應縣木塔科學價值、傾斜變形與保護路徑探析

摘要：應縣木塔是世界上現存最古、最高的一座可登臨的木構樓閣式建筑，也是現存唯一的一座真正具有多層使用空間的古代木構佛塔。應縣木塔柱具有的自復位及剛柔分層為主的結構特點與科學價值，是應縣木塔保護的科學基礎與邏輯起點。應縣木塔目前最為主要的病害是二、三層，尤其是二層局部傾斜嚴重。通過中國文化遺產研究院2008年以來對應縣木塔的持續監測，尤其是201 5年以來的整體變形監測，并追溯其早期影像資料與文字記載，明確了應縣木塔傾斜嚴重部位的變形特點及速率。監測顯示二層各柱整體呈現自西南向東北傾斜在持續漸進發展，各柱傾斜增量大體上均自西南向東北逐漸減小，北側和東北側部分柱子外傾。近三十年在國家文物局密切關注下木塔相關監測、研究與加固措施一直在持續開展。多年來，各界專家學者圍繞木塔修繕提出不同類型的保護方案。學術爭鳴謀定后動，應縣木塔應秉持價值保護與最小干預理念，以“減緩或遏止傾斜發展”為目標，積極采取切實有效措施“維持現狀”，研究編制完備妥善的“全面修繕”方案“備而不用”。相應地，提出了應縣木塔整體的保護項目線路圖。

關鍵詞：應縣木塔;結構特點;科學價值;慎終如始;減緩或遏止傾斜發展;保護路徑

“竭國想從遼盛日，閱人真是魯靈光。”此為八百年前金代大詩人元好問在應州目睹“縹渺層檐鳳翼張”的杰構之后寫下的嘆賞詩句[1]。這座世人習稱的“應縣木塔”矗立于雁門關長城之外大同盆地桑干河沖積平原的中心，在平曠原野、村鎮市廛及四圍遠山襯托之下，方圓百里可見，正如塔正南一層檐下牌匾所稱嘆的“天柱地軸”一般（圖1、2）。

應縣毗鄰大同，北魏時屬于拓跋鮮卑京畿腹心之地;五代時稱應州，是后唐、后晉、后漢三朝帝王故里，沙陀族的聚集地，當時號稱“金鳳城”;遼金時期仍輔翼西京，或是蕭氏后族湯沐之邑①，州城之規模數倍于明代縮建之后[2];元、明屢有戰伐，多位皇帝親臨，很受重視。可見遼、宋以前的應州遠非清代大一統后雁北荒寒小城可比，恢宏的木構高層佛塔建于應州自有其殊勝因緣，粗謂其遠紹自北魏②，蓄勢于五代③，成就于遼金，完善于元明應無不當，對其建造歷史的溯源揭示有待于下一階段的深入考證與研究。

一、剛柔分層的結構特點與科學價值 佛宮寺釋迦塔，即應縣木塔，建于遼清寧二年（1056年）④，全高65.838米（中國文化遺產研究院2011年4月測），外觀八角五層六檐，內部九層，塔底層總面闊30.27米，全塔主體均為木構件搭建而成（圖3、4）。實際上可看作是空間上豎向分布的五座佛殿，每層的八角形平面都分內槽和外槽，外槽空間供人通行、禮拜，而內槽里的寬敞空間則供奉佛像（圖5、6）。1974年前后自塔內佛像中還曾發現失傳已久的契丹藏殘卷，以及佛牙舍利、夾纈佛像等珍貴文物，轟動中外。應縣木塔是世界上現存最古、最高的一座可登臨的木構樓閣式建筑，也是現存唯一的一座真正具有多層使用空間的古代木構佛塔（圖7）。對照日本現存木構佛塔均有中心剎柱，且一般無樓板、樓梯，個別江戶時期以來所建木塔有樓板樓梯，但也無使用空間，難以登臨（圖8）[3][4]。應縣木塔的歷史價值、藝術價值、文化價值煥然在目，此不贅述，僅就其科學價值表微獻曝。

中國在遼之前或前后不乏土木結合或純木質的高層木構，大約晚唐五代之前者均布置有夯土芯或中心柱，如北魏洛陽永寧寺塔[6-8]、唐法門寺塔[9];五代前后出現了與應縣木塔類似的結構，如北宋開封開寶寺塔[10]與熙春閣⑥（元拆建至上都改名大安閣⑦），但均早頹毀。元代之后高層木構轉變為一種“通柱”的結構形式，高度上再未能匹敵前修;唯應縣木塔結構優越而堅牢，且邀天之幸，至今九百六十余年經歷雷火、風雨、地震、兵隳，在歷代維修保護下巋然獨存，展現了中國木結構的極限可能性⑧，無愧為中國建筑的百代標程。

應縣木塔的結構體系與現代建筑有著本質上的不同。總體地講就是分層，是把單層的殿堂式（按《營造法式》分類）建筑分層疊壘起來。其主要構件之間的榫卯以簡潔直榫為主，是一種積木疊置的做法，上下層柱子之間以及柱子與梁枋之間都是搭接，只能傳遞重力與摩擦力，不能傳遞彎矩與拉力，與“木框架簡體”存在差別⑨，尤非“筒中筒”結構。“筒中筒”結構內（核心）筒剛度非常大，負責抗彎，外筒或外框能夠承受拉力和壓力，內、外筒之間以剛性的樓板連接協同工作。事實上，雖然應縣木塔平面形式上表現出內、外二圈的柱網（圖9），但結構原理與現代“筒中筒”相去甚遠。

