应县木塔科学价值、倾斜变形与保护路径探析

2021-06-24永昕群

中国文化遗产 2021年1期

摘要：应县木塔是世界上现存最古、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。应县木塔柱具有的自复位及刚柔分层为主的结构特点与科学价值，是应县木塔保护的科学基础与逻辑起点。应县木塔目前最为主要的病害是二、三层，尤其是二层局部倾斜严重。通过中国文化遗产研究院2008年以来对应县木塔的持续监测，尤其是201 5年以来的整体变形监测，并追溯其早期影像资料与文字记载，明确了应县木塔倾斜严重部位的变形特点及速率。监测显示二层各柱整体呈现自西南向东北倾斜在持续渐进发展，各柱倾斜增量大体上均自西南向东北逐渐减小，北侧和东北侧部分柱子外倾。近三十年在国家文物局密切关注下木塔相关监测、研究与加固措施一直在持续开展。多年来，各界专家学者围绕木塔修缮提出不同类型的保护方案。学术争鸣谋定后动，应县木塔应秉持价值保护与最小干预理念，以“减缓或遏止倾斜发展”为目标，积极采取切实有效措施“维持现状”，研究编制完备妥善的“全面修缮”方案“备而不用”。相应地，提出了应县木塔整体的保护项目线路图。

关键词：应县木塔;结构特点;科学价值;慎终如始;减缓或遏止倾斜发展;保护路径

“竭国想从辽盛日，阅人真是鲁灵光。”此为八百年前金代大诗人元好问在应州目睹“缥渺层檐凤翼张”的杰构之后写下的叹赏诗句[1]。这座世人习称的“应县木塔”矗立于雁门关长城之外大同盆地桑干河冲积平原的中心，在平旷原野、村镇市廛及四围远山衬托之下，方圆百里可见，正如塔正南一层檐下牌匾所称叹的“天柱地轴”一般（图1、2）。

应县毗邻大同，北魏时属于拓跋鲜卑京畿腹心之地;五代时称应州，是后唐、后晋、后汉三朝帝王故里，沙陀族的聚集地，当时号称“金凤城”;辽金时期仍辅翼西京，或是萧氏后族汤沐之邑①，州城之规模数倍于明代缩建之后[2];元、明屡有战伐，多位皇帝亲临，很受重视。可见辽、宋以前的应州远非清代大一统后雁北荒寒小城可比，恢宏的木构高层佛塔建于应州自有其殊胜因缘，粗谓其远绍自北魏②，蓄势于五代③，成就于辽金，完善于元明应无不当，对其建造历史的溯源揭示有待于下一阶段的深入考证与研究。

一、刚柔分层的结构特点与科学价值佛宫寺释迦塔，即应县木塔，建于辽清宁二年（1056年）④，全高65.838米（中国文化遗产研究院2011年4月测），外观八角五层六檐，内部九层，塔底层总面阔30.27米，全塔主体均为木构件搭建而成（图3、4）。实际上可看作是空间上竖向分布的五座佛殿，每层的八角形平面都分内槽和外槽，外槽空间供人通行、礼拜，而内槽里的宽敞空间则供奉佛像（图5、6）。1974年前后自塔内佛像中还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（图7）。对照日本现存木构佛塔均有中心刹柱，且一般无楼板、楼梯，个别江户时期以来所建木塔有楼板楼梯，但也无使用空间，难以登临（图8）[3][4]。应县木塔的历史价值、艺术价值、文化价值焕然在目，此不赘述，仅就其科学价值表微献曝。

中国在辽之前或前后不乏土木结合或纯木质的高层木构，大约晚唐五代之前者均布置有夯土芯或中心柱，如北魏洛阳永宁寺塔[6-8]、唐法门寺塔[9];五代前后出现了与应县木塔类似的结构，如北宋开封开宝寺塔[10]与熙春阁⑥（元拆建至上都改名大安阁⑦），但均早颓毁。元代之后高层木构转变为一种“通柱”的结构形式，高度上再未能匹敌前修;唯应县木塔结构优越而坚牢，且邀天之幸，至今九百六十余年经历雷火、风雨、地震、兵隳，在历代维修保护下岿然独存，展现了中国木结构的极限可能性⑧，无愧为中国建筑的百代标程。

应县木塔的结构体系与现代建筑有着本质上的不同。总体地讲就是分层，是把单层的殿堂式（按《营造法式》分类）建筑分层叠垒起来。其主要构件之间的榫卯以简洁直榫为主，是一种积木叠置的做法，上下层柱子之间以及柱子与梁枋之间都是搭接，只能传递重力与摩擦力，不能传递弯矩与拉力，与“木框架简体”存在差别⑨，尤非“筒中筒”结构。“筒中筒”结构内（核心）筒刚度非常大，负责抗弯，外筒或外框能够承受拉力和压力，内、外筒之间以刚性的楼板连接协同工作。事实上，虽然应县木塔平面形式上表现出内、外二圈的柱网（图9），但结构原理与现代“筒中筒”相去甚远。

