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        傾斜的高塔——比薩斜塔

        2014-11-13 08:48:05飛行瓦力
        小雪花·成長指南 2014年11期
        關(guān)鍵詞:比薩斜塔斜塔鐘樓

        飛行瓦力

        過去,人們曾一度認為這座塔是設(shè)計師別出心裁地將它設(shè)計成傾斜的,但是,事實并非如此。作為附屬于比薩大教堂的獨立鐘樓,這座高塔在1173年8月9日開始建造時,它是被設(shè)計成為正常垂直樹立的。

        最初,位于比薩教堂后面的比薩斜塔原計劃要被建成為54.8米,共計8層的高塔,它的外墻是用乳白色的大理石砌成,大理石材質(zhì)讓這座中世紀風(fēng)格的高塔顯得閃閃發(fā)光,即使后來它沒有傾斜,也將會是一座在歷史中閃閃發(fā)光的建筑。

        不過,也正是它后來漸漸傾斜下去,讓它成為一座有趣的斜塔,很多游客慕名參觀,甚至有很多科學(xué)家將這里當(dāng)作自己的實驗場所,其中,伽利略在比薩斜塔進行的重物自由下落實驗,讓他發(fā)現(xiàn)了自由落體定律,這更讓這座斜塔名揚千里。

        這座斜塔經(jīng)年累月,一天比一天傾斜的角度大,讓人不由得擔(dān)心有一天它會不會轟然倒塌,于是,很多人開始研究比薩斜塔傾斜的原因。

        關(guān)于比薩斜塔傾斜的原因,科學(xué)家們曾為此爭論不休,但隨著科技的發(fā)展,進入20世紀,人們通過各種先進的設(shè)備,對地基圖層進行深入勘測,對比薩斜塔做了很多精確的測量,并對歷史檔案進行更加仔細的研究,一些事實逐漸浮出水面:比薩斜塔在最初的設(shè)計中,本應(yīng)是垂直的建筑,但是,在建造初期就開始偏離了正確位置。于是,人們根據(jù)這些勘(kān)測結(jié)果和歷史文件,推測出比薩斜塔建造之初的一些故事原貌——

        在1178年,當(dāng)鐘樓興建到第4層時,發(fā)現(xiàn)由于地基不均勻和土層松軟,導(dǎo)致鐘樓已經(jīng)傾斜偏向東南方,工程因此暫停。

        1231年,工程繼續(xù),第一次有記載鐘樓使用了大理石。建造者采取各種措施修正傾斜,刻意將鐘樓上層搭建成反方向的傾斜,以便補償已經(jīng)發(fā)生的重心偏離。1278年,進展到第7層的時候,塔身不再呈直線,而是凹(āo)形,工程再次暫停。

        根據(jù)現(xiàn)有的文字記載,比薩斜塔在幾個世紀以來的傾斜是緩慢的,它和它地基下方的土層實際上達到了某種程度上的平衡。

        在建造的第一階段第3層結(jié)束時,鐘塔向北傾斜約0.25°。

        在第二階段由于糾偏過度,1278年,第7層完成時反而向南傾斜約0.6°。

        1360年,建造頂層鐘房時增加到1.6°。

        1360年,在停滯了差不多一個世紀后,鐘樓向完工開始最后一個沖刺,并作了最后一次重要的修正。1372年,擺放鐘的頂層完工。54米高的8層鐘樓共有7口鐘,但是,由于鐘樓時刻都有倒塌的危險,所以,那些時鐘從來沒有被撞響過。但這并沒有阻止比薩斜塔一直慢慢地傾斜下去。

        然而,1838年的一次工程,導(dǎo)致了比薩斜塔突然加速傾斜,人們不得不采取緊急維護措施。當(dāng)時,建筑師在原本密封的斜塔地基周圍進行了挖掘,以探究地基的形態(tài),揭示地基臺階是否與設(shè)想的相同。這一行為使得斜塔失去了原有的平衡,地基開始開裂,最嚴重的是,發(fā)生了地下水涌入的現(xiàn)象。這次工程后的勘測結(jié)果表明傾斜加劇了20厘米,而此前267年的傾斜總和不過5厘米。

        1838年的工程結(jié)束以后,比薩斜塔的加速傾斜又持續(xù)了幾年,然后又趨于平穩(wěn),減少到每年傾斜約0.1厘米,塔身偏離垂直狀態(tài)已有5米多。

        雖然這座高塔原本是一個建筑敗筆,并因禍(huò)得福,成為世界建筑奇觀。但隨著時間的推移,斜塔傾斜角度的逐漸加大,意大利政府對此一直憂心忡忡,到上個世紀90年代,比薩斜塔因為傾斜角度過大,已瀕于倒塌。1990年1月7日,意大利政府將比薩斜塔關(guān)閉,不再對游人開放。1992年,成立比薩斜塔拯救委員會,向全球征集解決方案。

        關(guān)于如何拯救比薩斜塔,意大利采取了很多方案,但都未見效。最終拯救比薩斜塔的,是一項看似簡單的新技術(shù)——地基應(yīng)力解除法。其原理是,在斜塔傾斜的反方向塔基下面掏土,利用地基的沉降,使塔體的重心后移,從而減小傾斜幅度。該方法在1962 年,曾被提到過,當(dāng)時稱為“掏土法”,由于這種方法過于簡單,顯得不夠深奧而遭長期擱置,直到該法在墨西哥城主教堂的糾偏中成功應(yīng)用后,在現(xiàn)代又被重新得到認識和采納。比薩斜塔拯救工程于1999年10月開始,采用斜向鉆孔方式,從斜塔北側(cè)的地基下,緩慢向外抽取土壤,使北側(cè)地基高度下降,斜塔重心在重力的作用下,逐漸向北側(cè)移動。2001年6月,傾斜角度回到安全范圍之內(nèi),關(guān)閉了10年的比薩斜塔又重新開放。到2013年,意大利比薩斜塔終于止住傾斜趨勢。最新調(diào)查發(fā)現(xiàn),該塔的傾斜幅度在2001年至2013年間,減少2.5厘米。而我們以及后代也因此有更多的機會去游覽參觀這座有趣的高塔。

        今天我們的探險就到這里了,我們的問題是:

        1.意大利位于哪片海域的北岸?

        2.意大利屬于什么氣候?

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        爬上比薩斜塔
        比薩斜塔
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