應縣木塔外觀5層，除一層外，以上4層每層單元包括明層（供瞻禮的佛殿層），擁有空間開敞的梁、柱間架，內外槽共32根柱子（內槽8根，外槽24根），是結構上的柔性層;其上是斗棋、梁袱組成的鋪作層和滿布斜撐整體性很強的暗層，是結構上的阿l-|生層。剛、柔結構層交替疊置（圖10）。各層柱子直徑在55厘米左右，明層柱高2.8米左右，長細比接近5：1;加之建造過程中又在柱子后面加設了輔柱，進一步加大了柱截面，形成相對短粗的形態。柱子上下端與梁既不是剛接又不是鉸接，而是直接擱置其上，因此重力與支撐力具有作用面與力矩，在水平力作用下，合力的作用點是不斷變化的。與現代結構不同，這樣的柱子不宜簡單地簡化為一個二維構件計算，而須按三維塊體或墩臺考慮（圖11）。在上部重力作用及剛性層協調下，短粗的柱子在抵抗風荷載時承載重力產生的彎距大于水平風荷載產生的彎距，因而具有自復位的能力，可保持穩定;柱子在上部重力作用下的回復力是其抗側能力的重要來源。每層結構就像一個磨盤下面墊著兩圈短粗的木柱，難以推倒，非常穩定（圖12、13）。在抵抗地震荷載時，地震力自下而上傳遞，由于短柱搖擺也形成明顯的隔震效果?。抗風與抗震，這一在現代結構設計中難以調和的有著相反剛度要求的矛盾?，卻在應縣木塔高超的結構體系中得以統一（圖14）。

另外，除柱子外，木塔明層外槽柱間還配置了斜撐和夾泥墻（圖15），形成第二道抗側力防線，在偶發的大變形如大地震情況下起到限位作用，防止破壞性的局部傾斜發生。

綜上所述，應縣木塔的結構特性表現在以下幾點：（1）結構按照《營造法式》殿堂式做法，水平分層。（2）剛、柔結構層相間布置。（3）平面布局均衡對稱。（4）節點采用簡單的直榫等搭接方式，不連續。（5）柱子具有自復位能力，建筑自重是結構抗側力及穩定的源泉。（6）具有接續二道抗側力防線。（7）用較小尺度構件搭建高大結構，且具有寬敞的使用空間。

應縣木塔挺立千年的事實足以證明其自身結構的合理與優越。筆者曾將應縣木塔與國際結構工程界當前新型抗震理論（參見日本東京大學秋山宏教授論著[12]）主要特點進行對照，發現兩者在采用剛、柔混合結構以克服一般現代結構抗震的缺點方面高度一致。包括：

（1）應縣木塔由支撐自重的明層柱框（含柱子、普柏枋與闌額，無徑向斜撐，是柔性單元）和耗散地震輸入能量的平坐層與鋪作層（布置斜撐，是剛度較大的彈塑性單元）組成。

（2）結構自振周期長，能夠降低地震響應速度。

（3）平坐層內木枋呈井干式疊壘，各層鋪作也是類似的交叉咬合，通過其變形與局部破壞能夠快速、充分耗散地震輸入能量。

（4）剛度較大的平坐層與鋪作層起到控制變形的加強層作用。

由此可見，應縣木塔與理想抗震結構高度一致，不但具有工程史上的杰出價值足以申報世界遺產，而且可對當代高層結構設計起到直接借鑒作用，同時也是應縣木塔保護的科學基礎與邏輯起點[13]。

2011年以來，圍繞應縣木塔保護實踐，其結構特性相關新概念得到運用與積極鼓吹推廣，已逐漸獲得結構工程主流學界認可，包括中國建筑科學研究院（圖20）、太原理工大學（圖18）、西安建筑科技大學（圖17）、北京交通大學、重慶大學（圖19）、北京建筑大學、廈門大學（圖21）等已完成一系列基于以上認識的重要結構試驗或理論分析成果，同濟大學也完成了上海某新建仿古木塔的1：5縮尺振動臺試驗及數值分析、施工監測等系列成果以及借鑒木塔結構原理的鋼結構振動臺試驗?。中國航空規劃設計研究總院開展了基于接觸節點與離散有限元的古建筑結構分析實踐。日本結構工程界近年對傳統木結構受力特性開展了很多重要試驗及研究可資借鑒?。目前來看，國內結構工程學界關注應縣木塔保護的大多數重要機構已經取得共識，能夠較準確反映中國古代多層木結構實際特點的結構分析方法突破在即，有望為應縣木塔穩定性評估及現狀加固方案提供理論依據。

二、現狀局部傾斜嚴重且漸進發展

應縣木塔目前最為主要的病害是二、三層，尤其是二層局部傾斜嚴重（圖22）。傾斜最嚴重部位二層西南側靠北的平柱2020年8月測量傾斜角度11°51`，柱頭相比柱腳中心點向東北方向偏移576毫米，而此柱高度僅為2805毫米（柱底徑600毫米），偏移量超過柱高的1/5，接近柱徑。所賴其后側輔柱及周邊梁柱扶持尚保持斜立而未傾倒，但是其反作用力施及內、外槽周邊梁架，上推柱頭內傾，下推柱腳外閃。西南側及其附近的內傾柱所產生的推力導致二層柱框總體上形成自西南向東北方向傾斜的變形（圖23）。三層整體上為自西北向東南傾斜的變形，傾斜情況好于二層（圖24）。四、五層現狀較好，部分柱的標高因下部柱的傾斜而有相應的變化，五層柱西、北側相對下沉。