应县木塔外观5层，除一层外，以上4层每层单元包括明层（供瞻礼的佛殿层），拥有空间开敞的梁、柱间架，内外槽共32根柱子（内槽8根，外槽24根），是结构上的柔性层;其上是斗棋、梁袱组成的铺作层和满布斜撑整体性很强的暗层，是结构上的阿l-|生层。刚、柔结构层交替叠置（图10）。各层柱子直径在55厘米左右，明层柱高2.8米左右，长细比接近5：1;加之建造过程中又在柱子后面加设了辅柱，进一步加大了柱截面，形成相对短粗的形态。柱子上下端与梁既不是刚接又不是铰接，而是直接搁置其上，因此重力与支撑力具有作用面与力矩，在水平力作用下，合力的作用点是不断变化的。与现代结构不同，这样的柱子不宜简单地简化为一个二维构件计算，而须按三维块体或墩台考虑（图11）。在上部重力作用及刚性层协调下，短粗的柱子在抵抗风荷载时承载重力产生的弯距大于水平风荷载产生的弯距，因而具有自复位的能力，可保持稳定;柱子在上部重力作用下的回复力是其抗侧能力的重要来源。每层结构就像一个磨盘下面垫着两圈短粗的木柱，难以推倒，非常稳定（图12、13）。在抵抗地震荷载时，地震力自下而上传递，由于短柱摇摆也形成明显的隔震效果?。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（圖14）。

另外，除柱子外，木塔明层外槽柱间还配置了斜撑和夹泥墙（图15），形成第二道抗侧力防线，在偶发的大变形如大地震情况下起到限位作用，防止破坏性的局部倾斜发生。

综上所述，应县木塔的结构特性表现在以下几点：（1）结构按照《营造法式》殿堂式做法，水平分层。（2）刚、柔结构层相间布置。（3）平面布局均衡对称。（4）节点采用简单的直榫等搭接方式，不连续。（5）柱子具有自复位能力，建筑自重是结构抗侧力及稳定的源泉。（6）具有接续二道抗侧力防线。（7）用较小尺度构件搭建高大结构，且具有宽敞的使用空间。

应县木塔挺立千年的事实足以证明其自身结构的合理与优越。笔者曾将应县木塔与国际结构工程界当前新型抗震理论（参见日本东京大学秋山宏教授论著[12]）主要特点进行对照，发现两者在采用刚、柔混合结构以克服一般现代结构抗震的缺点方面高度一致。包括：

（1）应县木塔由支撑自重的明层柱框（含柱子、普柏枋与阑额，无径向斜撑，是柔性单元）和耗散地震输入能量的平坐层与铺作层（布置斜撑，是刚度较大的弹塑性单元）组成。

（2）结构自振周期长，能够降低地震响应速度。

（3）平坐层内木枋呈井干式叠垒，各层铺作也是类似的交叉咬合，通过其变形与局部破坏能够快速、充分耗散地震输入能量。

（4）刚度较大的平坐层与铺作层起到控制变形的加强层作用。

由此可见，应县木塔与理想抗震结构高度一致，不但具有工程史上的杰出价值足以申报世界遗产，而且可对当代高层结构设计起到直接借鉴作用，同时也是应县木塔保护的科学基础与逻辑起点[13]。

2011年以来，围绕应县木塔保护实践，其结构特性相关新概念得到运用与积极鼓吹推广，已逐渐获得结构工程主流学界认可，包括中国建筑科学研究院（图20）、太原理工大学（图18）、西安建筑科技大学（图17）、北京交通大学、重庆大学（图19）、北京建筑大学、厦门大学（图21）等已完成一系列基于以上认识的重要结构试验或理论分析成果，同济大学也完成了上海某新建仿古木塔的1：5缩尺振动台试验及数值分析、施工监测等系列成果以及借鉴木塔结构原理的钢结构振动台试验?。中国航空规划设计研究总院开展了基于接触节点与离散有限元的古建筑结构分析实践。日本结构工程界近年对传统木结构受力特性开展了很多重要试验及研究可资借鉴?。目前来看，国内结构工程学界关注应县木塔保护的大多数重要机构已经取得共识，能够较准确反映中国古代多层木结构实际特点的结构分析方法突破在即，有望为应县木塔稳定性评估及现状加固方案提供理论依据。

