　　中国古塔是世界建筑遗产的重要组成部分，具有宝贵的历史、艺术和科学研究价值。《古塔保护技术》针对文物保护和现代科学技术发展的需求，基于国内外科学研究和工程实践的成果，对古塔的保护技术作了系统地归纳提炼和运用分析。《古塔保护技术》由10章组成，在分析古塔的类型与结构、损坏原因与特征的基础上，介绍了古塔的测绘技术、无损检测技术、动力特性测试技术、模型试验与有限元分析技术、地基基础加固与塔体扶正技术、塔身加固技术、构件的修缮技术以及防火防雷技术，论述了各项技术所依据的基本原理、方法和发展趋势，给出了典型工程的应用实例。《古塔保护技术》所述的古塔保护技术，既遵循了文物保护和结构安全的原则，也体现了传统工艺和现代科学技术的兼容性，其基本方法可推广至同类砖石、砖木古建筑的保护工程。

前言
第1章古塔的发展历程与保护意义1
1.1塔的起源与发展历程1
1.2古塔的类型2
1.3古塔的结构与特征13
1.4古塔的文物价值与保护意义18
1.5全国重点文物保护单位—古塔名录19
第2章古塔的损坏因素与损坏特征33
2.1地震作用引起的古塔损坏33
2.2环境侵蚀引起的古塔损坏36
2.3地基失效引起的古塔损坏38
2.4人为因素引起的古塔损坏41
2.5汶川地震砖石古塔的损坏特征与规律研究44
第3章古塔测绘技术55
3.1古塔控制测量55
3.2古塔细部测量59
3.3古塔变形测量62
3.4三维激光扫描技术在古塔测绘中的应用71
3.5典型工程应用实例——文峰塔测绘77
第4章古塔结构无损检测技术88
4.1塔身营造材料的测试技术88
4.2古塔隐蔽部位无损检测技术94
4.3典型工程应用实例—奎光塔隐蔽工程探地雷达检测技术110
第5章古塔动力特性测试技术123
5.1古塔动力特性的测试与分析方法123
5.2古塔基本周期的简化计算方法132
5.3典型工程应用实例—虎丘塔动力特性的测试与分析138
第6章古塔抗震模型试验与有限元分析技术148
6.1古塔抗震模型试验技术148
6.2古塔有限元模拟分析技术173
6.3典型工程应用实例—龙护舍利塔的弹塑性动力分析与破坏演化过程模拟182
第7章古塔的地基基础加固与塔体扶正技术200
7.1古塔的地基基础加固技术200
7.2古塔的塔体扶正技术203
7.3古塔扶正的安全保护与监控技术212
7.4典型工程应用实例——虎丘塔的倾斜控制和加固技术216
第8章古塔的塔身加固技术231
8.1塔身灌浆补强加固技术231
8.2钢材植入加固塔身技术234
8.3碳纤维围箍加固塔身技术238
8.4典型工程应用实例——奎光塔抗震抢险加固工程246
第9章古塔构件的修缮技术253
9.1古塔修缮的基本规则253
9.2木作修缮技术254
9.3瓦、石作修缮技术262
9.4典型工程应用实例——文峰塔修缮加固技术270
第10章古塔的防火防雷技术277
10.1古塔防火技术277
10.2古塔防雷技术288
10.3典型工程应用实例——文峰塔消防与防雷设计方案295
主要参考文献300

精彩书摘

　　第1章古塔的发展历程与保护意义
　　1.1塔的起源与发展历程
　　中国自汉代开始建造宝塔，目前存世的古塔大多已有数百年或上千年历史，具有极高的历史、艺术和科学研究价值，是人类宝贵的文化遗产。屹立在神州大地上的古塔，以其高耸挺拔的造型和精致典雅的结构展示着文物建筑的特有功能，构筑了历史文化名城和旅游胜地的标志性景观，体现了中华传统文化艺术和建筑技术的高度成就。
