王海濱
近日,有意大利研究團(tuán)隊欲破解比薩斜塔不倒之謎,他們提出,斜塔之所以經(jīng)歷至少4次強烈地震但仍屹立不倒,是因為斜塔結(jié)構(gòu)和塔下松軟土壤配合,改變了地震時的共振頻率。其實像比薩斜塔這樣的“塔堅強”并不是意大利獨有,我們國家也有一座。
1000多年前,我國工匠耗時140年,用10萬塊木構(gòu)件,像搭積木一樣,建了一座相當(dāng)于20層樓高的木塔。這就是位于山西省朔州市應(yīng)縣的佛宮寺釋迦塔,俗稱應(yīng)縣木塔。
山西省社科院旅游中心原主任楊曉國研究員說:“應(yīng)縣木塔不用一顆鐵釘,3000噸木構(gòu)件,互相咬合構(gòu)成塔身,千年間歷經(jīng)地震雷劈、槍擊炮轟,卻至今屹立不倒,這其中確實有諸多未解之謎?!?/p>
神奇木塔歷經(jīng)磨難屹立不倒
元大德九年四月,距離木塔80公里的大同發(fā)生6.5級強烈地震;元順帝時,應(yīng)州大地震,塔旁舍宇皆倒塌,唯木塔屹然不動;350年前明朝時,山西靈丘一帶曾發(fā)生9級強震,房屋倒坍,而120公里之外的木塔絲毫無損;近代,邢臺、唐山、大同一帶的幾次大地震,均波及應(yīng)縣,木塔曾大幅度擺動,風(fēng)鈴全部震響,但強震過后仍巍然屹立。
除天災(zāi)外,應(yīng)縣木塔還屢受戰(zhàn)禍侵?jǐn)_。據(jù)《應(yīng)縣木塔史話》記載,1926年,馮玉祥的軍隊與閻錫山的軍隊在此大戰(zhàn)。此次戰(zhàn)爭中,木塔共中彈200余發(fā),大受創(chuàng)傷。1948年解放應(yīng)縣時,守城的國民黨軍隊以木塔為制高點設(shè)立了機槍陣地,木塔被12發(fā)炮彈擊中。奇怪的是,顆顆炮彈都穿塔而過,未在塔中爆炸。
據(jù)說,應(yīng)縣還曾在塔內(nèi)召開“萬人大會”,每層都安裝了喇叭,坐滿了人。可以想象,這座木塔要承受多大的重量。
雖然遭遇地震、戰(zhàn)火、大承重,木塔卻至今安然無恙。
扛住地震全靠結(jié)構(gòu)巧妙?
據(jù)楊曉國介紹,木塔的塔基由石料砌成,僅深入地下部分就達(dá)2米,總厚度更是超過6.4米,相當(dāng)于3~4個人的身高。塔基的地上部分分為上下兩層,上層為八邊形、下層為正方形,四面再各伸出月臺,形成一個穩(wěn)定的大十字結(jié)構(gòu),塔基表面預(yù)留若干柱礎(chǔ),用于承接木柱。
32根木柱分為3圈,被放置在柱礎(chǔ)之上,形成了一張八角形的柱網(wǎng),柱子最高可達(dá)9米。柱與柱之間再通過“枋”“梁”橫向互連,從建筑正上方俯視,它們共同構(gòu)成了一個“筒體”,大大提高了建筑的穩(wěn)定性。除此之外,柱網(wǎng)外圍還砌以2米厚的土墻,土墻將木柱緊緊包裹,使之更加堅固。
應(yīng)縣木塔共使用斗栱54種、480朵,為中國現(xiàn)存古建筑之最。斗栱由多個小型木塊鋪疊而成,可以承上啟下,連接各層柱、梁、枋,也可以懸挑屋檐。當(dāng)大風(fēng)、地震來臨時,斗栱就像一個可松可緊的彈簧,可以吸收動能,保護(hù)主體結(jié)構(gòu)不受侵害。
此外,應(yīng)縣木塔的每一層都有由支撐木構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)被屋檐遮擋,從外部無法看出,形成暗層。4個暗層猶如4道金箍,可以有效約束塔身,防止位移變形?;蛟S正是因為這樣的結(jié)構(gòu)才使得應(yīng)縣木塔扛住了地震的巨大沖擊。
不遭蟲蛀全憑麻燕守護(hù)?
木建結(jié)構(gòu)都怕蟲蛀,為什么應(yīng)縣木塔佇立千年之久卻沒有蟲蛀呢?
有許多游客去應(yīng)縣木塔可以看到一個景觀:每年清明前后以及立秋之后的幾天,木塔周圍都會有成群的麻燕環(huán)繞飛翔。
當(dāng)?shù)厝擞H切地稱這些麻燕為木塔的守護(hù)神。原來應(yīng)縣木塔的木材中會生一種蟲,剛好這種蟲是麻燕的最愛。麻燕是一種比燕子稍微大一些的候鳥,清明前后來北方,立秋之后再飛回南方。
但是有人指出,這一解釋并不完美,在木塔底部和內(nèi)部這些麻燕不能企及的地方,為啥也沒有蟲蛀發(fā)生呢?山西省古建筑保護(hù)研究所所長任毅敏說,木塔所用木材主要是油松,本身不易被蟲蛀,另外這可能也與當(dāng)?shù)馗稍锏臍夂虿焕谏x子有關(guān)。
躲過雷擊因有避雷裝置?
中國古代所建木塔數(shù)以千計,然而卻鮮有保存至今的,多數(shù)木塔毀于火災(zāi),而雷擊是引起火災(zāi)的一個重要原因。