二、现状局部倾斜严重且渐进发展

应县木塔目前最为主要的病害是二、三层，尤其是二层局部倾斜严重（图22）。倾斜最严重部位二层西南侧靠北的平柱2020年8月测量倾斜角度11°51`，柱头相比柱脚中心点向东北方向偏移576毫米，而此柱高度仅为2805毫米（柱底径600毫米），偏移量超过柱高的1/5，接近柱径。所赖其后侧辅柱及周边梁柱扶持尚保持斜立而未倾倒，但是其反作用力施及内、外槽周边梁架，上推柱头内倾，下推柱脚外闪。西南侧及其附近的内倾柱所产生的推力导致二层柱框总体上形成自西南向东北方向倾斜的变形（图23）。三层整体上为自西北向东南倾斜的变形，倾斜情况好于二层（图24）。四、五层现状较好，部分柱的标高因下部柱的倾斜而有相应的变化，五层柱西、北侧相对下沉。

通过中国文化遗产研究院2008年以来对应县木塔的持续监测，尤其是2015年以来的整体变形监测，并与历史测量数据比对参照，目前已明确二层各柱整体呈现的自西南向东北倾斜还在持续渐进发展，各柱倾斜增量大体上均自西南向东北逐渐减小，北侧和东北侧部分柱子外倾（图25）。其中倾斜最为严重的二层明层西南侧外槽北平柱W23的柱头与柱脚中心点以每年2-3毫米的速率向东北方向倾斜，发展持续且稳定。西侧北角柱W19柱外倾变形增量最大，5年间其每年外倾位移量超过1.5毫米，变化方向为正北略偏东。

明万历《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1.4厘米），也正是木塔损伤最为严重的薄弱部位[22][23]。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，但西南风属于其主导风向之一l241。近年经多次测量显示木塔基础稳定，基本无不均匀沉降。

从1902年日本学者伊东忠太拍摄的应县木塔最早影像（图26），也是对研究其局部倾斜发展最有意义的西侧立面照分析，1902年时木塔二层西南侧面已经整体向内倾斜，但西南侧柱框无平面翘曲;正西侧的4根柱子已经向北倾斜，且自南向北倾斜递减;三层西侧各面柱框均完好，无倾斜。与2020年7月基本同一位置角度拍摄的照片（图27）对比（其实应更接近木塔仰角更大拍摄，但树木会遮挡二层，影响对比效果）可见，二层西南侧面整体向内倾斜加大，且西南侧面柱框出现翘曲情况，西南面北角柱倾斜更甚，造成西南侧二层塔檐角部下垂明显;二层正西面柱框各柱向北倾斜均加大;三层正西面柱框向南倾斜，西北面、西南面柱框也向南侧微倾。四、五层西侧各面柱框均较完好无倾斜，从两幅照片上看变化不大。

由以上间隔118年的照片对比可见，1902年时的应县木塔经已经在二层西南侧柱框形成肉眼可见的内倾，与今天的变形趋势类似，但程度为轻。这应该就是800余年历史上的地震与大风以及构件残损退化的影响，虽因木塔自身结构的优越没有产生致命的影响，但在薄弱部位已出现明显的局部倾斜。

对照1933年梁思成等诸先生调查测绘木塔记录也表明当时木塔整体状况尚可，但与1902年伊东忠太调查记录及照片不同的是，三层西侧柱子明显出现倾斜，主要原因应是1926年军阀战争炮击所致?。测稿记录：二层西南侧柱“内倚”，这与1902年伊东忠太的照片也相符，但情况好于三层西侧北柱“向内倚甚”，二层西南侧柱并未有过于明显的倾斜，没有作为特别病害提出（图28）。但是，1935年当地士绅修缮木塔时拆除了原有的外槽夹泥墙及内部的斜撑，减弱了外槽的抗侧刚度。莫宗江先生1950年随雁北文物考察团再赴应县木塔，在报告中记述了战争炮击与拆除外槽斜撑引发了木塔二层柱框自西南向东北方严重倾斜（图29、30）：“抗日战争与解放战争期中，曾被據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”。[26]

