绝壁之上的建筑奇迹 无惧地震屹立不倒(图)
全木质结构的悬空寺历经千年,无惧地震而屹立不倒。(示意图/图片来源:Adobe Stock)
悬空寺建在恒山金龙峡西侧翠屏峰的悬崖峭壁间,距今已有1500多年,整个寺庙为木质框架式结构,在数段由红色木柱支撑的栈道上,建了大大小小40间楼阁。这些楼阁的分布,对称中有变化,看似分散却又相互联系,曲折回环,虚实相生,错落相依。
寺院整体格局也与人们常见的寺院大不相同。它既不像建在平原的寺院,中轴突出,左右对称,也不同于山地寺观,依山势逐步升高,而是巧借崖壁凹凸起势,随其自然,好似浑然一体。远远望去,悬空寺就如同一幅玲珑剔透的浮雕,镶嵌在如刀削般的峭壁间,而走近观看,却又有充满灵动,好像要凌空飞起的感觉。
而围绕着悬空寺,还有诸多谜团,其中最令人好奇的就是,在没有机械的古代,古人是如何将寺庙建造在绝壁之上?这全木质结构的建筑又为何能历经千年,无惧地震而屹立不倒呢?
27根横梁支撑全寺
考古学家们发现,这悬空寺所有的楼阁和栈道下都埋有木质横梁。这些横梁直径50厘米左右,有2米深嵌在山岩之中,而露在外面的部分大约有1米左右。仔细数数,这样的横梁共有27根,专家们相信,建造者利用力学原理,使这些半插的横梁作为整个寺庙的地基,挑起了整座悬空寺。
在悬空寺的下方,人们还会看到一根根立木,看起来好像它们起到了将悬空寺插入山崖,以及支撑寺院的作用。其实呢,栈道下方的立木是后人加上去的装饰品,可以晃动,没有支撑的作用,但在楼阁下方的立木就完全不同了,这些立木正好顶住横梁,几乎无法移动。
承重问题解决了,可是这木头做的横梁如何能历经千年而不腐坏呢?据说,这些横梁是用当地的特产铁杉木加工而成的,都用桐油浸过,具有良好的防腐作用,难怪可以经过千年之后,至今仍然完好如初。所以当地人将这些横梁称为“铁扁担”呢。
古代膨胀螺丝
20世纪90年代,山西文物部门曾试图更换部分悬空寺的横梁,令大家没想到的是,在这次修缮过程中,专家发现了这座寺庙独特的建造方式。
原来在修葺西侧的过道的几根横米时,大家想尽了办法竟然也无法将横梁从石孔中拔出来。没办法,专家最后决定直接用锯子锯断横梁,再拿电钻将木材根部钻烂。就这样好不容易将横木给取了出来。
横木取出来之后,专家发现这几根横木的造型怪异,横木上面有许多的倒齿,而且一边裂缝中有许多的楔子,一研究才发现,这不妥妥的是一个巨大膨胀螺丝吗!原来,所有的横梁都被做过独特的处理,插入石孔的一端打上了楔子,打入洞内,楔子会撑开横梁,牢牢卡在石壁上,打得越深,固定得就越紧密。
根据寺里石碑的记载,在当时,工人们首先开凿石孔插好横梁,然后再在山脚下,制造出构建寺庙楼阁的每一个木质构件。当把所有的构件都造完之后,把它们搬运到山顶上,再用绳索把工人和这些部件都放到山腰,在那里工人将这些部件拼成一个个单独的楼阁。再在单个的楼阁间铺上栈道,连接成整体,这样便成了悬空寺。
超级抗震能力
悬空寺所在的浑源县历史上曾经有多次地震的记载,最近40年发生了两次6级以上地震,其中一次使浑源县城大约三分之一的房屋倒塌,损失惨重,然而悬空寺却安然无恙。这究竟是如何做到的呢?
我们之前介绍了,悬空寺完全是木质建筑,不但悬空的楼阁靠木材支撑在悬崖上,楼阁本身的框架结构也是由木质的梁柱组成,形成了一个榫卯结构。榫卯结构最显著的特点之一,就是富有弹性。这种结构的建筑在受到巨大外力作用时,部件彼此错动,当外力消失时又能恢复原状,所以抗震能力是超强的。
再举一个榫卯结构建筑的典型例子──北京的故宫。故宫自建成六百多年以来,可以说是饱经考验。光是地震就经历过大大小小200多次,可是每一次地震过后故宫都安然无恙。曾有专家按1:5的比例复制出一栋故宫模型,并对它进行了地震模拟测试,结果令人惊掉了下巴:即便震级达到10.1级,模型依然挺立。可见榫卯结构的抗震能力之强大呀。
为了防止地震造成损失,悬空寺有一个设计也非常特殊。仔细观察悬空寺,它所处的位置是山体中的一个凹槽,看上去仿佛是被人用刀斧在半山腰砍进去一块一样,所以悬空寺上方的山体成为它天然的保护伞,即便地震时山体有落石也砸不到它。
责任编辑:岳尔
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