　　中国古代建筑的类型非常丰富，包括了楼、台、亭、阁、殿、堂等。中国哲学思想的博大包容性和历代政府采取的“外为己用、推陈出新”的方针，有效地促进了新的建筑类型的产生和发展。宝塔是在我国传统建筑的基础上，吸收外来的艺术形式所创造出的一种新型建筑的成功典范。
　　塔的原型为印度埋藏高僧遗骨的墓式建筑“窣堵波”。佛祖释迦牟尼去世后，各地弟子筑墓分藏他的舍利以为纪念，窣堵波遂成为佛教建筑的一种形式。中国古代依据梵文“Stupa”和巴利文“Thupo”音译为“窣堵波”和“塔婆”，也称为“浮屠”“浮图”等，后根据其造型和含义简化为中华文字“塔”；因塔中藏有佛教珍品，故尊称为“宝塔”。窣堵波随佛教传入中国，对中国早期的宝塔有一定的影响。汉末三国之际，丹阳人笮融在徐州“大起浮图，上累金盘，下为重楼”，是中国造塔的最早记载，该塔的类型为中式多层木楼阁与佛教建筑“窣堵波”的结合。
　　随着社会经济、宗教文化和科学技术的发展，塔的建筑材料、类型和结构在不断地丰富和完善，并形成了各个历史时期的特色。
　　汉末和南北朝时期是佛塔在中国初步兴起的阶段，中国固有的木作技术在塔的建造上发挥了显著的作用；木构的楼阁式塔是当时的主流，塔体大都为方形平面，中心用上下贯通的木柱加强结构的整体性。建于北魏时期的洛阳永宁寺塔，为九层四方形楼阁式塔，举高达数十丈，显示了中国古代高层木结构的卓越建造水准。在这一时期，制砖技术和砌筑工艺得到了快速发展，“叠涩”砌筑工艺已成功地运用于佛塔的建造；现存最早的砖塔——河南登封嵩岳寺塔，其“凌空八相而圆”的十二边形塔体和十五层密接的塔檐，反映了砖结构技术的巨大进步。
　　隋、唐和五代时期，砖已基本取代木材成为造塔的主要材料，有效地提高了塔的防火性和坚固性。模仿木建筑的楼阁式、亭阁式、密檐式砖塔大量涌现，丰富了古塔的造型艺术。这一时期塔的平面以稳重大方的四方形为主，在立面上逐层收分至塔顶。现今遗存的唐代古塔平面基本上为正方形，如中国佛教史上著名的西安兴教寺玄奘法师墓塔、体现民族文化结晶的云南大理崇圣寺千寻塔等。
　　宋、辽、金时期，塔的建筑形式、营造技术都进入了高峰时期，建筑材料也丰富多样。塔的平面已由四方形发展到六角形、八角形，既丰富了塔的造型，又改善了结构的性能和通视条件。建于辽代的山西应县佛宫寺释迦塔，高度达67.31米，是世界上现存最高大古老的楼阁式木塔，其特有的上下层“叉柱造”连接构造和四百多组丰富多彩的斗栱，体现了中国木结构的高超技艺。建于宋代的河北定县开元寺塔，是十一层楼阁式砖塔，高度达84.2米，开创了古代超高层建筑的先河。金属、琉璃等新材料也在塔的建造中得到了应用，建于北宋时期的河南开封祐国寺塔，全部构件和纹饰都用深褐色琉璃砖砌成，形似“铁塔”，展示了精湛的琉璃工艺水平。
　　元、明、清时期，多种宗教在中国并行发展，一批新型的宗教塔，如覆钵式塔、过街塔、金刚宝座塔、傣族佛塔群等相继出现，极大地丰富了中国塔的类型。元代引进并在明、清时期得到发展的覆钵式塔是独具特色的代表，由尼泊尔匠师参与设计的北京妙应寺白塔，以稳重的“亚”字形台座、圆浑的覆钵式塔身、庄严的相轮式塔顶构筑了轮廓雄浑的建筑造型，是喇嘛教佛塔中最杰出的创作。明清时期，受科举考试和风水学说的影响，各地建造了大量风水塔以振兴文风或弥补山川形势不足；这些塔大都建造在风水胜地，以楼阁式砖木塔居多，且多以文星塔、振风塔、文峰塔等为名，在造型上也更加注重体现儒教、道教的精神氛围。