为研究斜撑抗侧能力与拆改后安装隔扇门抗侧能力的对比，中国文化遗产研究院与北京建筑大学合作目前正在开展木塔二层倾斜严重部位局部足尺模型试验（图31）。对木塔外槽安装斜撑与隔扇门分别做加载试验，目前完成的在柱头20吨竖向力下，斜撑抗侧能力明显强于隔扇门抗侧能力，表明前辈学者判断正确。从前述反映应县木塔西侧各层倾斜状态的1902年照片，以及木塔柱子抗侧及倾斜发展的力学概念出发，我们有理由假定，二层W23柱目前内倾的576毫米中，在1950年前，炮击及其他原因形成的变形超过300毫米（柱半径），此时起该柱顶承受的重力作用线超出了柱子范围，出现了大偏心，重力不能全部下传，一部分开始转化持续且日渐加大的水平力（结构力学称之为“P.△”效应，如图32所示），上推柱头，下推柱脚;加之拆除明层外槽斜撑后木塔抗侧与抗扭能力下降，启动了西南侧柱对整个柱框的持续推动，莫宗江先生因此察觉到“第二层内的各柱向东北倾斜最甚”[28]。另外，也有木塔一层刚度极大（被两圈夯土墙包围）造成的刚度突变、地震与主导风荷载常年积累损伤、木材材性年久退化、关键构件与节点的承载能力下降等的影响。

从1950年至今70年，如按目前监测数据W23柱每年2-3毫米左右的内倾速率估计，这70年其内倾值应在200毫米左右，此估算总体上与实际数据相符。目前此类倾斜严重柱进一步内倾而不倾覆的余量已经很小。同样，外倾的柱子也处于比较危险的状态，因为外槽柱初始状态均为具有“侧脚”的内倾，是西南侧柱子的推力使得东北侧柱子逐渐直立，这个过程柱顶升高，将所承受的近50吨重力顶起，相比而言较为困难，发展较缓;而越过垂直线外倾时，就不需要克服重力做功，发展会较快。由于倾斜存量已经很大，这些倾斜严重柱子有可能在持续发展一段时间后或在正常使用条件下，或因外界干扰如地震等极端条件下倾倒。二层柱框自西南推向东北的剖面见图33。

二、慎终如始，学术争鸣谋定后动

应县木塔的科学保护始自1933年营造学社的勘察测绘。1950年以后，木塔局部倾斜问题逐渐凸显，并成为全国最受重视的文物古迹之一。1957年，文化部文物管理局同意将应县木塔修缮列入1958年度修缮计划。1973年，国家文物事业管理局组织多位专家就木塔的局部倾斜加固问题进行研讨。1974—1981年，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程。进入1990年代，启动了新一轮木塔保护修缮进程。1991、1994年，中国文物研究所、北京建筑工程学院分别测绘了木塔现状全套图纸和残损现状图。1990年代中期以后，国家和山西省投人大量研究力量与经费，组织山西省古建筑保护研究所等十余家机构完成众多勘测图纸、研究报告及设计方案?。2002年6月，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、自身结构与木塔协调变形等技术问题，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微弱占优，即将保存较好的上部三层整体抬升，落架大修调正二层倾斜柱与梁架后再将上部三层整体落回。2006年4月，深化后的上部抬升方案又在朔州评审会上被否?。随后，国家文物局明确了现阶段应县木塔保护监测与研究先行，现状加固的方针。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》，经过图纸深化后于2016年开展了试验面施工?。

截止到2016年应县木塔开展的维修加固工程或者未能遏止局部倾斜发展，或者方案因难达共识而未克实施，其根本原因在于应县木塔结构与现状异常复杂，以及当时对其倾斜情况、结构特性、构件信息等认识与研究的不足。事实上，围绕应县木塔修缮提出的各类型方案都是从不同方向前行的阶段性探索，这场思想开放的学术、专业争论促进了包括应县木塔在内的我国古建筑保护修缮在理念与技术上的进步。近三十年在国家文物局密切关注下应县木塔相关监测、研究与加固措施一直在持续开展，而对于应县木塔的保护干预则慎终如始，坚持在得出科学判断与专业共识前绝不轻举。2016年实施的应县木塔严重倾斜部位加固工程就是按照研究性工程推进，在完成试验面，广泛听取各方面意见后暂停实施以总结其经验与不足（图34、35），目前正在参照监测数据及对木塔变形及结构特性的深入了解进一步优化?。目睹国内外不少仓促开展的不当保护造成的重要文物的损伤，越发凸显在应县木塔保护中坚持监测与研究先行，“谋定后动”，不轻易干预本体的可贵。

中国文化遗产研究院近年紧紧抓住连续开展结构监测这一龙头，首次明确了应县木塔倾斜严重部位的变形特点及速率，为下一步现状加固优化方案提供了分析基础，营造了基本共识，也为即将开展的局部加固措施给出了量化的实施参数与评估标准，取得了应县木塔保护重要阶段性成果。

