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1998年7月30日 (1998年6月8日)

比萨斜塔千年不倒的秘密

    新浪博客|http://blog.sina.com.cn/s/blog_55ec88620101qwdh.html?tj=1 2007-08-18

    在21年前的今天,1998年7月30日(农历1998年6月8日), 曹时中参加拯救比萨斜塔。

比萨斜塔千年不倒的秘密

闻名于世的比萨斜塔

1998年7月30日应邀前往意大利为拯救比萨斜塔出谋划策的中国专家曹时中30日在比萨对记者表示,经实地考察后他对拯救该塔“信心更足、把握更大”。

作为中国建筑物纠偏加固专家的曹时中在实地考察后认为,比萨塔及其所处环境等内外因条件都比他原先想象的要好,他表示,使用他所发明的“倾斜古塔纠偏方法”,有把握在10个月的时间内拯救比萨斜塔。据曹时中介绍,他的拯救方案是“采取结构加固、减轻重量,塔身和基础等相结合的综合治理方法”。

曹时中是就意中友协主义兰乔蒂先生的邀请于28日抵达罗马的。在意大利逗留期间,他将就拯救比萨斜塔的一系列问题同意大利有关方面、特别是比萨斜塔拯救工作委员会进行技术方面的探讨。曹时中表示,“拯救比萨斜塔是我今生最大的夙愿”。

比萨斜塔千年不倒的秘密

比萨斜塔局部

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比萨斜塔毫无疑问是建筑史上的一座重要建筑。他是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼,坐落于意大利托斯卡纳省比萨城北面的奇迹广场上。广场的大片草坪上散布着一组宗教建筑,它们是大教堂、洗礼堂、钟楼和墓园,它们的外墙面均为乳白色大理石砌成,各自相对独立但又形成统一罗马式建筑风格。比萨斜塔位于比萨大教堂的后面。

比萨斜塔千年不倒的秘密

比萨斜塔从地基到塔顶高58.36米,从地面到塔顶高55米,钟楼墙体在地面上的宽度是4.09米,在塔顶宽2.48米,总重约14453吨,重心在地基上方22.6米处。圆形地基面积为285平方米,对地面的平均压强为497千帕。倾斜约10%,即5.5度,偏离地基外沿2.3米,顶层突出4.5米。1173年首次发现倾斜。

比萨斜塔千年不倒的秘密

为何不倒

有关专家对比萨斜塔的全部历史以及塔的建筑材料、结构、地质、水源等方面进行充分的研究,并采用各种先进的仪器设备进行测试。比萨中古史学家皮洛迪教授研究后认为,建造塔身的每一块石砖都是一块石雕佳品,石砖与石砖间的粘合极为巧妙,有效地防止了塔身倾斜引起的断裂,成为斜塔斜而不倒的一个因素。但他仍强调指出,当务之急是弄清比萨斜塔斜而不倒的奥妙。

从事观测该塔的专家盖里教授根据比萨斜塔近几年来倾斜的速度推测出,斜塔将于250年后因塔身的重心超出塔基外缘而倾倒。但是公共事务部比萨斜塔服务局的有关人员,针对盖里教授的看法提出了反驳,认为只按数学方式推算是不可靠的,比萨斜塔是“一个由多种事实交织成的综合性问题”。另一些研究者调查发现比萨斜塔塔身曾一度向东倾斜,尔后又转向南倾斜,他们同样认为该塔在过去几百年间斜而不倒,250年后倒与不倒恐怕不能局限于简单的假设和预测。

当然,最关心斜塔命运的自然是比萨人,尽管他们也对斜塔的倾斜感到担忧,但更多的是骄傲和自豪,为自己的故乡拥有一个自认为可与世界上著名建筑媲美的斜塔而感到自豪。他们坚信它不会倒下,他们有这样一句俗语,比萨塔像比萨人一样健壮结实,永远不会倒下去。他们对那些把斜塔重新纠正竖直的建议最为深恶痛绝。如1934年,在地基及四周喷入90吨水泥,实施基础防水工程,塔身反而更加不稳,向周围移动,倾斜得更快。

