比萨斜塔的资料.docx
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比萨斜塔的资料
比萨斜塔的资料
比萨斜塔的资料
意大利比萨斜塔修建于1173年，由著名建筑师那诺·皮萨诺主持修建。
它位于罗马式大教堂后面右侧，是比萨城的标志。
开始时，塔高设计为100米左右，但动工五六年后，塔身从三层开始倾斜，直到完工还在持续倾斜，在其关闭之前，塔顶已南倾（即塔顶偏离垂直线）3.5米。
1990年，意大利政府将其关闭，开始进行整修。
在实际工作中，许多有关专家对比萨斜塔的全部历史以及塔的建筑材料、结构、地质、水源等方面进行充分的研究，并采用各种先进的仪器设备进行测试。
比萨中古史学家皮洛迪教授研究后认为，建造塔身的每一块石砖都是一块石雕佳品，石砖与石砖间的粘合极为巧妙，有效地防止了塔身倾斜引起的断裂，成为斜塔斜而不倒的一个因素。
但他仍强调指出，现在当务之急是弄清比萨斜塔斜而不倒的奥妙。
比如，钟楼的圆形设计被认为是为了同一旁的大教堂建筑形成反射而相对应，因此有意地模仿教堂半圆形后殿的曲线设计。
更重要的是，钟楼与广场上对圆形结构的强调是相一致的，尤其是在宏伟的、同样是圆形的洗礼堂奠基以后，整个广场更像是有意设计成耶路撒冷复活教堂（Anastasis）的现代版本。
这种的设计正来源于经典的古代建筑。
钟楼的装饰格调继承了大教堂和洗礼堂的经典之作，墙面用大理石或石灰石砌成深浅两种白色带，半露方柱的拱门、拱廊中的雕刻大门、长菱形的花格平顶、拱廊上方的墙面对阳光的照射形成光亮面和遮荫面的强烈反差，给人以钟楼内的圆柱相当沉重的假象。
大教堂、洗礼堂和钟楼之间形成了视觉上的连续性。
倾斜的原因和趋势
几个世纪以来，钟楼的倾斜问题始终吸引着好奇的游客、艺术家和学者，使得比萨斜塔世界闻名。
比萨斜塔为什么会倾斜，专家们曾为此争论不休。
尤其是在14世纪，人们在两种论调中徘徊，比萨斜塔究竟是建造过程中无法预料和避免的地面下沉累积效应的结果，还是建筑师有意而为之。
进入20世纪，随着对比萨斜塔越来越精确的测量、使用各种先进设备对地基土层进行的深入勘测，以及对历史档案的研究，一些事实逐渐浮出水面：
比萨斜塔在最初的设计中本应是垂直的建筑，但是在建造初期就开始偏离了正确位置。
比萨斜塔之所以会倾斜，是由于它地基下面土层的特殊性造成的。
比萨斜塔下的有好几层不同材质的土层，各种软质粉土的沉淀物和非常软的粘土相间形成，而在深约一米的地方则是地下水层。
这个结论是在对地基土层成份进行观测后得出的。
最新的挖掘表明，钟楼建造在了古代的海岸边缘，因此土质在建造时便已经沙化和下沉。
比萨斜塔的垂直剖面图
根据现有的文字记载，比萨斜塔在几个世纪以来的倾斜是缓慢的，它和它地基下方的土层实际上达到了某种程度上的平衡。
在建造的第一阶段第3层结束时，钟塔向北倾斜约1/4°，在第二阶段由于纠偏过度，1278年第7层完成时反而向南倾斜约0.6°，1360年建造顶层钟房时增加到1.6°。
1817年，两位英国学者Cresy和Taylor用铅垂线测量倾斜，那时的结果是5°。
1550年GiorgioVasari的勘测与1817年Cresy和Taylor的勘测之间相隔267年，倾斜仅增加了5厘米。
因此人们也没有对斜塔进行特意的维修。
然而1838年的一次工程导致了比萨斜塔突然加速倾斜，人们不得不采取紧急维护措施。
当时建筑师AlessandrodellaGherardesca在原本密封的斜塔地基周围进行了挖掘，以探究地基的形态，揭示圆柱柱础和地基台阶是否与设想的相同。
这一行为使得斜塔失去了原有的平衡，地基开始开裂，最严重的是发生了地下水涌入的现象。
这次工程后的勘测结果表明倾斜加剧了20厘米，而此前267年的倾斜总和不过5厘米。
1838年的工程结束以后，比萨斜塔的加速倾斜又持续了几年，然后又趋于平稳，减少到每年倾斜约1毫米。
而现在塔身偏离“自然姿势”已有5米多。
维修
因为比萨斜塔的倾斜和它同时具有的美丽，从1173年建造伊始至今，它一直受到人们的关注。
在建造过程中，起初人们先是采用特殊的建筑设备试图阻止倾斜的继续，其后又替换掉柱子和其他破损的部件，现在人们又在地基间插入材料，大大地减少了倾斜程度，保证塔楼能够维持更长时间而不倒塌。
进入20世纪以后，随着科学技术的发展和政府部门的投入，对比萨斜塔维护的研究工作有了进展，专家成立委员会评估任何一个可能导致倾斜加剧的危险可能性，并研发阻止继续倾斜直至逆转倾斜的方法。
由于倾斜程度过于危险，比萨斜塔曾在1990年1月7日停止向游客开放，经过12年的修缮，耗资约2500万美元，斜塔被扶正44厘米，基本达到了预期的效果。
专家认为，只要不出现不可抗拒的自然因素，经过修复的比萨斜塔，300年内将不会倒塌。