四、秉持价值保护与最小干预理念

应县木塔的价值涉及建筑、结构、历史、宗教、艺术等领域，纷繁而多元，凝聚九百余年的各类信息，已认识的与未认识的，原则上都有保存的合理性或合法性，今人所见到的应县木塔正是这全部价值与信息的载体，如杜甫诗所谓“一片花飞减却春”，这是决定应县木塔保护加固策略的根本基础。“一切皆会消亡”是超长宇宙尺度之下的哲学预见，而不是在几代人视界内的现实考量，不应把实体消失的可能性即刻落实为现实性;所谓细胞、有机体更新之类的论证与“特修斯之船”一类的悖论也存在尺度、层级、类型等的比拟不伦。一方面，建筑的形制保护与工艺传承极为重要;另一方面，“文物保护”归根结底要聚焦于“物”，必须在物质遗存保护的基础上讨论，不能轻言对建筑物组成构件的更换弃置。正如建筑遗产保护大家法国人维奥莱·勒·杜克所说“在修复过程中采用绝对的准则将迅速导致荒渗”，应县木塔的保护策略注定是考虑安全、形制、实体、工艺、形象、意境等多方面要素的平衡结果。

文物的价值认知随时代而变迁。我们今天认识不到的价值及其载体，几十年后很有可能变为通识。今天看来严谨甚至保守的保护干预，后人看来都有可能存在过度干预而造成信息损失。从当代文保理念看来，1950年代以来国内外众多重要古建筑的维修都留下了这种遗憾?。因此，在保证安全的前提下，“维持现状”，能不修就不修，能不动就不动，抑制“拯救伟业”冲动的“最小干预”，是一种理性的态度与历史的选择。

《威尼斯宪章》中“真实性”与最小干预原则是对文物信息的最大限度留存，也是对我们的先人，尤其是对后人的尊重。东邻日本的习惯做法是对古建筑定期落架大修，以保持其一直处于较好状态。这种修缮在技艺上虽然精益求精，但不得不指出的是，相比中国，日本千年古建虽然不少，但经不断修缮后其很多部分已经难见千年遗存?，特别是基础、苫背、瓦面等相对于大木结构不太受重视的遗存。与日本不同之处还在于应县木塔是年代久远的高层建筑，自重更大，构件残损与变形严重且数量众多;如果落架大修，构件更换率会远大于日本定期修缮的类似级别的古建筑，二层以下大概率会“焕然一新”，这是难以承受的价值及信息损失。

应县木塔历史价值、艺术价值、科学价值极高，这些价值所附着的载体，也就是文物本体，而我们今人所见到的木塔全体正是这一载体，包括九百余年以来的木构架、铺作、装修、地板、基础、瓦面、铁刹、苫背、塑像、壁画、彩绘、匾额等全部实体，以及各种工艺做法痕迹，各种历史灾变痕迹，原则上这一切都有保护的必要，当然难以面面俱到，但这是应县木塔保护修缮的根本基础。

五、以“减缓或遏止倾斜发展”为目标，

对症治疗

“最小干预”并不是不干预。对于应县木塔安全性的评估，可以认为：一方面，二层倾斜严重柱子确实具有局部失稳的危险;另一方面，木塔自身独特的结构体系是保证其安全的重要基础，目前仍然具备这一功能，未因局部变形与构件破坏改变。独具特色的刚、柔相间的木塔结构仍然是其自身安全的依托。木塔高宽比较小，造型敦实，各层整体形心均在安全范围之内。在现阶段，只要对二层倾斜严重部位柱采取相应的局部性的加固与防护措施，成功遏止或减缓二层倾斜继续发展，不出现局部倒塌，正常使用情况下，木塔整体的结构安全就可以得到保证，能够较长时期内维持木塔现状，最大限度保护附丽于其上的文物价值与海量信息，这其实也同时可看作一种防灾预案。因此，木塔倾斜严重部位现状加固极为必要，而且应尽快开展，宜早不宜晚。

此种策略类似于医学上的“对症治疗”：针对性地改善疾病症状，但不以根除病灶为导向，也就是所谓“治标”，亦即我们常提的文物保护要“延年益寿”，而非“返老还童”。对应县木塔这座千载无双的重要文物，在现阶段以“减缓或遏止倾斜发展”为目标的“治标”策略较急于彻底解决问题的“治本”更为合理、稳妥、可行。

如图36—38所示，目前的一种思路是局部倾斜严重部位采用辅柱支顶，以分担主柱所承担的重力，相应减小柱头水平推力，预期可以起到遏止或减缓倾斜进一步发展的作用。同时，如出现突发灾害，后加辅柱也可在原柱子崩落时起到替代承重，从而保持稳定的作用，也是一种应急防护措施。三层平坐层西侧W21栌斗被炮击烧毁，主柱传力路径中断，但因旁边有辅柱支顶，未影响结构稳定，可印证加设辅柱思路的可行性（图39）。该措施不改变木塔的结构特性、体系与平面布局，仅是构件层面（柱）的支护加固，也是一种已经在木塔及其他木构上实施多年的传统加固做法。这一思路将结合局部足尺模型等结构试验与节点参数测试成果，并经符合结构特点的木塔整体数值模型分析驗证。

