摘要: 峻极神功，永镇金城应县木塔保护回顾与前瞻 中国文化遗产研究院应县木塔项目组鲁殿灵光，中国古建筑的百代标程山西省雁门关以北约一百公里，大同盆地桑干河冲积平原的中心矗立着高大的应县木塔，在平旷原野、村镇市廛及四围群山衬托之下，方圆百里可见。应县五代时期称应州，是五代后唐、后晋、后汉三朝帝王故里，沙陀族的聚集地，也是辽宋边界重镇，当时 ...

峻极神功，永镇金城

应县木塔保护回顾与前瞻

中国文化遗产研究院应县木塔项目组

鲁殿灵光，中国古建筑的百代标程

山西省雁门关以北约一百公里，大同盆地桑干河冲积平原的中心矗立着高大的应县木塔，在平旷原野、村镇市廛及四围群山衬托之下，方圆百里可见。应县五代时期称应州，是五代后唐、后晋、后汉三朝帝王故里，沙陀族的聚集地，也是辽宋边界重镇，当时号称“金凤城”。据明万历《应州志》记载，应县木塔建于辽清宁二年（公元1056年），是世界上现存最古最高的一座可登临的木构楼阁式建筑，也是现存唯一的一座真正具有多层使用空间的古代木构佛塔。1974年塔内曾发现失传已久的契丹藏残卷，以及佛牙舍利、夹缬佛像等珍贵文物，轰动中外。

应县木塔，全高65.84米（中国文化遗产研究院2011年4月测），约合普通住宅楼23层。外观八角五层六檐，内部九层，塔底层总面阔30.27米。全塔上下除了砖石塔基、屋面瓦作、一层墙体和砖砌铁制塔刹外，均为木构件搭建而成。中国明、清以前不乏土木结合或纯木质的高层木构，如曹魏凌云台、北魏永宁寺塔、隋代庄严寺木塔，唐武则天明堂、北宋开宝寺塔等，但由于历史条件的变化，均早已颓毁；使得应县木塔成为现存中国古代木结构高层建筑的顶峰与绝响，展现了中国木结构体系的极限可能性。由于各种应然与偶然的因素，使其经历雷火、风雨、地震、兵隳等各类天灾人祸，竟能在历代维修保护之下，岿然独存至今九百六十余年，鲁殿灵光，确可称之为中国古建筑的百代标程。

自东北方望应县木塔与寺院全景 （2011年）

应县木塔南立面近景（2011年）

应县木塔南立面近景（2020年）

四层明层内槽内景（李鹰摄，2018年）

一层内景 （2018年）

继继绳绳，保护加固之路纷纭起伏

按陈明达先生梳理，自建塔至1949年以前，应县木塔共经历五次大修理。1928-1935年间，应县地方人士针对1926年木塔遭受军阀炮火引起的破坏进行了相应维修，但由于拆除了外槽环向斜撑及夹泥墙，对木塔结构安全造成了损害。需要明确的是，以上这些干预措施无论得失，都谈不上现代意义的古建筑保护。

应县木塔现代意义的研究与保护工作可以说伴随着我国建筑历史学科和古建筑保护学科同步发展。虽然日本学者伊东忠太在1902年即考察应县木塔并发表简要介绍，但之后一直没有进一步的研究。1933年，梁思成先生就职于中国营造学社不久，就与刘敦桢先生一同赴应县木塔考察，偕同莫宗江先生等对应县木塔开展了详细的调查与测绘工作，并做了残损记录，资料整理完备后本拟随即出版专著，但因抗日战争爆发，书稿受损未能实现。2007年，中国建筑工业出版社将中国文化遗产研究院新发现的梁思成先生文稿与清华大学资料室藏的部分图纸、测稿及照片合璧，以《梁思成文集》第十卷的形式出版了1933年到1935年营造学社关于木塔调查测绘的成果，为木塔研究与保护复原了一个高水准的开端。

应县木塔历史照片

梁思成、莫宗江先生木塔测稿，各层外柱倾斜记录，1933年(清华大学资料室藏)