　　为了满足时代的发展和社会需要的变化，塔的功能也逐渐超越宗教的范围在不断地拓展。利用高耸的塔体登高眺望，是中国古塔的一个主要功能；建造在古代边境区域的宝塔，大多兼具战时观察敌情、平时观赏风景的双重用途。依据醒目地段的高塔作为地理标记，是中国古塔的又一实用功能；位于江河岸边或高山之巅的宝塔，是古代交通导向和现代航拍绘图的重要标志性建筑物。借用高耸宝塔的象征性意义来洁净心灵、促进文风，已成为中国古塔的普遍性功能；屹立在神州大地上的古塔，以其精美的结构、挺拔的姿态展现着我国先民的智慧和创造力，并激励着中华民族继往开来、谱写出人类文明新的篇章。型可分为楼阁式塔、密檐式塔、亭阁式塔、覆钵式塔、金刚宝座塔、花塔等；按建筑材料可分为土塔、木塔、砖塔、砖木塔、石塔、金属塔等。
　　1.2.1古塔按建筑造型分类
　　1.楼阁式塔
　　楼阁式塔体型高大、数量众多，是中国古塔中最具代表性的建筑类型。在佛教传入之前的战国、秦、汉时期，我国木结构技术已经发展到一个相当高的水平，修建了大量的多层楼阁。“窣堵波”传入中国后，首先与先进的造楼技术相结合，产生了楼阁式的木塔。唐代以后，随着砖结构技术的发展，砖木结构和砖石仿木构的楼阁式塔成为古塔的主要类型。
　　楼阁式塔一般具有以下特征：①每一层之间的距离较大，一层塔身相当于一层楼阁的高度；②每层均设有门、窗、柱、枋、斗栱等，与木结构相仿；③塔檐大都仿照木结构房檐建造，木结构或砖木结构的楼阁式塔在转角处有悬挑较大的飞檐；④塔内一般都设有楼梯，能够登临眺望。
　　现存的著名楼阁式古塔有：陕西西安大雁塔、山西应县佛宫寺释迦塔、苏州云岩寺塔、浙江杭州六和塔、福建泉州开元寺双塔等。建于唐长安年间（701～704年）的西安大雁塔，为七层方形仿木楼阁式砖塔（图1-1），高64.5米，是我国盛唐时期遗留的佛教胜迹。建于辽清宁二年（1056年）的应县佛宫寺释迦塔，为五层八角形楼阁式木塔，高67.31米，是我国保存最为完整、年代最早的木塔（图1-2）。
　　图1-1西安大雁塔
　　图1-2应县佛宫寺释迦塔
　　2.密檐式塔
　　密檐式塔是多层古塔中的一种主要类型，大多建造于辽代，分布在我国的北方地区。密檐式塔基本采用砖砌筑，运用“叠涩”工艺构造出密接的塔檐。这种塔的主要特点如下：①第一层塔身特别高大，其上每层之间的距离很小，塔檐紧密相连，形似重檐楼阁的重檐；②第一层塔身开设门窗，其上各层一般不开门窗或设置假窗。少数密檐塔为了内部采光的需要，在檐与檐之间开设了少量的采光小孔；③辽、金时期的密檐式塔基本为实心塔体，不能登临眺望。一些采用空心筒壁的密檐式塔，如嵩岳寺塔、小雁塔等，也不适合于登眺之用；④仿木建筑的密檐式塔，塔身第一层大多有佛龛、佛像、门窗、柱子、斗栱等装饰。
　　现存的著名密檐式古塔有：河南登封嵩岳寺塔、陕西西安小雁塔、云南大理崇圣寺千寻塔、北京天宁寺塔、河北昌黎元影塔等。建于北魏正光元年（520年）的河南登封嵩岳寺塔（图1-3），高41米，采用砖砌空心筒体结构，外部造型为十二角尖锥体，是我国年代最久的密檐式塔。建于辽代大康九年（1083年）的天宁寺塔是北京地区年代最久的古建筑，塔高57.8米，为八角十三层密檐式实心砖塔，塔檐逐层收减，呈现出丰富有力的卷刹（图1-4）。
　　图1-3登封嵩岳寺塔
　　图1-4北京天宁寺塔
　　3.亭阁式塔