通過中國文化遺產研究院2008年以來對應縣木塔的持續監測，尤其是2015年以來的整體變形監測，并與歷史測量數據比對參照，目前已明確二層各柱整體呈現的自西南向東北傾斜還在持續漸進發展，各柱傾斜增量大體上均自西南向東北逐漸減小，北側和東北側部分柱子外傾（圖25）。其中傾斜最為嚴重的二層明層西南側外槽北平柱W23的柱頭與柱腳中心點以每年2-3毫米的速率向東北方向傾斜，發展持續且穩定。西側北角柱W19柱外傾變形增量最大，5年間其每年外傾位移量超過1.5毫米，變化方向為正北略偏東。

明萬歷《應州志》載： “經元迄我大明，大震凡七，而塔歷屢震屹然壁立。”元大德九年（1305年）附近的懷仁地震與天啟六年（1626年）靈丘地震，應縣烈度分別為八度以上和七度。據1996年太原工業大學完成的應縣木塔抗震研究報告，1976年唐山地震一年后對木塔進行了變形觀測，偏移值以二層頂為最大（約1.4厘米），也正是木塔損傷最為嚴重的薄弱部位[22][23]。另外，從開展的多次風荷載及風效應現場實測、模型風洞試驗、風場分析研究來看，應縣木塔風荷載影響屬于正常范圍，不屬于特別突出的影響因素，但西南風屬于其主導風向之一l241。近年經多次測量顯示木塔基礎穩定，基本無不均勻沉降。

從1902年日本學者伊東忠太拍攝的應縣木塔最早影像（圖26），也是對研究其局部傾斜發展最有意義的西側立面照分析，1902年時木塔二層西南側面已經整體向內傾斜，但西南側柱框無平面翹曲;正西側的4根柱子已經向北傾斜，且自南向北傾斜遞減;三層西側各面柱框均完好，無傾斜。與2020年7月基本同一位置角度拍攝的照片（圖27）對比（其實應更接近木塔仰角更大拍攝，但樹木會遮擋二層，影響對比效果）可見，二層西南側面整體向內傾斜加大，且西南側面柱框出現翹曲情況，西南面北角柱傾斜更甚，造成西南側二層塔檐角部下垂明顯;二層正西面柱框各柱向北傾斜均加大;三層正西面柱框向南傾斜，西北面、西南面柱框也向南側微傾。四、五層西側各面柱框均較完好無傾斜，從兩幅照片上看變化不大。

由以上間隔118年的照片對比可見，1902年時的應縣木塔經已經在二層西南側柱框形成肉眼可見的內傾，與今天的變形趨勢類似，但程度為輕。這應該就是800余年歷史上的地震與大風以及構件殘損退化的影響，雖因木塔自身結構的優越沒有產生致命的影響，但在薄弱部位已出現明顯的局部傾斜。

對照1933年梁思成等諸先生調查測繪木塔記錄也表明當時木塔整體狀況尚可，但與1902年伊東忠太調查記錄及照片不同的是，三層西側柱子明顯出現傾斜，主要原因應是1926年軍閥戰爭炮擊所致?。測稿記錄：二層西南側柱“內倚”，這與1902年伊東忠太的照片也相符，但情況好于三層西側北柱“向內倚甚”，二層西南側柱并未有過于明顯的傾斜，沒有作為特別病害提出（圖28）。但是，1935年當地士紳修繕木塔時拆除了原有的外槽夾泥墻及內部的斜撐，減弱了外槽的抗側剛度。莫宗江先生1950年隨雁北文物考察團再赴應縣木塔，在報告中記述了戰爭炮擊與拆除外槽斜撐引發了木塔二層柱框自西南向東北方嚴重傾斜（圖29、30）：“抗日戰爭與解放戰爭期中，曾被據城頑抗的敵人利用作觀察抗御的據點，至今塔內磚壘的工事還在;前后曾經中炮四十多發。” “自夾泥墻被拆除改成格子門以來，僅僅經過十四五年，塔身已可以看出歪向東北。在第二層內的各柱向東北傾斜最甚”。[26]

為研究斜撐抗側能力與拆改后安裝隔扇門抗側能力的對比，中國文化遺產研究院與北京建筑大學合作目前正在開展木塔二層傾斜嚴重部位局部足尺模型試驗（圖31）。對木塔外槽安裝斜撐與隔扇門分別做加載試驗，目前完成的在柱頭20噸豎向力下，斜撐抗側能力明顯強于隔扇門抗側能力，表明前輩學者判斷正確。 從前述反映應縣木塔西側各層傾斜狀態的1902年照片，以及木塔柱子抗側及傾斜發展的力學概念出發，我們有理由假定，二層W23柱目前內傾的576毫米中，在1950年前，炮擊及其他原因形成的變形超過300毫米（柱半徑），此時起該柱頂承受的重力作用線超出了柱子范圍，出現了大偏心，重力不能全部下傳，一部分開始轉化持續且日漸加大的水平力（結構力學稱之為“P.△”效應，如圖32所示），上推柱頭，下推柱腳;加之拆除明層外槽斜撐后木塔抗側與抗扭能力下降，啟動了西南側柱對整個柱框的持續推動，莫宗江先生因此察覺到“第二層內的各柱向東北傾斜最甚”[28]。另外，也有木塔一層剛度極大（被兩圈夯土墻包圍）造成的剛度突變、地震與主導風荷載常年積累損傷、木材材性年久退化、關鍵構件與節點的承載能力下降等的影響。