基于应县木塔整体价值保护及国家文物局近年来倡导的“预防性保护”理念，“维持现状”就不是一个权宜之计，而是最优选择之一;更进一步， “现状拨正”也可能是在经深入研究后、技术成熟条件下的另一个较好选择;而以落架大修为主的“全面修缮”则要万分谨慎，只有在前两种路径均已不通，即局部的现状加固已经不能解决木塔稳定而明确具有倒塌风险的情况下再予以考虑，并且必须事先具备相应的研究基础与技术能力，方案具有可随时组织实施的可行性。在应县木塔保护中，理想情况是积极创造条件，让完备妥善的“全面修缮”方案尽早提出，但能够始终“备而不用”[31]。

需要指出的是，包括落架可能在内的“全面修缮”方案的制定及实施都需依托对木塔构件、节点、材料等基础信息的详细准确掌握，也需要对传统木结构建造工艺的深入挖掘与传承。为此，有必要以应县木塔为对象，制作、搭建1：1及其他多种比例、规模的研究性模型，为应县木塔全面修缮做好技艺与人员储备，成果同时可用于基础研究的结构性能试验以及向公众展示与阐释木塔价值。应县木塔保护既要“集思广益”，又不能“筑室道谋”。近期最为紧要的工作是尽快完成木塔现状结构安全性评估，制定防震减灾应急预案;尝试对倾斜严重部位实施局部防护措施，密切监测，以“减缓或遏止倾斜发展”为目标，力争落实并初见成效。主要工作还包括同时开展木塔精细化测绘及全面信息留存工作，优化完善木塔结构监测并长期实施。下一阶段在深入研究基础上，要完善现状加固措施及构件修缮，消除较长时期内木塔局部或整体坍塌风险，随时监控木塔结构的安全性并及时干预。另外，与近期工作平行，现在就要有序组织开展针对应县木塔各领域的基础研究，包括结构性能、保护修缮方式综合研究、建造技艺及传承研究、各类调查检测项目、其他考古、宗教、艺术史方面的研究等，在多学科协同基础上为科学编制木塔保护方案提供支持。项目内容与联系见图40，其他需要开展的项目可在研究过程中动态添加。

“阐旧邦以辅新命”。应县木塔五层正南面高悬明成祖题匾“峻极神工”，五百年后的清末，一层正北面又挂上了匾额“永镇金城”。今天，愿应县木塔在科学保护下能以真正的千年之身屹立久长，如同此二匾之善颂善祷：峻极神工，永镇金城。

（除署名外，本文图片均为作者自摄，图、表均为中国文化遗产研究院应县木塔项目组绘制）

?当然，今天对这些重要古建筑的维修评估应充分考虑时代条件，秉持历史的态度。

?日本最近完成的建于中国初唐到盛唐时期的奈良药师寺东塔的解体大修中对待夯土塔基的保护理念与措施就是一个可资对照的重要案例。

?1994年中国文物研究所完成《应县木塔残损现状测绘图》（审核：张之平，审定：罗哲文）。2000—2001年，山西省古建筑保护研究所组织专门力量按照保护维修设计的要求，对木塔进行了再次测绘，绘制了《应县木塔变形残损状况实测图》，共27张。之后，在此基础上，扩展为《应县木塔残损现状图》，共148张（勘测负责人：孙书鹏，审核：吴锐，审定：柴泽俊）。

?相关评述可参见：侯卫东应县木塔保护的世纪之争[N]中国文物报，2013—08—23以及2013—08—28两期。

?该方案思路是在二层外槽加设斜撑与圆钢拉索，通过钢索加力沿二层柱框倾斜方向反向加力，结合新设斜撑调整长度后支顶。思路是在内外槽设置斜拉索，加力后拉力沿着东北至西南方向（二层柱框倾斜方向的反向），以控制柱子向东北方向的倾斜变形。同时在外槽设置可调长度的木斜撑，以控制柱子向东北方向的倾斜变形;另外，在严重倾斜柱子后设置内外槽之间的木斜撑。详见：侯卫东主编，王林安、永昕群编著.应县木塔保护研究[M]北京：文物出版社，2018。

?针对该方案的不同意见主要包括：钢索是非线性结构，难以预判在承载上部三层荷载的情况下对二层外槽环向钢索加力后对木塔的整体稳定的影响;同时有可能会影响二层明层结构原有的摆动特性;倾斜严重部位内外槽之间加设径向斜撑会造成木塔平面刚度的不均，可能导致不可预见的变形;塔外侧的斜撑影响观瞻等。

