7天大震 中彈百發不倒 它讓中國頂尖院士束手無策
1、中國古建的奇蹟
1,000多年前,一堆不被歷史承認的匠人,聚集在一起,奉遼王之命,用10萬塊木構件,像搭積木一樣,建了一座高67.31米(20層樓高),直徑為30.27米(7個籃球場大小)的純木結構的木塔。
遭受7天大震,遭受200多發炮彈攻擊,周圍房屋全部倒塌,而這座木塔至今巋然不動,屹立千年。它就是「應縣木塔」(佛宮寺釋迦塔)。
這座塔結構之複雜、構件之繁多、用料之多,到目前為止,中國沒有一個人能夠完全搞清楚它的結構。為了方便理解,百代君就用搭積木來簡單比喻一下這座塔構造。
搭積木首先要有各種形狀的構件。當年,搭建這個木塔的構件尺寸不多,只有6種,而且,這6種在目前現代力學觀點來看,竟能完美符合受力特性。
往上支撐的構件主要是柱子,一共658根,其中主柱312跟,直徑560mm~640mm﹔輔柱346根
鋪作層枋子(就是我們現在說的斗拱)4,800個(截面尺寸約為255mmx170mm)
首先,先用柱子和闌額及普拍枋,把基礎框架搭起來;但是這樣搭起來肯定不固定,所以就用梁栿固定住柱子和闌額及普拍枋;為了能夠承受更大的重量,再把斗拱放在柱子和闌額及普拍枋交叉的地方;然後再把櫨斗和散斗加上去,最後搭建木塔就是這個樣子:
九層木塔結構,其中有四個結構層為平坐層,也稱為「暗層」,夾在各明層之間,是一個中空的雙層環狀結構。在平坐層內柱子之間和內、外角柱之間架設不同方向的斜撐,形成桁架結構(TRUSS)全塔共使用400餘攢不同類型的斗拱,平面則採取內、外兩圈8邊形立柱,內圈主柱8根,外圈主柱24根,形成內外雙層套筒式的平面結構。內柱環繞的空間是佛堂,內外柱之間的空間稱為外槽,是供朝拜禮佛活動的通道,稱為外槽。外槽外面是各層出挑的平坐,外槽內由扶梯可供上下。
說起來好像很簡單,但是要知道應縣木塔光斗拱就60多種,我們用數學方法計算一下就知道構件之間的組合會有多複雜了。
2、梁思成與應縣木塔
如果評選一個世界上最值得建築師膜拜的建築,應縣木塔絕對排的上TOP3,起碼,在梁思成的心中是這樣。
1932年,梁思成偶然間看到了一份,日本考古學家一份關於中國的考古報告,報告中提到的大同以南,大約50英里的應縣小城裡一座木塔引起了他的興趣。
因為在當時的中國建築史學裡,還沒有發現一個唐朝之前的木結構建築,這個建築可能是填補中國建築空白的關鍵線索。
自從聽說了這個木塔之後,梁思成就跟他遇到了一個一見傾心的姑娘一樣,整天寢食難安,吃飯、睡覺嘴裡全是有關這個木塔的事兒,讓他最難受的是,他連一張照片都沒有。
梁思成一定是要去應縣看一次的。但是他又擔心,這個木塔早已不在,或者成為廢墟。畢竟當時從北京到山西,路途是一個很大的難題。他還經不起白跑一趟的折騰。
終於,他想了一個主意:應縣怎麼也有照相館吧!於是他寫了封信,請照相館的主人拍攝一張,應縣木塔的照片寄給他,他來如數支付全部費用。
終於,如願以償的照片寄回來了。
既興奮又緊張的梁思成帶著林徽因,立刻起身去山西。他們先坐火車到了大同,然後又座驢車直奔應縣而去。直到晚上8點,梁思成到達應縣,他永遠忘不了當時看到場景:
鹽鹼地上一個貧窮的城鎮,城圈裡只有幾百家土房子和幾十棵樹。但它自誇擁有中國至今僅存的木塔……,這塔就像一個黑色的巨人,俯視著城市……。
梁思成半天沒有說一句話,只是在黑夜中,默默地盯著那個建築。後來,在一篇文章裡,梁思成回憶到,「今天正式去拜見佛宮寺塔,絕對的overwhelming,好到令人叫絕,喘不出一口氣來半天。這塔真是一個獨一無二的偉大作品。不見此塔,不知木構的可能性到了什麼程度。我佩服極了,佩服建造這塔的時代和那時代裡不知名的大建築師,不知名的匠人。」
不僅梁思成做了這樣的感嘆,就連同行的劉敦楨也是讚不絕口,他居然發誓說:「如果元、明代以後有如此精品,我的「劉」(姓)字倒過來寫!」
第二天,等不及的梁思成立刻登塔開始測試工作。以往測量一座古建築時,一般大致1、2天時間就可搞定。可這次測量一座孤立的木塔,梁思成和莫宗江居然用了整整6天時間,這在梁思成考察古建築的經歷是少有的。
拍照片,從裡到外、從上到下,梁思成廢寢忘食地做了極為精細的考察。梁思成專註到什麼程度呢?