從1950年至今70年，如按目前監測數據W23柱每年2-3毫米左右的內傾速率估計，這70年其內傾值應在200毫米左右，此估算總體上與實際數據相符。目前此類傾斜嚴重柱進一步內傾而不傾覆的余量已經很小。同樣，外傾的柱子也處于比較危險的狀態，因為外槽柱初始狀態均為具有“側腳”的內傾，是西南側柱子的推力使得東北側柱子逐漸直立，這個過程柱頂升高，將所承受的近50噸重力頂起，相比而言較為困難，發展較緩;而越過垂直線外傾時，就不需要克服重力做功，發展會較快。由于傾斜存量已經很大，這些傾斜嚴重柱子有可能在持續發展一段時間后或在正常使用條件下，或因外界干擾如地震等極端條件下傾倒。二層柱框自西南推向東北的剖面見圖33。

二、慎終如始，學術爭鳴謀定后動

應縣木塔的科學保護始自1933年營造學社的勘察測繪。1950年以后，木塔局部傾斜問題逐漸凸顯，并成為全國最受重視的文物古跡之一。1957年，文化部文物管理局同意將應縣木塔修繕列入1958年度修繕計劃。1973年，國家文物事業管理局組織多位專家就木塔的局部傾斜加固問題進行研討。1974—1981年，山西省文物工作委員會組織實施了規模較大的維修加固工程。進入1990年代，啟動了新一輪木塔保護修繕進程。1991、1994年，中國文物研究所、北京建筑工程學院分別測繪了木塔現狀全套圖紙和殘損現狀圖。1990年代中期以后，國家和山西省投人大量研究力量與經費，組織山西省古建筑保護研究所等十余家機構完成眾多勘測圖紙、研究報告及設計方案?。2002年6月，在太原召開了包括7位院士在內40余位專家參加的應縣木塔修繕保護工程方案評審論證會，會上討論了整體落架大修、上部抬升、鋼架支撐與現狀加固方案。落架大修雖然延續傳統修繕做法，但存在舊構件更換過多與變形矯正后難以安裝問題，歷史信息損失過多;鋼架支撐方案雖然對本體干預較少，但存在思路難以落地、自身結構與木塔協調變形等技術問題，同時也是對木塔自身挺立的一種否定。最終上部抬升方案經專家投票微弱占優，即將保存較好的上部三層整體抬升，落架大修調正二層傾斜柱與梁架后再將上部三層整體落回。2006年4月，深化后的上部抬升方案又在朔州評審會上被否?。隨后，國家文物局明確了現階段應縣木塔保護監測與研究先行，現狀加固的方針。中國文化遺產研究院隨即啟動了相應方案編制并在2012年報審。2014年，國家文物局原則同意《應縣木塔嚴重傾斜部位及嚴重殘損構件加固方案》，經過圖紙深化后于2016年開展了試驗面施工?。

截止到2016年應縣木塔開展的維修加固工程或者未能遏止局部傾斜發展，或者方案因難達共識而未克實施，其根本原因在于應縣木塔結構與現狀異常復雜，以及當時對其傾斜情況、結構特性、構件信息等認識與研究的不足。事實上，圍繞應縣木塔修繕提出的各類型方案都是從不同方向前行的階段性探索，這場思想開放的學術、專業爭論促進了包括應縣木塔在內的我國古建筑保護修繕在理念與技術上的進步。近三十年在國家文物局密切關注下應縣木塔相關監測、研究與加固措施一直在持續開展，而對于應縣木塔的保護干預則慎終如始，堅持在得出科學判斷與專業共識前絕不輕舉。2016年實施的應縣木塔嚴重傾斜部位加固工程就是按照研究性工程推進，在完成試驗面，廣泛聽取各方面意見后暫停實施以總結其經驗與不足（圖34、35），目前正在參照監測數據及對木塔變形及結構特性的深入了解進一步優化?。目睹國內外不少倉促開展的不當保護造成的重要文物的損傷，越發凸顯在應縣木塔保護中堅持監測與研究先行，“謀定后動”，不輕易干預本體的可貴。

中國文化遺產研究院近年緊緊抓住連續開展結構監測這一龍頭，首次明確了應縣木塔傾斜嚴重部位的變形特點及速率，為下一步現狀加固優化方案提供了分析基礎，營造了基本共識，也為即將開展的局部加固措施給出了量化的實施參數與評估標準，取得了應縣木塔保護重要階段性成果。