?梁思成先生记录：“民国十五年（1926年）国民军（冯玉祥）自南口退五原，取道晋北，打通应县雁门一带，沦为战场。佛宫寺塔便做了一个方便的炮靶，幸而炮火不太猛烈（或不太准确），未危及全塔之存在。这次战事，‘塔之上下，被炮轰二百余弹，柱梁栏杆无不受其毁坏”，并炸毁塔顶之云罗宝盖等等”。引自：梁思成山西应县佛官寺辽释迦木塔[A]//梁思成全集（第十卷）北京：中国建筑工业出版社，2007。并参见木塔第五层内槽南面1928年“重修序”及木塔第二层内槽北面1929年“重修匾记”，详见：陈明达·应县木塔[M]北京：文物出版社，2001。另“第二层有一根泥道竟为打去一节，第四层内部阑额内尚嵌着一弹未经取出，而最下层西面两檐柱都有碗口大小的孔，正穿透柱身，可谓无独有偶。”详见：林徽因闲谈关于古代建筑的一点消息（天津《大公报·文艺副刊》1933年10月7日）[A]//株徽因建筑文萃上海：上海三联书店，2006。

?成果主要包括：宋晓滨，吴亚杰，罗列，顾祥林传统楼阁式木塔抗震性能研究[J]土木工程学报，2016（s2）;宋晓滨，吴亚杰，罗烈，顾祥林传统楼阁式木结构塔振动台试验研究[J].建筑结构学报，2017（2），以及吴亚杰在宋晓滨教授指导下完成的木结构相关博士论文。贾良玖副教授近期开展了借鉴应县木塔结构原理的钢结构柱摆动抗侧的振动台试验。

?日本学者腰圆干熊（Mikio Koshihara）、藤田香织（Fujita Kaori）等近年针对日本五重塔1/5缩尺模型开展了振动台试验与理论分析。参见：Kaori Fujita Earthquake Analysis of Traditional Japanese Timber Structures等。

?2011年中国建筑科学研究院关建光研究员在“中国文化遗产研究院中国建筑科学研究院联合古建筑结构试验室”开展了北京古代建筑研究所牵头的北京市文物局课题“古建木结构安全状况无损检测研究与应用——木结构节点分析与研究”，对自重下木柱摆动抗侧机理做了较为深入研究，2017年又开展了后续试验与理论研究。

?此认识的形成参考了中国建筑东北设计院退休副总工程师，研究员李豪邦老先生发表的<初探应县木塔屹立千年的力学机理》（2010年）、《应县木塔摇移铰接柱盒架楼面相摞结构体系对当今建筑结构设计的珍贵启示》（2012年）、《应县木塔彰显中华科学古建的力学奥秘》（2012年）等系列文章，并得益于201 1年以来笔者在工作中与中国建筑科学研究院研究员关建光先生的讨论及受教。最初应用于中国文化遗产研究院《应县木塔底部三层结构加固工程设计勘察与研究报告及设计说明》（2013年4月）。主要内容详见：永昕群应县木塔科学价值及其现实意义的思考[N]中国文物报，2015—4-17（遗产周刊）。

?刚度大的结构抗风能力强;而地震力按刚度分配，刚度小的结构承受的地震荷载较小。

⑧梁思成先生在看到应县木塔后赞叹：“这塔真是個独一无二的伟大作品。不见此塔，不知木构的可能性到了什么程度。” 同行的刘敦桢先生现场也赞叹不置。见林徽因《闲谈关于古代建筑的一点消息》，载于1933年10月7日天津《大公报·文艺副刊》。引自：林徽因：林徽因建筑文萃[M]上海：上海三联书店，2006。

⑨郭黛妲先生1990年代初期较早提出应县木塔“简体结构”的概念，详见：郭黛妲抗震性能优异的中国古代木构楼阁建筑[C]//中国建筑学会建筑史学分会建筑历史与理论（第五辑），北京：中国建筑工业出版社，1997;并在21世纪初出版的《中国古代建筑史》（第三卷）（中国建筑工业出版社，2003：379）中迳称木塔“总体上为木框架简体结构。”，在建筑史研究中尝试从现代结构体系出发探讨应县木塔的科学价值，为后来研究者指示了门径。近年有学者进而提出应县木塔采用了近似现代摩天楼的“筒中筒”结构，则在结构受力方面相去较远，参见：光明日报[N] 2020-7-25。筒中筒及框筒结构特点参见：方鄂华多层及高层建筑结构设计[M]北京：地震出版社，1992

