淺談中原古建筑中拱券結構測量方法

金蕾蕾　楊芝璐

摘 要：近年來，越來越注重保護古建筑。拱券結構作為中原古建筑中最為普遍的建筑結構，深入研究拱券結構力學特征對于保護這些文化遺產具有重要意義。本文主要講述了中原古建筑中常見的幾種拱券結構類型，并簡要總結了拱券結構測量方法。

關鍵詞：古建筑；拱券結構；測量方法

1 概述

拱券是一種古代人們解決建筑中跨度問題的建筑結構，又稱券洞、法圈、法券。它除了豎向承重時具有良好的承重特性外，還起著裝飾美化的作用. 古建筑中的拱結構建筑，無論是民居還是拱橋，亦或是從墓碑到各式各樣的窯洞，還是宏偉無比的地下墓穴和莊嚴肅穆雄偉壯觀的大教堂，在經過歲月的沖刷與洗禮依舊完整的保留著，讓后人們驚嘆幾千年來勞動人民類智慧，是人類歷史文明的見證，同時也是建筑技術與文化和藝術的綜合體現。從各個方面深入研究拱券結構，可以更為完善更為系統的加固修繕珍貴的歷史文化遺產，為后人留下豐富的精神文明。同時，拱券建筑結構在空間和結構方面的優勢，對當今資源日漸匱乏、環境屢遭破壞、急于尋求發展與可持續的關系的當今社會有重要的研究意義，在今后的設計工作中，更好的繼承和發揚拱券結構的精髓。本文主要講述拱券結構測量過程中遇到的問題以及測量方法，并結合其他的測量方法綜合分析，為前幾次的測量做一次全面細致的分析，同時為以后的測量工作奠定厚實的測量基礎，使得測量方法更加快速準確。

2 中原古建筑中拱券結構類型

本部分以中原古建筑拱券結構典型代表對拱券結構進行分類。在對洛陽的衛坡村、白馬寺、龍門石窟，惠濟區的紀公廟、惠濟橋以及河南大學鐵塔公園的測量研究中，中原古建筑拱券結構以尖拱、半圓拱、拋物線拱以及雙心圓拱為典型代表。

①尖拱

每邊都由起拱點上升到中間頂尖的拱叫做尖拱。尖拱是哥特式建筑的代表特征，在中原古建筑群中也尤為常見，如圖一為鐵塔公園拱結構。

②半圓拱

半圓拱是指以巷道凈寬為直徑作圓，取其一半作巷道的頂部形狀。半圓拱是古羅馬建筑的主要特征，在中原傳統民居最為常見，其中還常見于下沉式窯洞中。圖二為洛陽明清建筑群落半圓形拱券結構。

③拋物線拱

拋物線拱工程建筑上常用的一種拱形，其拱軸線近似為拋物線的拱券結構，在橋梁工程中最為常見。圖三為中原傳統民居拋物線拱結構。

④雙心圓拱。

雙心圓拱是清代拱券建筑做常用的拱券結構，明十三陵也普遍采用雙心圓拱券結構。雙心圓拱頂一般比半圓拱券頂部稍微高些，呈拋物線形， 看起來顯得秀麗大方。圖四為明清古建筑群落雙心圓拱券結構代表。

3 古建筑拱券結構的測量方法

3.1 測量前的準備工作

測量前，主要準備工作包括歷史沿革調查、測量數據的確定、測量工具準備以及草圖測繪工具準備。

（1）歷史沿革調查：在每個測量地點確定之前，進行大量的資料查詢工作。本文主要圍繞中原古建筑群落拱券結構，所以，找到中原古建筑典型代表至關重要。

（2）測量數據：測量結果包括跨度、結構大尺寸、拱券尺寸、拱券的厚度、與拱券相連的上部尺寸、與拱券相連的左右尺寸。

（3）工具準備：主要測量工具有鋼卷尺、激光測距儀，竹竿，鏡子等一些測量過程中可能用到的工具。

（4）草圖測繪準備：測量前準備現場草圖繪制的工具以及各項數據記錄工具。

3.2 拱高的測量方法

當拱券結構不是很高，可以直接利用激光測距儀來測量；同時也可以通過數磚石的皮數并多次測量每皮磚石的厚度計算得到拱券結構高度。當建筑物的拱券結構比較高大，用激光測距儀很難測出高度的時候，可以根據物理知識測出其高度。

① “樓與人”的測量依據和方法。建筑物拱券結構是實物，有實際高度、有影子長度；人有高度，同樣是實物，也有影長，測出人的身高、影長和建筑物拱券結構最高點的影長，列出比例式就可以算出建筑物拱券結構的總高度。

② “樓與竹竿”的測量依據和方法。原理和第一組差不多，用事先準備好的竹竿，在建筑物拱券結構的影子上來回移動竹竿，直到看到竹竿的影子與建筑物拱券結構最高點重合。

③“光的反射原理”測量依據和方法。根據光的反射原理，在離建筑物拱券結構一段距離的地面上放一面鏡子，然后人前后移動，直到在鏡子里看到建筑物拱券結構最高點。然后三角形相似得到拱券結構高度。

④全站儀在建筑工程中普遍應用，全站儀將人工光學測微讀數代之以自動記錄和顯示讀數，避免了讀數誤差的產生。在測量拱券結構高度時同樣可以用全站儀來測量相關角度距離從而推斷出拱券結構高度。

⑤水準儀也能用來測量拱券結構高度，通過高程的傳遞可以得到相應距離。

3.3 拱跨的測量方法

拱券結構跨度測量時，一般都利用激光測距儀或者皮卷尺直接讀取數據得到。測量時注意激光測距儀以及卷尺應用過程中的注意事項，嚴格按照使用規定執行，做到讀數過程中平視以及小數點保留等問題。

3.4 拱深的測量方法

拱券結構深度測量時跟以上所講測量其跨度方法類似。同樣當深度不是很深的時候同樣可以使用激光測距儀。

4 結語

本文主要講述了中原古建筑拱券結構的拱券結構類型以及簡要的測量方法以及注意事項。通過測量得到準確數據可以為以后的模型分析奠定穩固的基礎，得到較為準確的力學分析，這對古建筑的修整與保護有重要意義。

參考文獻

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[2]王金瑞.拱券藝術雜談.大眾文藝.2012年.

[3]楊長江 陳沖.再論建筑物高度的測量方法.測繪通報.2005年.