四、秉持價值保護與最小干預理念

應縣木塔的價值涉及建筑、結構、歷史、宗教、藝術等領域，紛繁而多元，凝聚九百余年的各類信息，已認識的與未認識的，原則上都有保存的合理性或合法性，今人所見到的應縣木塔正是這全部價值與信息的載體，如杜甫詩所謂“一片花飛減卻春”，這是決定應縣木塔保護加固策略的根本基礎。“一切皆會消亡”是超長宇宙尺度之下的哲學預見，而不是在幾代人視界內的現實考量，不應把實體消失的可能性即刻落實為現實性;所謂細胞、有機體更新之類的論證與“特修斯之船”一類的悖論也存在尺度、層級、類型等的比擬不倫。一方面，建筑的形制保護與工藝傳承極為重要;另一方面，“文物保護”歸根結底要聚焦于“物”，必須在物質遺存保護的基礎上討論，不能輕言對建筑物組成構件的更換棄置。正如建筑遺產保護大家法國人維奧萊·勒·杜克所說“在修復過程中采用絕對的準則將迅速導致荒滲”，應縣木塔的保護策略注定是考慮安全、形制、實體、工藝、形象、意境等多方面要素的平衡結果。

文物的價值認知隨時代而變遷。我們今天認識不到的價值及其載體，幾十年后很有可能變為通識。今天看來嚴謹甚至保守的保護干預，后人看來都有可能存在過度干預而造成信息損失。從當代文保理念看來，1950年代以來國內外眾多重要古建筑的維修都留下了這種遺憾?。因此，在保證安全的前提下，“維持現狀”，能不修就不修，能不動就不動，抑制“拯救偉業”沖動的“最小干預”，是一種理性的態度與歷史的選擇。

《威尼斯憲章》中“真實性”與最小干預原則是對文物信息的最大限度留存，也是對我們的先人，尤其是對后人的尊重。東鄰日本的習慣做法是對古建筑定期落架大修，以保持其一直處于較好狀態。這種修繕在技藝上雖然精益求精，但不得不指出的是，相比中國，日本千年古建雖然不少，但經不斷修繕后其很多部分已經難見千年遺存?，特別是基礎、苫背、瓦面等相對于大木結構不太受重視的遺存。與日本不同之處還在于應縣木塔是年代久遠的高層建筑，自重更大，構件殘損與變形嚴重且數量眾多;如果落架大修，構件更換率會遠大于日本定期修繕的類似級別的古建筑，二層以下大概率會“煥然一新”，這是難以承受的價值及信息損失。

應縣木塔歷史價值、藝術價值、科學價值極高，這些價值所附著的載體，也就是文物本體，而我們今人所見到的木塔全體正是這一載體，包括九百余年以來的木構架、鋪作、裝修、地板、基礎、瓦面、鐵剎、苫背、塑像、壁畫、彩繪、匾額等全部實體，以及各種工藝做法痕跡，各種歷史災變痕跡，原則上這一切都有保護的必要，當然難以面面俱到，但這是應縣木塔保護修繕的根本基礎。

五、以“減緩或遏止傾斜發展”為目標，

對癥治療

“最小干預”并不是不干預。對于應縣木塔安全性的評估，可以認為：一方面，二層傾斜嚴重柱子確實具有局部失穩的危險;另一方面，木塔自身獨特的結構體系是保證其安全的重要基礎，目前仍然具備這一功能，未因局部變形與構件破壞改變。獨具特色的剛、柔相間的木塔結構仍然是其自身安全的依托。木塔高寬比較小，造型敦實，各層整體形心均在安全范圍之內。在現階段，只要對二層傾斜嚴重部位柱采取相應的局部性的加固與防護措施，成功遏止或減緩二層傾斜繼續發展，不出現局部倒塌，正常使用情況下，木塔整體的結構安全就可以得到保證，能夠較長時期內維持木塔現狀，最大限度保護附麗于其上的文物價值與海量信息，這其實也同時可看作一種防災預案。因此，木塔傾斜嚴重部位現狀加固極為必要，而且應盡快開展，宜早不宜晚。

此種策略類似于醫學上的“對癥治療”：針對性地改善疾病癥狀，但不以根除病灶為導向，也就是所謂“治標”，亦即我們常提的文物保護要“延年益壽”，而非“返老還童”。對應縣木塔這座千載無雙的重要文物，在現階段以“減緩或遏止傾斜發展”為目標的“治標”策略較急于徹底解決問題的“治本”更為合理、穩妥、可行。

如圖36—38所示，目前的一種思路是局部傾斜嚴重部位采用輔柱支頂，以分擔主柱所承擔的重力，相應減小柱頭水平推力，預期可以起到遏止或減緩傾斜進一步發展的作用。同時，如出現突發災害，后加輔柱也可在原柱子崩落時起到替代承重，從而保持穩定的作用，也是一種應急防護措施。三層平坐層西側W21櫨斗被炮擊燒毀，主柱傳力路徑中斷，但因旁邊有輔柱支頂，未影響結構穩定，可印證加設輔柱思路的可行性（圖39）。該措施不改變木塔的結構特性、體系與平面布局，僅是構件層面（柱）的支護加固，也是一種已經在木塔及其他木構上實施多年的傳統加固做法。這一思路將結合局部足尺模型等結構試驗與節點參數測試成果，并經符合結構特點的木塔整體數值模型分析驗證。

基于應縣木塔整體價值保護及國家文物局近年來倡導的“預防性保護”理念，“維持現狀”就不是一個權宜之計，而是最優選擇之一;更進一步， “現狀撥正”也可能是在經深入研究后、技術成熟條件下的另一個較好選擇;而以落架大修為主的“全面修繕”則要萬分謹慎，只有在前兩種路徑均已不通，即局部的現狀加固已經不能解決木塔穩定而明確具有倒塌風險的情況下再予以考慮，并且必須事先具備相應的研究基礎與技術能力，方案具有可隨時組織實施的可行性。在應縣木塔保護中，理想情況是積極創造條件，讓完備妥善的“全面修繕”方案盡早提出，但能夠始終“備而不用”[31]。