山西应县佛宫寺辽释迦木塔--东西断面，中国营造学社绘，1935年（中国文化遗产研究院藏）

1949年后，各级政府对应县木塔保护均非常重视。1950年，莫宗江先生随文化部雁北调查团再次调查木塔，在《雁北文物勘查团报告》中留下了对木塔原状及倾斜变化极为珍贵的记录文字。1953年，在佛宫寺设置古迹保养所。1957年，文化部文物管理局回函山西省文物管理委员会，同意将应县木塔修缮列入下一年度古代建筑修整所修缮计划。陈明达先生在营造学社测绘资料及补充勘测、制作模型的基础上，于1966年出版了《应县木塔》专著，开辟了中国古代建筑设计方法 研究新路径。1973年8月，国家文物事业管理局组织杨廷宝先生等多位专家就应县木塔的局部倾斜加固问题进行研讨，随后山西省文物工作委员会组织实施了规模较大的维修加固工作（1974-1981年），包括加设斜撑、楼板加强、梁柱加箍、外槽木构件油饰等。

二层明层地棚下1970年代结构加固措施

二层明层1970年代结构加固措施

1991年，中国文物研究所（中国文化遗产研究院）组织北京建筑工程学院（北京建筑大学）测绘应县木塔现状全套图纸，之后开展了残损现状勘察。上世纪90年代中期以后，应县木塔修缮由山西省负责组织，投入了大量的研究力量与经费支持，山西省古建筑保护研究所等十余家机构完成一系列勘察、测量、研究报告及设计方案。2002年6月，应县木塔修缮保护工程管委会在太原召开了包括7位院士在内40余位专家参加的应县木塔修缮保护工程方案评审论证会，会上讨论了整体落架大修、上部抬升、钢架支撑与现状加固四类方案。落架大修虽然延续传统修缮做法，但存在旧构件更换过多与变形矫正后难以安装问题，历史信息损失过多；钢架支撑方案虽然对本体干预较少，但存在思路难以落地的技术问题，同时也是对木塔自身挺立的一种否定。最终上部抬升方案经专家投票占优，即将保存较好的上部三层整体抬升，大修调正二层倾斜柱梁框架后再将上部三层整体落回。由于难以确认上部抬升之后能否顺利回落到大修后的二层之上，2006年4月，这一方案经深化后，又在国家文物局于朔州召开的“应县木塔抬升修缮方案评审会”上被专家否定。

上部抬升及施工用保护棚示意图

整体支撑加固方案剖面图

二层内外槽梁架横剖面（东西）测绘图（北京建筑工程学院测绘，1991年）

二层内外槽梁架剖面图（中国文物研究所勘测，1994年）

应县木塔二、三层断面图（西－东）（山西省古建筑保护研究所勘测，2000年）

木塔一层东西横剖面现状测绘图（中国文化遗产研究院、天津大学，2011年）

在此情况下，加强监测，摸清木塔倾斜发展状况，开展针对性的现状抢险加固被大多数专家认可是一条现实可行的保护路线。国家文物局于此次会议后明确了现阶段应县木塔保护监测与研究先行，现状抢险加固的方针。2007年底，中国文化遗产研究院承担应县木塔保护研究项目技术牵头工作至今。自2008年开始，经过对倾斜严重柱3年多的局部监测，明确其倾斜在持续发展，2011年5月，国家文物局在京召开监测阶段性成果汇报会，要求进一步深化木塔监测信息的分析研究和木塔现状的安全评估，在此基础上，抓紧研究制定有针对性的木塔局部维修加固方案。中国文化遗产研究院随即启动了相应方案编制并在2012年报审， 2014年，国家文物局原则同意《应县木塔严重倾斜部位及严重残损构件加固方案》。实施中经过图纸深化、试验性施工，以及专家提议、现场暂停等一系列过程，2017年以来该方案实施正在优化之中。

《应县木塔严重倾斜部位及严重残损构件加固方案》实施的试验面，2017年底暂停

木德参天，刚柔分层的高超结构体系

如前所述中国古建筑自周秦以来，高层巨构代不乏出。但唐代以前除木方叠垒的井干楼之类以外，大殿如秦汉咸阳宫、未央宫，高层如北魏洛阳永宁寺塔等，均是夯土台为中心外附木构的形式。汉晋隋唐以来所建之明堂与南北各地佛塔，即便没有夯土芯台也会设置中央贯通上下的巨木以解决抗侧力和塔刹承重问题，如日本现存之佛塔即保有此种做法。盛唐之后乃至五代宋初，高层木结构技术才最终成熟，出现了主体木构建造，内部空间敞亮，没有中心柱遮挡的高层木结构，应县木塔就是其杰出代表与唯一留存下的实物。之所以这样说还因为元代之后，中国高层木构转变为另一种“通柱”的结构形式，而且再也没有达到可与应县木塔匹敌的层数与高度。

应县木塔的结构体系，根本地讲就是分层，把单层的殿堂式（按照北宋营建官书《营造法式》分类）建筑一层一层叠垒起来。这种分层是刚性层和柔性层相间布置，上下层柱采用“叉柱造”，且构件之间的榫卯都很简单，是一种积木叠置的思路，完全不是坊间传播的所谓现代筒中筒结构。