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倾斜原因

过去人们曾一度认为钟楼是故意被设计成倾斜的,但是事实并非如此。作为比萨大教堂的钟楼,1173年8月9日开始建造时的设计是垂直竖立的,原设计为8层,高54.8米,它独特的白sè闪光的中世纪风格建筑物,即使后来没有倾斜,也将会是欧洲最值得注意的钟楼之一。比萨斜塔为什么会倾斜,专家们曾为此争论不休。尤其是在14世纪,人们在两种论调中徘徊,比萨斜塔究竟是建造过程中无法预料和避免的地面下沉累积效应的结果,还是建筑师有意而为之。进入20世纪,随着对比萨斜塔越来越jīng确的测量、使用各种先进设备对地基土层进行的深入勘测,以及对历史档案的研究,一些事实逐渐浮出水面:比萨斜塔在最初的设计中本应是垂直的建筑,但是在建造初期就开始偏离了正确位置。

在1178年,当钟楼兴建到第4层时发现由于地基不均匀和土层松软,导致钟楼已经倾斜偏向东南方,工程因此暂停。期间的1198年,记载了钟楼内撞钟的存在,这标志着钟楼虽然倾斜,但至少悬挂了一个撞钟,实现了它作为钟楼的初衷。1231年,工程继续,第一次有记载钟楼使用了大理石。建造者采取各种措施修正倾斜,刻意将钟楼上层搭建成反方向的倾斜,以便补偿已经发生的重心偏离。1278年进展到第7层的时候,塔身不再呈直线,而是为凹形。工程再次暂停。1292年,Giovanni Pisano用铅垂线测量了钟楼的倾斜度。

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缓慢倾斜

根据现有的文字记载,比萨斜塔在几个世纪以来的倾斜是缓慢的,它和它地基下方的土层实际上达到了某种程度上的平衡。

在建造的第一阶段第3层结束时,钟塔向北倾斜约1/4°。在第二阶段由于纠偏过度,1278年第7层完成时反而向南倾斜约0.6°。1360年建造顶层钟房时增加到1.6°。1817年,两位英国学者Cresy和Taylor用铅垂线测量倾斜,那时的结果是5°。1550年Giorgio Vasari的勘测与1817年Cresy和Taylor的勘测之间相隔267年,倾斜仅增加了5厘米。因此人们也没有对斜塔进行特意的维修。1360年,在停滞了差不多一个世纪后钟楼向完工开始最后一个冲刺,并作了最后一次重要的修正。1372年摆放钟的顶层完工。54米高的8层钟楼共有7口钟,但是由于钟楼时刻都有倒塌的危险而没有撞响过。而且一直不断地向下倾斜。

比萨斜塔之所以会倾斜,是由于它地基下面土层的特殊性造成的。比萨斜塔下有好几层不同材质的土层,各种软质粉土的沉淀物和非常软的粘土相间形成,而在深约一米的地方则是地下水层。这个结论是在对地基土层成份进行观测后得出的。最新的挖掘表明,钟楼建造在了古代的海岸边缘,因此土质在建造时便已经沙化和下沉。

加速倾斜

然而1838年的一次工程导致了比萨斜塔突然加速倾斜,人们不得不采取紧急维护措施。当时建筑师Alessandro della Gherardesca在原本密封的斜塔地基周围进行了挖掘,以探究地基的形态,揭示圆柱柱础和地基台阶是否与设想的相同。这一行为使得斜塔失去了原有的平衡,地基开始开裂,最严重的是发生了地下水涌入的现象。这次工程后的勘测结果表明倾斜加剧了20厘米,而此前267年的倾斜总和不过5厘米。1838年的工程结束以后,比萨斜塔的加速倾斜又持续了几年,然后又趋于平稳,减少到每年倾斜约0.1厘米,塔身偏离“自然姿势”已有5米多。

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拯救斜塔

意大利政府于1990年起关闭斜塔,斥资2500万英镑开始修复工程,包括加固地基和抽走地下水,并以钢缆支撑塔身。该修复工程于2001年完成,斜塔当时已立刻变直近38厘米。意大利比萨斜塔终于止住倾斜趋势,最新调查发现,该塔的倾斜幅度在2001年至2013年间,减少2.5厘米。这无疑对于保护这个世界文化遗产是个很好的消息。

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Tips

交通:从佛罗伦萨坐火车或汽车大约1个小时就可抵达比萨。

住宿:由于比萨古城的旅游景点比较集中,半天就可以逛完,所以建议到佛罗伦萨住宿较为理想。

特别提醒:比萨斜塔每天限人限时开放,通常是每次限定20人,游览时间为30分钟,票价是13欧元/人。

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