需要指出的是，包括落架可能在內的“全面修繕”方案的制定及實施都需依托對木塔構件、節點、材料等基礎信息的詳細準確掌握，也需要對傳統木結構建造工藝的深入挖掘與傳承。為此，有必要以應縣木塔為對象，制作、搭建1：1及其他多種比例、規模的研究性模型，為應縣木塔全面修繕做好技藝與人員儲備，成果同時可用于基礎研究的結構性能試驗以及向公眾展示與闡釋木塔價值。 應縣木塔保護既要“集思廣益”，又不能“筑室道謀”。近期最為緊要的工作是盡快完成木塔現狀結構安全性評估，制定防震減災應急預案;嘗試對傾斜嚴重部位實施局部防護措施，密切監測，以“減緩或遏止傾斜發展”為目標，力爭落實并初見成效。主要工作還包括同時開展木塔精細化測繪及全面信息留存工作，優化完善木塔結構監測并長期實施。下一階段在深入研究基礎上，要完善現狀加固措施及構件修繕，消除較長時期內木塔局部或整體坍塌風險，隨時監控木塔結構的安全性并及時干預。另外，與近期工作平行，現在就要有序組織開展針對應縣木塔各領域的基礎研究，包括結構性能、保護修繕方式綜合研究、建造技藝及傳承研究、各類調查檢測項目、其他考古、宗教、藝術史方面的研究等，在多學科協同基礎上為科學編制木塔保護方案提供支持。項目內容與聯系見圖40，其他需要開展的項目可在研究過程中動態添加。

“闡舊邦以輔新命”。應縣木塔五層正南面高懸明成祖題匾“峻極神工”，五百年后的清末，一層正北面又掛上了匾額“永鎮金城”。今天，愿應縣木塔在科學保護下能以真正的千年之身屹立久長，如同此二匾之善頌善禱：峻極神工，永鎮金城。

（除署名外，本文圖片均為作者自攝，圖、表均為中國文化遺產研究院應縣木塔項目組繪制）

?當然，今天對這些重要古建筑的維修評估應充分考慮時代條件，秉持歷史的態度。

?日本最近完成的建于中國初唐到盛唐時期的奈良藥師寺東塔的解體大修中對待夯土塔基的保護理念與措施就是一個可資對照的重要案例。

?1994年中國文物研究所完成《應縣木塔殘損現狀測繪圖》（審核：張之平，審定：羅哲文）。2000—2001年，山西省古建筑保護研究所組織專門力量按照保護維修設計的要求，對木塔進行了再次測繪，繪制了《應縣木塔變形殘損狀況實測圖》，共27張。之后，在此基礎上，擴展為《應縣木塔殘損現狀圖》，共148張（勘測負責人：孫書鵬，審核：吳銳，審定：柴澤俊）。

?相關評述可參見：侯衛東應縣木塔保護的世紀之爭[N]中國文物報，2013—08—23以及2013—08—28兩期。

?該方案思路是在二層外槽加設斜撐與圓鋼拉索，通過鋼索加力沿二層柱框傾斜方向反向加力，結合新設斜撐調整長度后支頂。思路是在內外槽設置斜拉索，加力后拉力沿著東北至西南方向（二層柱框傾斜方向的反向），以控制柱子向東北方向的傾斜變形。同時在外槽設置可調長度的木斜撐，以控制柱子向東北方向的傾斜變形;另外，在嚴重傾斜柱子后設置內外槽之間的木斜撐。詳見：侯衛東主編，王林安、永昕群編著.應縣木塔保護研究[M]北京：文物出版社，2018。

?針對該方案的不同意見主要包括：鋼索是非線性結構，難以預判在承載上部三層荷載的情況下對二層外槽環向鋼索加力后對木塔的整體穩定的影響;同時有可能會影響二層明層結構原有的擺動特性;傾斜嚴重部位內外槽之間加設徑向斜撐會造成木塔平面剛度的不均，可能導致不可預見的變形;塔外側的斜撐影響觀瞻等。

?梁思成先生記錄：“民國十五年（1926年）國民軍（馮玉祥）自南口退五原，取道晉北，打通應縣雁門一帶，淪為戰場。佛宮寺塔便做了一個方便的炮靶，幸而炮火不太猛烈（或不太準確），未危及全塔之存在。這次戰事，‘塔之上下，被炮轟二百余彈，柱梁欄桿無不受其毀壞”，并炸毀塔頂之云羅寶蓋等等”。引自：梁思成山西應縣佛官寺遼釋迦木塔[A]//梁思成全集（第十卷）北京：中國建筑工業出版社，2007。并參見木塔第五層內槽南面1928年“重修序”及木塔第二層內槽北面1929年“重修匾記”，詳見：陳明達·應縣木塔[M]北京：文物出版社，2001。另“第二層有一根泥道竟為打去一節，第四層內部闌額內尚嵌著一彈未經取出，而最下層西面兩檐柱都有碗口大小的孔，正穿透柱身，可謂無獨有偶。”詳見：林徽因閑談關于古代建筑的一點消息（天津《大公報·文藝副刊》1933年10月7日）[A]//株徽因建筑文萃上海：上海三聯書店，2006。

