始建于遼代清寧二年（1056年）的山西應(yīng)縣木塔，是世界現(xiàn)存年代最悠久、體型最高大、構(gòu)造最精致的木結(jié)構(gòu)樓閣式寶塔，與意大利比薩斜塔、巴黎埃菲爾鐵塔并稱“世界三大奇塔”，具有重要的歷史、藝術(shù)和科學(xué)研究價(jià)值。木塔歷經(jīng)了近千年的自然災(zāi)害、環(huán)境侵蝕以及材質(zhì)老化，結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的變形損傷嚴(yán)重且持續(xù)發(fā)展，其修繕加固工程是文物保護(hù)界以致全社會(huì)關(guān)注的事件。
應(yīng)縣木塔自建成以來，每隔一百多年就要大修一次，歷代工匠的精心修繕使得木塔能益壽延年至今。1974~1981年期間，國家文物局和山西省對(duì)多年失修的木塔實(shí)施了重點(diǎn)搶險(xiǎn)加固工程，但受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)條件限制，木塔嚴(yán)重變形的缺陷并未消除。隨著時(shí)間的延續(xù)，應(yīng)縣木塔的變形損傷狀況不斷惡化，亟待全面修繕；國家文物局于2001年通過中央電視臺(tái)《東方時(shí)空》節(jié)目，向全國征集應(yīng)縣木塔修繕方案，共收到了高校、科研設(shè)計(jì)單位近百份修繕建議方案。此后，國家文物局多次組織專家和技術(shù)部門進(jìn)行方案優(yōu)選和論證，但由于應(yīng)縣木塔極高的社會(huì)關(guān)注度和評(píng)審專家分歧較大的評(píng)價(jià)，未能確定可以實(shí)施的修繕方案。
應(yīng)縣木塔的變形與損傷
國家文物局于2006年對(duì)應(yīng)縣木塔修繕方案的征集與評(píng)審工作給出了指導(dǎo)性意見：在木塔整體保護(hù)維修方案確定之前，應(yīng)當(dāng)針對(duì)木塔現(xiàn)存險(xiǎn)情，認(rèn)真研究、制定現(xiàn)狀加固方案，采取必要的現(xiàn)狀加固措施，有針對(duì)性地解決現(xiàn)階段能夠解決的問題。此后，以中國文化遺產(chǎn)研究院為主的科研院所和一批熱心于古建筑保護(hù)的高等院校，將應(yīng)縣木塔的現(xiàn)狀加固作為重點(diǎn)，開展了結(jié)構(gòu)性能監(jiān)測、模型試驗(yàn)、力學(xué)分析和加固方案的研制工作，并取得了較為豐富的成果。中國文化遺產(chǎn)研究院編制的《應(yīng)縣木塔嚴(yán)重傾斜部位及嚴(yán)重殘損構(gòu)件加固方案》，于2014年得到國家文物局的原則同意，并經(jīng)優(yōu)化后于2016年開展試驗(yàn)性施工，對(duì)木塔結(jié)構(gòu)安全的維持和現(xiàn)狀加固措施的研制，進(jìn)行了有益的探索。
《應(yīng)縣木塔修繕方案研究》作者袁建力教授指導(dǎo)的揚(yáng)州大學(xué)古建筑保護(hù)課題組，自20世紀(jì)80年代開展古建筑保護(hù)工作，在木構(gòu)架古建筑和磚石古塔的結(jié)構(gòu)性能鑒定、加固方案設(shè)計(jì)、修復(fù)裝置研制方面取得了系列成果。
21世紀(jì)初，該課題組響應(yīng)國家文物局號(hào)召，積極參與應(yīng)縣木塔修繕方案的研制工作，并得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、科技部國際合作項(xiàng)目的資助，以及山西大學(xué)、太原理工大學(xué)、山西省古建保護(hù)研究所、應(yīng)縣木塔文物管理所專家的技術(shù)支持，在木塔現(xiàn)場查勘、模型試驗(yàn)和有限元模擬分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)木塔樓層傾斜扭轉(zhuǎn)的損傷特征，以“原狀撥正加固”為目標(biāo)，提出了外部水平張拉、內(nèi)部頂撐-張拉、內(nèi)部頂托-平移等復(fù)位方法，以及木塔復(fù)位后的結(jié)構(gòu)整體加固方法，研制了相應(yīng)的工藝方案和復(fù)位裝置，申請(qǐng)了國家發(fā)明專利，編著《應(yīng)縣木塔修繕方案研究》。
應(yīng)縣木塔的構(gòu)造與分析模型
應(yīng)縣木塔典型修繕方案示意
本書介紹了木塔的建筑和結(jié)構(gòu)特征，分析了變形損傷狀況及其產(chǎn)生原因，評(píng)價(jià)了木塔自建造以來主要修繕工程的技術(shù)措施和工程效果，討論了國家文物局組織的木塔修繕方案征集與評(píng)議情況，以及目前木塔修繕保護(hù)的主要工作和進(jìn)展；結(jié)合揚(yáng)州大學(xué)的研究工作，介紹了以木塔“原狀撥正加固”為目標(biāo)的變形復(fù)位方案和模型試驗(yàn)、有限元分析方法，以及針對(duì)結(jié)構(gòu)薄弱部位采取的主輔柱整體性加固、柱圈環(huán)向和徑向加固的工藝方法和構(gòu)造措施。
應(yīng)縣木塔頂托平移復(fù)位工藝示意
應(yīng)縣木塔復(fù)位加載模型試驗(yàn)
應(yīng)縣木塔結(jié)構(gòu)加固方案示意
《應(yīng)縣木塔修繕方案研究》依據(jù)文物原狀保護(hù)的原則，以圖文并茂、深入淺出地表述方式，系統(tǒng)論述應(yīng)縣木塔修繕加固的工程實(shí)踐和研究方案，力圖將這一舉世無雙的建筑瑰寶的保護(hù)工作較為全面地呈現(xiàn)給讀者，以激發(fā)社會(huì)各界對(duì)文化遺產(chǎn)保護(hù)的支持，推進(jìn)應(yīng)縣木塔修繕工作的深入開展。
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