最近,一個意大利研究團(tuán)隊想要解決斜塔的謎團(tuán),他們提出斜塔經(jīng)歷了至少四次強(qiáng)烈的地震,但仍然站著,因為斜塔結(jié)構(gòu)和軟土的配合改變了地震的共振頻率。事實(shí)上,像斜塔這樣的強(qiáng)塔并不是意大利獨(dú)有的,我國也有一座。
1000多年前,中國工匠花了140年時間建造了一座相當(dāng)于20層樓高的木塔,就像積木一樣。這是山西省朔州市應(yīng)縣佛寺釋迦牟尼塔,俗稱應(yīng)縣木塔。
山西省社會科學(xué)院旅游中心前主任楊曉國說:應(yīng)縣木塔不需要釘子,3000噸木構(gòu)件,相互咬合形成塔體。幾千年來,經(jīng)過地震雷擊和槍擊,它仍然屹立不倒。確實(shí)有很多未解之謎。
神奇木塔歷經(jīng)磨難屹立不倒
元大德9年4月,距木塔80公里的大同發(fā)生6.5級強(qiáng)烈地震;元順帝時,應(yīng)州大地震,塔旁的房屋倒塌,但木塔靜止不動;350年前明朝,山西靈丘發(fā)生9級強(qiáng)震,房屋倒塌,120公里外的木塔無損;近代,邢臺、唐山、大同地區(qū)的幾次大地震都影響了應(yīng)縣。木塔大幅擺動,風(fēng)鈴全部起,但強(qiáng)震過后依然屹立不倒。
除了自然災(zāi)害,應(yīng)縣的木塔也多次受到戰(zhàn)爭災(zāi)害的干擾。根據(jù)應(yīng)縣木塔的歷史記載,1926年,馮玉祥的軍隊與閻錫山的軍隊進(jìn)行了戰(zhàn)爭。在這場戰(zhàn)爭中,木塔有200多枚中彈,造成了巨大的創(chuàng)傷。1948年解放應(yīng)縣時,守城國民黨軍隊以木塔為制高點(diǎn)設(shè)立了機(jī)槍陣地,木塔被12枚炮彈擊中。奇怪的是,所有的炮彈都穿過塔,沒有在塔里爆炸。
據(jù)說應(yīng)縣還在塔內(nèi)召開了萬人大會,每層都安裝了喇叭,擠滿了人??上攵?,這座木塔重量。
木塔雖然遭遇地震、戰(zhàn)火、大承重,但至今安然無恙。
巧妙地承受地震取決于結(jié)構(gòu)?
據(jù)楊曉國介紹,木塔的塔基是由石頭制成的,僅深入地下部分就達(dá)到2米,總厚度超過6.4米,相當(dāng)于3-4人的身高。塔基的地上部分為上下兩層,上層為八邊形,下層為正方形,四面伸出平臺,形成穩(wěn)定的大交叉結(jié)構(gòu),塔基表面預(yù)留多個柱基礎(chǔ)承擔(dān)木柱。
32根木柱分為3圈,放置在柱的基礎(chǔ)上,形成一個最高可達(dá)9米的八角形柱網(wǎng)。柱與柱之間通過方和梁水平連接,從建筑的頂部俯瞰,共同形成氣缸,大大提高了建筑的穩(wěn)定性。此外,柱網(wǎng)周圍還有一堵2米厚的土墻,它緊緊地包裹著木柱,使它更堅固。
英縣木塔共使用54種和480種斗拱,是中國最現(xiàn)存的古建筑。斗拱由多個小木塊鋪成,可連接各層柱、梁、方,也可懸掛屋檐。當(dāng)強(qiáng)風(fēng)和地震來臨時,斗拱就像一個松緊的彈簧,可以吸收動能,保護(hù)主體結(jié)構(gòu)不受侵犯。
此外,應(yīng)縣木塔的每一層都有一個由支撐木組成的環(huán)形結(jié)構(gòu),被屋檐遮擋,從外面看不到,形成暗層。四個暗層,如四個金箍,能有效約束塔體,防止位移變形。也許正是因為這種結(jié)構(gòu),應(yīng)縣木塔承受了巨大的地震沖擊。
不被蟲蛀全靠麻燕守護(hù)?
木結(jié)構(gòu)怕蟲蛀。為什么應(yīng)縣木塔站了幾千年卻沒有蟲蛀?
許多游客去應(yīng)縣木塔可以看到一道景觀:每年清明前后和秋初后幾天,木塔周圍都會有成群的麻燕。
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)縣木塔的木材里會有一種蟲子,正好是麻燕的最愛。麻燕是一種比燕子大一點(diǎn)的候鳥。清明前后北方,秋初后飛回南方。
但有人指出,這種解釋并不完美。為什么木塔底部和內(nèi)部沒有蟲蛀?山西古建筑保護(hù)研究所所長任一敏表示,木塔使用的木材主要是油松,不易被昆蟲吃掉。此外,這也可能與當(dāng)?shù)馗稍餁夂虿焕诶ハx的生長有關(guān)。
有避雷裝置躲避雷擊?
中國古代建造了數(shù)千座木塔,但到目前為止,大多數(shù)木塔都被火災(zāi)摧毀,雷擊是火災(zāi)的重要原因。
那么,應(yīng)縣木塔為什么能避免這千年來的大大小小的雷擊呢?上帝是否特別關(guān)心它,以至于它從未遇到過雷擊?事實(shí)并非如此。雷雨天木塔周圍經(jīng)常發(fā)生雷擊。僅在20世紀(jì)50年代,離塔約100米的地方就有兩次雷擊,但木塔是安全的。
原來,一般的避雷裝置由三部分組成:閃光器、引線和接地體。木塔上有10米高的金屬塔制動器。塔制動器都是由鐵制成的。中心有一個鐵軸,插入梁架,就像避雷針(閃光器)一樣。周圍有8根電纜,即引雷線。一些專家說,10米以上的塔制動器是法拉第籠的上蓋,是典型的現(xiàn)代避雷器,起著避雷的作用。
20世紀(jì)80年代,經(jīng)國家自然科學(xué)基金委員會批準(zhǔn)資助的應(yīng)縣木塔避雷機(jī)制研究研究小組反復(fù)研究實(shí)驗得出結(jié)論:應(yīng)縣木塔存在絕緣避雷機(jī)制。
但任一敏認(rèn)為,塔頂雖然有鐵塔剎車,但沒有金屬連接到地面,不能成為避雷設(shè)施。因此,木塔避雷的真正原因尚未得到令人信服的解釋,似乎應(yīng)縣木塔的神秘仍有待解決。