修这座塔,共有4个方案: 
  •   “全拆了再修”:这个到可以,但是有个问题——拆完了没有一个人会组合呀!
  •   “建造一个新的结构去支撑”:相当于给木塔做一个脚手架,但是这个工程量不亚于再建一座木塔……而且最重要的,是会极大影响木塔的整个景观。
  •   “把完好三到五层吊起来,修底下受损部分”。 这个方案到时可行,但是这个可能会破坏木塔的原有结构。
  •   “小补小修,现状加固”:在不改变木塔整体结构的前提下,纠正木塔残损最严重的部位。 
  最后的结论是:不修,这塔还能再坚持一段时间 
  直到现在,也没有人敢接修缮应县木塔这个烫手山芋,因为,没有一个人敢负这样的责任。它实在太珍贵了。 





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