?成果主要包括：宋曉濱，吳亞杰，羅列，顧祥林傳統樓閣式木塔抗震性能研究[J]土木工程學報，2016（s2）;宋曉濱，吳亞杰，羅烈，顧祥林傳統樓閣式木結構塔振動臺試驗研究[J].建筑結構學報，2017（2），以及吳亞杰在宋曉濱教授指導下完成的木結構相關博士論文。賈良玖副教授近期開展了借鑒應縣木塔結構原理的鋼結構柱擺動抗側的振動臺試驗。

?日本學者腰圓干熊（Mikio Koshihara）、藤田香織（Fujita Kaori）等近年針對日本五重塔1/5縮尺模型開展了振動臺試驗與理論分析。參見：Kaori Fujita Earthquake Analysis of Traditional Japanese Timber Structures等。

?2011年中國建筑科學研究院關建光研究員在“中國文化遺產研究院中國建筑科學研究院聯合古建筑結構試驗室”開展了北京古代建筑研究所牽頭的北京市文物局課題“古建木結構安全狀況無損檢測研究與應用——木結構節點分析與研究”，對自重下木柱擺動抗側機理做了較為深入研究，2017年又開展了后續試驗與理論研究。

?此認識的形成參考了中國建筑東北設計院退休副總工程師，研究員李豪邦老先生發表的<初探應縣木塔屹立千年的力學機理》（2010年）、《應縣木塔搖移鉸接柱盒架樓面相摞結構體系對當今建筑結構設計的珍貴啟示》（2012年）、《應縣木塔彰顯中華科學古建的力學奧秘》（2012年）等系列文章，并得益于201 1年以來筆者在工作中與中國建筑科學研究院研究員關建光先生的討論及受教。最初應用于中國文化遺產研究院《應縣木塔底部三層結構加固工程設計勘察與研究報告及設計說明》（2013年4月）。主要內容詳見：永昕群應縣木塔科學價值及其現實意義的思考[N]中國文物報，2015—4-17（遺產周刊）。

?剛度大的結構抗風能力強;而地震力按剛度分配，剛度小的結構承受的地震荷載較小。

⑧梁思成先生在看到應縣木塔后贊嘆：“這塔真是個獨一無二的偉大作品。不見此塔，不知木構的可能性到了什么程度。” 同行的劉敦楨先生現場也贊嘆不置。見林徽因《閑談關于古代建筑的一點消息》，載于1933年10月7日天津《大公報·文藝副刊》。引自：林徽因：林徽因建筑文萃[M]上海：上海三聯書店，2006。

⑨郭黛妲先生1990年代初期較早提出應縣木塔“簡體結構”的概念，詳見：郭黛妲抗震性能優異的中國古代木構樓閣建筑[C]//中國建筑學會建筑史學分會建筑歷史與理論（第五輯），北京：中國建筑工業出版社，1997;并在21世紀初出版的《中國古代建筑史》（第三卷）（中國建筑工業出版社，2003：379）中逕稱木塔“總體上為木框架簡體結構。”，在建筑史研究中嘗試從現代結構體系出發探討應縣木塔的科學價值，為后來研究者指示了門徑。近年有學者進而提出應縣木塔采用了近似現代摩天樓的“筒中筒”結構，則在結構受力方面相去較遠，參見：光明日報[N] 2020-7-25。筒中筒及框筒結構特點參見：方鄂華多層及高層建筑結構設計[M]北京：地震出版社，1992

⑩1991年，中國文物研究所（2017年8月更名為中國文化遺產研究院）委托北京建筑工程學院古建筑研究室合作完成《佛宮寺釋迦塔現狀測繪圖》（負責人：王貴祥，審核人：臧爾忠，1991年8月），共152張，包括總的立面圖、剖面圖、各層平面圖與剖面圖、鋪作詳圖、各層定位圖、斗棋仰視平面圖、以及總體變形圖。

⑩圖10、11、12、14均引自：永昕群等應縣木塔底部三層結構加固工程設計勘察與研究報告[R]中國文化遺產研究院，2013;永昕群應縣木塔科學價值及其現實意義的思考[N]中國文物報，2015—4-17（遺產周刊）。

④關于應縣木塔的具體建造年代及歷代修繕沿革目前尚難以遽定，暫按明萬歷《應州志》及木塔三層所懸“釋迦塔”大牌所記年代。《志》云“余邦人也嘗疑是塔之來久遠，當締造時費將巨萬，而難一碑記耶？即索之，僅得石一片，上書‘清寧二年田和尚奉敕募建數字而已。”釋迦塔《牌》云“大遼清寧二年特建寶塔，大金明昌六年增修益完。”從已有研究基礎來看，建于遼代清寧時期應較可靠，但具體時間與沿革待考。

⑤亞細亞大觀172回第2張，亞細亞寫真大觀社（大連），1938年9月出版。

⑥據（元）白瑗《湛淵靜語》卷二引鄒伸之《使燕日錄》“止存熙春一杰閣，高百余尺，巍然插空，非人間所有。金人亦嘗毀之，竟不能登。”