⑩1991年，中国文物研究所（2017年8月更名为中国文化遗产研究院）委托北京建筑工程学院古建筑研究室合作完成《佛宫寺释迦塔现状测绘图》（负责人：王贵祥，审核人：臧尔忠，1991年8月），共152张，包括总的立面图、剖面图、各层平面图与剖面图、铺作详图、各层定位图、斗棋仰视平面图、以及总体变形图。

⑩图10、11、12、14均引自：永昕群等应县木塔底部三层结构加固工程设计勘察与研究报告[R]中国文化遗产研究院，2013;永昕群应县木塔科学价值及其现实意义的思考[N]中国文物报，2015—4-17（遗产周刊）。

④关于应县木塔的具体建造年代及历代修缮沿革目前尚难以遽定，暂按明万历《应州志》及木塔三层所悬“释迦塔”大牌所记年代。《志》云“余邦人也尝疑是塔之来久远，当缔造时费将巨万，而难一碑记耶？即索之，仅得石一片，上书‘清宁二年田和尚奉敕募建数字而已。”释迦塔《牌》云“大辽清宁二年特建宝塔，大金明昌六年增修益完。”从已有研究基础来看，建于辽代清宁时期应较可靠，但具体时间与沿革待考。

⑤亚细亚大观172回第2张，亚细亚写真大观社（大连），1938年9月出版。

⑥据（元）白瑗《湛渊静语》卷二引邹伸之《使燕日录》“止存熙春一杰阁，高百余尺，巍然插空，非人间所有。金人亦尝毁之，竟不能登。”

⑦（元）王恽《熙春阮赋并序》中谈到“继金亡而阁迂”的史实。据他的《熙春阁遗制记》所记，其阁“高有二百二十有二尺，广四十六步有奇。”（元）张昱诗云：“大安阁是延春阁，峻宇雕墙古有之。”见《辇下曲》，《可闲老人集》卷二，《四库全书珍本初集》本。引自：叶新民元上都研射[M]呼和浩特：内蒙古大学出版社，1998：28。

①见《契丹国志·后妃传》：“兴宗皇后应州人，法天皇后弟，枢密使、楚王萧孝穆之女也”，但《辽史》未载。叉，近年发现萧孝穆之父萧和葬于辽宁阜新，详见：万雄飞，郭天刚，海勇，阜新辽萧和墓发掘简报[J].文物，2005 （1）。因此兴宗皇后及萧孝穆一族与应州关系尚待深入研究。

②平城（今大同）是北魏兴起的都城，历史上建有佛教七层的永宁寺塔（《魏书·释老志》记载：天安二年（467年）“其岁高祖诞载，于时起永宁寺，构七级佛图，高三百余尺，基架博敞，为天下第一。”）：还建有道教的类似高塔建筑：静轮天宫（见于《魏书·释老志》以及郦道元《水经注》等），先建于平城，后迁建于“桑干之阴，岳山之阳”，即今应县附近，与应县同位于平域南方的桑干河平原一个地理单元之中。参见：庞骏，北魏天师道静轮天宫建筑形制渊源[J].扬州大学学报（人文社会科学版），2015 （2）。

③按清康熙《古今图书集成》与雍正《山西通志》说法，应县木塔“旧志载晋天福间建”，可资探讨。

参考文献：

[1]（金）元好问应州宝官寺大殿[C]//元遗山诗集箋注施国祁，注北京人民文学出版社，1990

[2]陈明达应县木塔.[M].北京;文物出版社，20

[3]（日）铃木智大日本木结构塔的结构及演变[c]//第三次中、日、韩建筑遗产保护国际会议论文集——佛塔建筑保护北京，2011

[4Ⅱ5]（日）箱崎和久，关于日本古代寺院木塔的柱网分布与立体复原[C]//东亚地区六七世纪佛寺塔基考古学研究国际学术研讨会日本东北学院大学文学研究科，中国社会科学院考古研究所汉唐研究室，2005

[6]杜玉生北魏永宁寺塔基发掘简报[J]，考古，1981 （3）

[7]杨鸿勋关于北魏洛阳永宁寺塔复原草图的说明[J].文物，1992（9）

[8]钱国祥北朝佛寺木塔的比较研射J].中原文物，2017 （4）

[9]陕西省法门寺考古队韩伟等扶风法门寺塔唐代地官发掘简报[J].文物，1988（10）

[IO]（宋）文莹玉壶清话[M]//湘山野录续录玉壶清话郑世刚，杨立扬，点校北京：中华书局，1984

[11][26][28]莫宗江应县朔县及太原晋祠之古代建筑[C]//雁北文物勘查团报告文化部文物局，1951