2001年12月15日起再次向游人开放。
比萨斜塔的拯救方法——地基应力解除法
比萨斜塔在建筑的过程中就已出现倾斜，原本是一个建筑败笔，却因祸得福成为世界建筑奇观，伽利略的自由落体试验更使其蜚声世界，成为世界著名旅游观光圣地，每天都吸引着成千上万的游客，因而它也是比萨市的经济支柱。
但随着时间的推移，斜塔倾斜角度的逐渐加大，到上个世纪九十年代，已濒于倒塌。
1990年1月7日意大利政府关闭对游人的开放，1992年成立比萨斜塔拯救委员会，向全球征集解决方案。
斜塔的拯救，历经的很多的方案，但都未见效。
最终拯救比萨斜塔的，是一项看似简单的新技术——地基应力解除法。
其原理是，在斜塔倾斜的反方向（北侧）塔基下面掏土，利用地基的沉降，使塔体的重心后移，从而减小倾斜幅度。
该方法于1962年，由意大利工程师Terracina针对比萨斜塔的倾斜恶化问题提出，当时称为“掏土法”，由于显得不够深奥而遭长期搁置，直到该法在墨西哥城主教堂的纠偏中成功应用，又被重新得到认识和采纳。
比萨斜塔拯救工程于1999年10月开始，采用斜向钻孔方式，从斜塔北侧的地基下缓慢向外抽取土壤，使北侧地基高度下降，斜塔重心在重力的作用下逐渐向北侧移动。
2001年6月，倾斜角度回到安全范围之内，关闭了十年的比萨斜塔又重新开放，一个世纪的愿望终于实现了。
比萨斜塔的拯救，作为经典范例，也使地基应力解除法摆脱了偏见，得到了一致认可和广泛应用，目前已成为建筑界最常规的纠偏方法。
在比萨斜塔的拯救过程中，我国建筑专家刘祖德教授，曾多次向比萨斜塔拯救委员会建议采用地基应力解除法，起到了积极的作用。
刘祖德在1989年用“地基应力解除法”成功“移动”汉口取水楼长航宿舍的八层楼房：
倾斜率从1.3%降为0.63%，沉降速度减慢一半。
18年来，刘祖德教授和他的课题组用“地基应力解除法”，成功地为149座高楼纠偏扶正，其足迹踏遍湖北、广东等全国15个省市，仅武汉地区被纠偏的楼房就有80多座，为国家挽回经济损失近5亿元。
比萨斜塔位于意大利中部比萨古城内的教堂广场上，是一组古罗马建筑群中的钟楼。
比萨斜塔于1174年动工兴建，1350年完工，为8层圆柱形建筑，全部用白色大理石砌成，塔高54．5米，塔身墙壁底部厚约4米，顶部厚约2米余，塔体总重量达1．42万吨。
在底层有圆柱15根，中间六层各31根，顶层12根，这些圆形石柱自下而上一起构成了八重213个拱形券门。
整个建筑，造型古朴而灵巧，为罗马式建筑艺术之典范。
钟置于斜塔顶层。
塔内有螺旋式阶梯294级，游人由此登上塔顶或各层环廊，可尽览比萨城区风光。
建塔之初，塔体还是笔直向上的。
但兴建至第三层时，发现塔体开始倾斜，工程被迫停工。
塔体出现倾斜的主要原因是土层强度差，塔基的基础深度不够（只有3米深），再加上用大理石砌筑的塔身非常重，因而造成塔身不均衡下沉所致。
这种情况的发生，完全是由于建筑师对当地地质构造缺乏全面、缜密的调查和勘测，使其设计有误、奠基不慎造成的。
塔停建96年后，又开始继续施工。
为了防止塔身再度倾斜，工程师们采取了一系列补救措施。
如，采用不同长度的横粱和增加塔身倾斜相反方向的重量等来设法转移塔的重心。
但由于建成的三层倾斜已成事实，所以，全塔建成后，塔顶中心点还是偏离塔体中心垂直线2米左右。
600多年来，因松散的地基难以承受塔身的重压，仍然继续而缓慢地向南倾斜。
塔基南面已开始下沉。
特别是近一个世纪以来，塔已向南倾斜了大约30厘米，斜度达到8度，塔身超过垂直平面5．1米。
1972年10月，意大利发生的一次大地震使斜塔受到了强大的冲击，整个塔身大幅度摇晃达22分钟之久，极其危险。
幸运的是，该塔仍巍然屹立。
这种“斜而不倾”的现象，堪称世界建筑史上的奇迹，使比萨斜塔闻名遐迩。
据说，1590年意大利伟大的科学家伽利略，曾在斜塔上做过著名的自由落体运动实验。
他使两个重量不等的铁球从塔顶垂直自由落下，结果同时着地，从而一举推翻了古希腊著名学者亚里士多德关于重量不同的物体，其下落的速度也不同的定理。
由此，比萨斜塔更加名噪全球。
为了使这座世界闻名的历史建筑物免遭坍塌之厄运，从19世纪开始，人们就对其采取了各种挽救措施。
1930年，有关部门在塔基周围施行灌浆法加以保护。
意大利政府还于1965年和1973年两次出高价向各界征求合理的建设性意见。
有趣的是，正当有关专家选择方案、计划动工时，经比萨大学用高精度电子仪器测定证明，1978年该塔仅倾斜0．027毫米，几乎停止了倾斜。
而最近两年，更有改“斜”归正的趋势，已朝垂直方向转回3．15毫米。
据专家称，这主要是由于1984年以来该地连续多场大雨，造成比萨周围地面的湿度增加，水分渗入地下，使塔基发生变化所致。
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