比萨斜塔坎坷的建造过程,它斜而不倒的原因是什么?
2025-02-05 09:43:52 阅客
比萨斜塔是意大利的标志性景点之一,它的名声不仅源于建筑本身的独特倾斜,也与意大利科学家伽利略密切相关。1590年,伽利略曾在比萨斜塔上进行了著名的实验,他将两个重量不同的铁球同时从塔顶扔下,结果令人震惊——两个铁球同时落地。这一实验有力地反驳了亚里士多德提出的“物体下落速度与重量成正比”的观点,证明重量与下落速度无关。尽管这一实验的真实性尚存争议,但可以确定的是,当时的比萨斜塔已经出现了倾斜。几百年来,意大利人为矫正这座倾斜的塔花费了无数精力,如今它依然是“斜”的。
比萨斜塔虽然不算宏伟,但它的建造历程却相当漫长。这座塔始建于1173年8月9日,设计初衷是一座垂直的钟楼。当时,神圣罗马帝国的意大利计划建造一座高达100米的钟楼,这在当时将成为全球最高建筑。然而,塔刚建到第三层时便出现了地基下沉的问题,建筑开始倾斜。恰逢战乱爆发,工程被迫暂停。
1272年,政局稍有平稳,比萨斜塔迎来了第二次修建。然而,此时塔的底座倾斜更加明显,肉眼可见。为了解决这个问题,工匠们采用了一种方法:在右倾的一侧增加高度,左倾的一侧增加重量,试图通过调整重心使塔看起来更直。然而,这种方式并不完美,当建筑修到第七层时,塔身反而向左倾斜了0.6度。由于当时的技术难以解决这一问题,加之神圣罗马帝国再度陷入内乱,工程再次中断,这一停就是80多年。
1360年,比萨斜塔第三次动工。这次,工匠仅在原有基础上增加了一层,并在右侧钟基上加了两级石阶,试图沿用增加重量的办法来修正塔身倾斜。然而,这种方法依然未能奏效。到了20世纪初,塔的倾斜度已达5.5度,若不及时修缮,塔可能会倒塌。
1990年,比萨斜塔的倾斜情况变得十分危险,意大利政府决定展开全面修缮工作,试图挽救这一文化遗产。起初,他们在塔基周围使用钢筋混凝土建造底座,并在右侧堆放了800吨铅块以减缓倾斜。这种方法短时间内成功矫正了1度,但由于铅块影响美观,最终被放弃。
后来,专家们尝试用钢索固定塔身,通过张紧器拉直地基。然而,由于塔的地基过于松软,这一方案也以失败告终。另一种方法是向右侧地下填充液氮以形成冻土层,但冻土膨胀可能加剧倾斜,因此这一计划也被搁置。最终,专家们还是选择了最初的方法——继续使用铅锭阻止倾斜。
最后,修复团队提出了“钻孔取土法”,这一方法被认为最为可行。具体来说,就是用钻孔机斜插入塔身下方,逐步取出部分土壤,使塔向相反方向倾斜。为了确保安全,施工团队首先在塔附近建造了一座仿真斜塔进行实验。经过多次尝试,他们终于掌握了最佳的取土角度和重量。
在实际操作中,修复团队用钢缆固定塔身,每次只用少量钻管进行试探性取土。四个月后,塔身成功矫正了0.1度。这一进展证明了方法的可行性。最终,施工团队用41根钻管取出了38立方米土壤,使塔身矫正了2度。尽管可以继续矫正至垂直状态,但这将改变塔的外观和结构稳定性。为此,专家决定保留3.5度的倾斜,使比萨斜塔既不再倾斜过度,也保留了其独特性。
如今,游客在比萨斜塔前仍能感受到这座建筑的传奇魅力,虽然它依然倾斜,但已不再面临倒塌风险。这座历经近千年风雨的建筑,见证了人类的智慧与坚持,成为一段历史的象征。