有一天,梁思成爬到了塔頂,因為臂力好,他用一隻手抓著固定在頂層的屋角上的鐵鏈,一隻手全神貫注地照相,他沒有注意到黑雲已經壓了上來。忽然間一個驚雷在近處打響,梁思成猝不及防,差一點在離地60米的高空鬆開了手中緊握的冰冷的鐵鏈。
但應縣木塔卻安然無恙。因為塔頂立一鐵剎,中間有鐵軸一根,插入梁架內,這正是一枚避雷針,而四周8條鐵鏈,正是引雷的引下線。
3、中國比薩斜塔的危機
這座千年木塔目前面臨一個非常嚴重的問題——它歪了。歪到什麼程度呢?比比薩斜塔還要嚴重。
搭建木塔底部一些支撐構件受損嚴重,尤其是它成為了旅遊景點之後。
新中國成立初期,應縣曾在塔內召開「萬人大會」,每層都安裝了喇叭,坐滿了人。你可以想像一下,這座木塔要承受多大的重量。在它千年的生命中,這可能是木塔承受的最重一次壓力。
後來,應縣木塔名聲大噪,慕名而來的遊客們越來越多,登塔的遊客也越來越多。很多遊客來到應縣木塔的主要目的,就是看看這個木塔是不是真的這麼結實——每登一個台階就使勁跺一次腳。
既然歪了,那就修唄!這事兒民國政府真幹過,結果後來再也沒人敢修了。
1934年民國政府對木塔進行了一次「大維護」,拆除了各層間的泥夾牆和斜戧,換成了現在的門和窗,大大降低了各層的抗側移剛度和承載能力。這次維修影響到了木塔的整體結構,留下了不少遺憾!
但是現在的應縣木塔不修不行了,塔內存在柱身及柱頭開裂、柱腳劈裂等300餘處殘損。
應縣木塔外檐細部
應縣木塔二層平坐層內部照片
7位中國最頂尖院士,集中在一起開會,討論怎麼修這座塔,共有4個方案:
「全拆了再修」:這個到可以,但是有個問題——拆完了,沒有一個人會組合呀!
「建造一個新的結構去支撐」:相當於給木塔做一個腳手架,但是這個工程量不亞於再建一座木塔……,而且最重要的,是會極大影響木塔的整個景觀。
「把完好三到五層吊起來,修底下受損部分」。 這個方案到時可行,但是這個可能會破壞木塔的原有結構。
「小補小修,現狀加固」:在不改變木塔整體結構的前提下,糾正木塔殘損最嚴重的部位。
最後的結論是:不修,這塔還能再堅持一段時間。
直到現在,也沒有人敢接修繕,應縣木塔這個燙手山芋,因為,沒有一個人敢負這樣的責任。它實在太珍貴了。
目前能做的,就是趕緊去看看這個國寶。
當然,並不是誰都有機會去那裡。於是,不少建築愛好者通過「AssBook建築地圖」跟大家分享他們眼中的應縣木塔。
──轉自「新唐人電視台」