结构工程学上木塔分层示意图 （中国文化遗产研究院 2012年）

木塔外观5层，但结构上分为9层；除一层外，以上四层中每层单元包括明层（供瞻礼的佛殿层），拥有开敞空间的梁、柱间架；以及其上满布斜撑刚度很大的的暗层（无人员活动）。从结构特性上看开敞的明层（佛殿层）梁架抵抗侧向风力或地震作用的能力较弱，能够发生较大变形，是柔性层；相对而言，暗层整体性很强，像一个厚重的箱体压在佛殿层内外两圈共32根柱子及梁枋组成的间架上，是刚性层。与现代结构设计及分析假定截然不同的是，这些柱子之间以及柱子与梁枋之间的连接都是搭接关系，而不存在一个连续受力节点；因此，只能传递重力与摩擦力，不能像现代结构节点一样传递拉力及弯矩。这种类似一圈石块支撑磨盘的结构，在抵抗风荷载时，因每根柱子承载重力产生的弯距大于水平风荷载产生的弯距，因而具有自恢复能力，是稳定的。在抵抗地震荷载时，则由于地震力自下而上传递，柱脚和柱头都可在一定范围内变形滑移，因而具有明显的隔震效果。抗风与抗震，这一在现代结构设计中难以调和的有着相反刚度要求的矛盾，却在应县木塔高超的结构体系中得以统一。另外，除柱子外，木塔佛殿层外槽柱间还配置了具有斜撑的夹泥墙，形成第二道抗侧力防线，对突发大变形起到限位作用，防止破坏性的局部倾斜发生。

应县木塔结构层刚柔分层概念示意图（中国文化遗产研究院 2015年）

柱受力特点示意图

基于结构分层认识的木塔结构简化概念模型（中国文化遗产研究院 2012年）

应县木塔挺立千年的事实，可看作是最为真实的结构试验，足以证明其自身结构的合理与优越。当前国际结构工程界最新抗震理论认为刚、柔混合结构可以克服传统结构抗震的缺点，我们将应县木塔与之主要特点进行对照，可发现两者高度一致。应县木塔这一突出的科学价值不但可作为一种建筑的杰出范例以展示出人类历史上的重要阶段，申报世界遗产当之无愧；而且可对当代高层及超高层结构设计起到直接的借鉴作用，具有重要的现实意义与科学价值。

地震兵隳，局部倾斜及构件残损严重

应县木塔自建成至今，经历对其有显著影响的地震40余次，其中受到烈度七度以上的地震影响有2次。万历《应州志》载：“经元迄我大明，大震凡七，而塔历屡震屹然壁立。”元大德九年（1305年）附近的怀仁地震与天启六年（1626年）灵丘地震，应县烈度分别为八度以上和七度。据1996年太原工业大学完成的应县木塔抗震研究报告，1976年唐山地震一年后对木塔进行了变形观测，偏移值以二层顶为最大（约1.4cm），也正是木塔损伤最为严重的薄弱部位。综合各种资料，比对营造学社的勘察测绘记录，可以认为木塔自身结构具有很强的抗震能力，历史上的地震没有对应县木塔产生致命的影响；但由于外力破坏、柱子倾斜、构件残损退化等导致目前的抗震能力下降。另外，从开展的多次风荷载及风效应现场实测、模型风洞试验、风场分析研究来看，应县木塔风荷载影响属于正常范围，不属于特别突出的影响因素。

应县木塔为宗教建筑，受历代受帝王官吏及信众顶礼膜拜，维修不辍，基本上未遭人为破坏。逮至现代，一方面宗教信仰消退，另一方面战争武器进步，木塔也因之受到强烈影响。因木塔位于清代应县县城西北角，距西、北城墙仅百米之遥，木塔西南、西侧、西北三面受炮损严重。梁思成先生记录民国十五年（1926年）军阀炮击造成木塔破坏，1935年（民国二十四年）的维修应即针对此次破坏。与梁先生共同测绘木塔的莫宗江先生1950年随雁北文物考察团考察应县木塔，在报告中写到“抗日战争与解放战争期中，曾被据城顽抗的敌人利用作观察抗御的据点，至今塔内砖垒的工事还在；前后曾经中炮四十多发。”“自夹泥墙被拆除改成格子门以来，仅仅经过十四五年，塔身已可以看出歪向东北。在第二层内的各柱向东北倾斜最甚”。