⑦（元）王惲《熙春阮賦并序》中談到“繼金亡而閣迂”的史實。據他的《熙春閣遺制記》所記，其閣“高有二百二十有二尺，廣四十六步有奇。”（元）張昱詩云：“大安閣是延春閣，峻宇雕墻古有之。”見《輦下曲》，《可閑老人集》卷二，《四庫全書珍本初集》本。引自：葉新民元上都研射[M]呼和浩特：內蒙古大學出版社，1998：28。

①見《契丹國志·后妃傳》：“興宗皇后應州人，法天皇后弟，樞密使、楚王蕭孝穆之女也”，但《遼史》未載。叉，近年發現蕭孝穆之父蕭和葬于遼寧阜新，詳見：萬雄飛，郭天剛，海勇，阜新遼蕭和墓發掘簡報[J].文物，2005 （1）。因此興宗皇后及蕭孝穆一族與應州關系尚待深入研究。

②平城（今大同）是北魏興起的都城，歷史上建有佛教七層的永寧寺塔（《魏書·釋老志》記載：天安二年（467年）“其歲高祖誕載，于時起永寧寺，構七級佛圖，高三百余尺，基架博敞，為天下第一。”）：還建有道教的類似高塔建筑：靜輪天宮（見于《魏書·釋老志》以及酈道元《水經注》等），先建于平城，后遷建于“桑干之陰，岳山之陽”，即今應縣附近，與應縣同位于平域南方的桑干河平原一個地理單元之中。參見：龐駿，北魏天師道靜輪天宮建筑形制淵源[J].揚州大學學報（人文社會科學版），2015 （2）。

③按清康熙《古今圖書集成》與雍正《山西通志》說法，應縣木塔“舊志載晉天福間建”，可資探討。

參考文獻：

[1]（金）元好問 應州寶官寺大殿[C]//元遺山詩集箋注施國祁，注北京人民文學出版社，1990

[2]陳明達應縣木塔.[M].北京;文物出版社，20

[3]（日）鈴木智大日本木結構塔的結構及演變[c]//第三次中、日、韓建筑遺產保護國際會議論文集——佛塔建筑保護北京，2011

[4Ⅱ5]（日）箱崎和久，關于日本古代寺院木塔的柱網分布與立體復原[C]//東亞地區六七世紀佛寺塔基考古學研究國際學術研討會日本東北學院大學文學研究科，中國社會科學院考古研究所漢唐研究室，2005

[6]杜玉生北魏永寧寺塔基發掘簡報[J]，考古，1981 （3）

[7]楊鴻勛關于北魏洛陽永寧寺塔復原草圖的說明[J].文物，1992（9）

[8]錢國祥北朝佛寺木塔的比較研射J].中原文物，2017 （4）

[9]陜西省法門寺考古隊韓偉等扶風法門寺塔唐代地官發掘簡報[J].文物，1988（10）

[IO]（宋）文瑩玉壺清話[M]//湘山野錄續錄玉壺清話鄭世剛，楊立揚，點校北京：中華書局，1984

[11][26][28]莫宗江應縣朔縣及太原晉祠之古代建筑[C]//雁北文物勘查團報告文化部文物局，1951

[12]（日）秋山宏基于能量平衡的建筑結構抗震設計[M].葉列平、裴星洙，譯.潘鵬，校北京清華大學出版社，2010

[13]永昕群應縣木塔科學價值及其現實意義的思考[N]中國文物報，2015—4-17（遺產周刊）

[14]永昕群等應縣木塔底部三層結構加固設計設計說明[R]中國文化遺產研究院，2013

[15][30]侯衛東主編，王林安、永昕群編著應縣木塔保護研究[M]北京：文物出版社，2016

[16]張風亮中國古建筑木結構加固及其性能研究[D]西安西安建筑科技大學，2013

[17]陳金永宋式四柱帶科棋足尺木結構模型滯回性能試驗研究與模擬分析[D]太原太原理工大學，2017

[18]賀俊筱，王娟，楊慶山考慮高徑比影響的木結構柱抗側能力試驗研究[J].土木工程學報，2018（3）

[19]賀俊筱古建筑木結構關鍵節點及構架受力性能研究[D]北京：北京交通大學，2019[20]劉星帆干架結構動力分析初探——以應縣木塔為例[D].廈門：廈門大學，2017

[21]永昕群，周俊召等應縣木塔變形監測2015-2020年情況概述[R]中國文化遺產研究院，建設綜合勘察研究設計院有限公司，2020

[22]李士溫等應縣木塔抗震研究報告[R].太原工業大學土建研究所

[23]雁北地帶地震資料分析[R]//應縣木塔維修保護工程管委會應縣木塔修繕前期勘測研究成果提要，2002

[24]王株安，楊慶山等應縣木塔風荷載與風效應原型實測[R] 中國文化遺產研究院，北京交通大學，2011

[25]（日）伊東忠太，北清建筑調查報告[C]//東洋建筑（上）（《伊東忠太建筑文獻》第三卷）日本龍吟社，1936

[27]永昕群等應縣木塔底部三層結構加固工程設計勘察與研究報告[R].中國文化遺產研究院，2013

[29]侯衛東，王襪安等應縣木塔嚴重傾斜部位及嚴重殘損構件加固工程施工深化及優化設計[R].中國文化遺產研究院，2016[31]永昕群960歲的應縣木塔如何保護[N]人民日報，2020—1128 （5）

[32]永昕群等應縣木塔保護工作方案[R].中國文化遺產研究院，2020

（責任編輯：張雙敏）