比萨斜塔简介-1

比萨斜塔简介比萨斜塔简介 比萨基本资料比萨基本资料 英文名称 The Leaning Tower of Pisa 时间 1173 1370 年左右 地点 意大利 从地基到钟楼的高度 58 4 公尺 地基的直径 19 6 公尺 钟塔向南的倾斜度 5 5 度 稳定斜塔是一项非常细腻的工程 就像是医师在治疗一位体弱多病的老人一般 尽管 不能听诊病人的胸腔 却很清楚病患对每一种药物都有令人忧心的反应 克里实尔 一九八七年 想象一座高塔 建立在像海绵橡胶这样柔软的材质上 缓慢且无情地日渐倾斜将要倒塌 的地步 此外 高塔的砖石结构也非常脆弱 随着倾斜度日益增加 产生的应力已经逼近砖 石的强度 随时可能应声而倒 若在倾斜那一侧的地基灌浆或加固 恐怕导致高塔倾覆 然 而利用缆索支撑或牵引 则可能会令砖石崩溃 这段话精确地描绘出比萨塔目前岌岌可危的情况 该如何隐住斜塔 就成了土木工程学 最大的挑战 但比萨塔不只是诡谲离奇的观光胜景 更是建筑上的瑰宝 就算没有倾斜 也堪称是 中世纪欧洲最重要的建筑成就 高塔位于主座教堂广场 隶属大教堂 主座教堂 钟塔 斜 塔 洗礼堂及墓地等四座耀眼的白色大型建筑所构成的综合建筑群之一 兴建钟塔的用意 和广场上其它建筑物一样 皆是代表比萨这个富庶城邦的骄傲和荣耀 因而格外美丽 独特 神秘 兴建细节兴建细节 这座八层高的塔楼有五十八点四公尺高 重一万四千五百公吨 砖石打造的地基直径为 十九点六公尺 深及地平面以下五 五公尺 地基朝南向水平线倾斜了五 五度 因此钟 塔的第七层比一楼向外突出了四点五公尺 塔楼的建构形成是以列柱环绕一根中空的圆柱 圆柱内外两则的表面是用大理石紧密 的接合覆盖而成 但这两个墙面之间只有灰泥和石头 因此出现了大量的空隙 一条螺旋 状的楼梯则在钟塔墙壁的内侧蜿蜒上升 钟塔地底共有壁垒分明的三层土壤 A 层厚约十公尺 是松软易变形的淤泥沉积物 在浅水中沉积还不到一万年 B 层是非常松软且容易波动的海泥层 沉积三万之久 深可 达地底四十公尺 C 层是紧密的沙质土壤 伸至地底极深处 A 层的地下水位在地底一公尺 到两公尺之间 根据在塔四周围 甚至是钟塔正下方所做许多土壤钻探结果来看 B 层的 表面已经被钟塔的重量压成了碟影 由此可推演出钟塔的平均沉陷是二 五到三公尺 显 示塔底土壤的压缩性有多高 兴建史兴建史 钟塔于一一七三年八月在伯纳诺 毕萨诺的监督下动工兴建 但在一一七八年左右 当 第四层盖到四分之一时突然叫停 停工的理由不得而知 但是若非当时及时打住 B 层土 壤的强度早已被无法承受这个负荷 而钟塔也早就坍塌了 约在一二七二年左右 西蒙在停摆了将近百年之后重新动工 这时候的泥土层已在钟 塔的重压下强化 强度也增加了 尽管当时并不知道这一点 到了一二七八年左右 可能 是因为当地发生战事 原本进行到第七层的工程又再度喊停 要是钟塔在这个阶段已经竣 工 一定早就倒塌了 等到一三六零年 泥土再经进一步强化 汤玛索 毕萨诺在这时激活钟楼的工程 并于 一三七零年左右完竣 距离钟塔肇建之初 已相隔将近两百年了 很明显地钟楼比斜塔的其它部分更为挺直 因此在钟楼的工程激活时 高塔一定早已 倾斜了 事实上 从斜塔第七层的檐口连接到钟楼的地面 在南边有六层阶梯 在北边却 只有四层 倾斜的历史倾斜的历史 事实上 有证据显示钟塔在刚动工不久便已开始倾斜 塔楼的中心轴线并非笔直 而 是向北倾斜 为了矫正斜度 每层楼的标高都使用了锥形的砖石砌块 好把倾斜的中心轴 线拉回来 仔细分析砖石层的相对倾斜度 便能得知钟塔倾斜的历史 在第一阶段工程的末期 钟塔其实是向西北倾斜约四分之一度 后来工程从四楼向上推进时 钟塔开始向南倾斜 因此到了一二七八年 工程进行到第七层的时候 钟塔向西南倾斜零 六度左右 到了一 三六零年 已经增加到大约一点六度 先进的计算机仪器分析显示 斜塔盖完第七层 在加盖钟楼的时候 倾斜的速度急遽 增加 就像是用模型砌砖在柔软的地毯上叠高塔一般 或许已经到达了某个临界高度 但 是不管多幺小心都不能再继续往上叠 而现在的斜塔已经到了它的临界高度因此随时都有 倒塌的危险 公元一八一七年 两位英国建筑师一条铅垂线测量倾斜度 当时就发现塔楼已经倾斜 了五度 接着在一八三八年时 建筑师盖瑞德斯加沿着斜塔底座的周围掘了一条信道 想 弄清楚 在塔楼沉陷倾斜之前 原来设计的圆柱底座以及地基的阶梯是什幺样子 结果因 为开凿的信道低于地下水位 使得南侧发生地下水涌入的现象 有证据显示 斜塔在这个 时候又大幅度地斜了将近半度左右 形成了五点四度 精确的测量工作在一九一一年展开 量出钟塔的倾斜度每年都不断地持续增加 从一九三零年代中期开始 倾斜的速率已经加 倍 到了一九九零年 倾斜的速率相当于每年高达一点五公厘的水平位移 此外 任何人想在斜塔身上动手脚 最后总是弄巧成拙 反而使得倾斜度大幅增加 例如 一九三四年曾利用灌浆的方法强化地基砖石 结果使得钟塔突然向南移动二将近十 公厘 一九七零年代从下层砂土抽地下水 又让斜塔再移动十二公厘 这些反应都证实了 塔楼很容易失去平衡 任何一种稳定钟塔的方法 都必须非常细腻 稳定斜塔稳定斜塔 一九九零年 因为帕维亚一座根本没有倾斜的钟塔倒塌了 意大利总理便成立了一个 委员会 由杰米欧科夫斯基教授担任主席 负责对稳定比塞塔的策略提供意见并加以执行 依照国际惯例 任何珍贵历史古迹的保存 都必须保留其基本特色 同时不能破坏古迹的 历史和原工匠的技术 因此对斜塔的任何侵入性手段 都必须减至最低 而且无论采取哪 一种永久性的稳定计画 都绝不能架设任何明显的支撑物 何况这种作法可能导致斜塔脆 弱的砖石结构应声而倒 委员会所寻求的解决之道 必须能稍稍减低斜塔的倾斜度 尽管不是很明显 却能减 砖石结构的压力 稳定斜塔的地基 经过多年的研究 分析及大规模的试验 终于采用了 所谓土壤萃取的方法 要在斜塔地基北侧的下方和旁边安装几根土壤萃取管 一九九九年二月 在一片令人屏息的紧张气氛中 一部特殊的钻孔机在严密的监视下 一步一步地慢慢从 A 层抽出少量的土壤 由于土壤质地松软 每次抽取后所形成的空洞会 慢慢地封闭 使得地表稍稍下沉 而斜塔也微微向北转动 土壤萃