　　亭阁式塔是印度窣堵波与我国传统建筑中的亭阁相结合的产物，基本上与楼阁式塔在同一时期出现。亭阁式塔大多采用砖石建造，也有少数用土坯修建。亭阁式塔的特点是：塔身为单层的方形、六角、八角或圆形的亭子，下建台基，顶部冠以塔刹；也有的在塔顶上加一小阁，上置塔刹。建于东魏时期的山东历城神通寺四门塔（图1-5），高15米，采用青石砌筑，是中国现存最早、保存最完整的单层亭阁式石塔。
　　高僧墓塔常采用亭阁式塔的造型，著名的有山东长清慧崇禅师塔、河南登封净藏禅师塔、山西平顺明惠大师塔等。山西五台山佛光寺的祖师塔是一种特殊形制的亭阁式塔（图1-6），塔室之上小阁的高度较大、构造精美，也可视为两层的楼阁式塔。
　　图1-5历城神通寺四门塔
　　图1-6五台山佛光寺祖师塔
　　4.覆钵式塔
　　覆钵式塔的外形与印度窣堵波的形制非常接近，塔的下部为一高大的基座，其上砌筑瓶式或钵式塔身，塔身之上为逐层收缩的相轮，顶上设有华盖和宝刹。由于塔身的造型类似一个倒置的喇嘛教化缘钵，所以称为“覆钵式”塔。自元代以来，喇嘛教建佛塔常采用此种形式，所以又称为喇嘛塔。
　　元代时期喇嘛教在我国广泛传播，其中尤以西藏最盛，这种源于窣堵波式的塔逐成为喇嘛教建塔的基本形式。覆钵式塔在内地发展的过程中，结合了高层楼阁式塔和密檐式塔的建筑成就，形体更加高大雄伟。现存全国最大的覆钵式喇嘛塔—北京妙应寺白塔（图1-7），高59米，建于元朝至元八年（1271年），由尼泊尔工匠阿尼哥主持设计，是我国建造最早的覆钵式塔。明清时期喇嘛教继续发展，覆钵式塔修建得更多，而且成为高僧墓塔的主要形式。覆钵式塔有时也被作为园林的点缀，如北京北海琼华岛白塔、江苏扬州瘦西湖莲性寺白塔等。在过街塔和金刚宝座塔之上所建的小塔，大多也采用覆钵式塔。
　　5.金刚宝座塔
　　金刚宝座塔在佛教上属于密宗一派，以五方佛为内容，象征须弥山五形。以北京真觉寺金刚宝座塔（图1-8）为例，据明成化九年（1473年）“创建真觉寺金刚宝座塔碑记”和《帝京景物略》上记载，此塔系仿照中印度的规式与佛陀伽耶（BundaGaya）的金刚宝座大塔而建；但是与两者相比，也不完全一致。佛陀伽耶塔塔座较低，台上五塔中间一塔较大；而真觉寺金刚宝座塔的台座极为高大，中塔稍大，其余四塔相去不远。尤其是雕刻技法、风格，均具中国传统艺术特点，斗栱、柱子、椽飞、瓦垄等均为中国建筑的结构形式。值得注意的是，金刚宝座塔结合了我国古代高层建筑的特点，台座修建得十分高大，以显示其不凡的气势。
　　现存金刚宝座塔的实物不多，约十来座，大都为明清时期建造，计有云南昆明妙湛寺金刚宝座塔，北京真觉寺金刚宝座塔、碧云寺金刚宝座塔、西黄寺金刚宝座塔，内蒙古呼和浩特金刚座舍利宝塔，山西五台山圆照寺金刚宝座塔、甘肃张掖金刚宝座塔等。建于明成化九年的北京真觉寺金刚宝座塔，为五座密檐方形石塔，石造金刚宝座高7.7米，中心宝塔高8米，是我国最早的金刚宝座塔。
　　图1-7北京妙应寺白塔
　　图1-8北京真觉寺金刚宝座塔
　　6.花塔
　　花塔，也称华塔，其特征是在塔的上半部装饰有巨大的莲瓣，或密布佛龛及狮子、大象等动物形象，或点缀其他装饰，看去形如一束巨花，因此被称为花塔。花塔的出现，受印度、东南亚佛教国家寺塔雕刻装饰的影响，也代表了我国古塔发展从高大朴质向华丽的趋势。花塔最初的发展是从亭阁式的墓塔开始的，即在亭阁式塔的塔顶之上加上几层大型仰莲花瓣为装饰，山西佛光寺东南的唐代亭阁式墓塔即是初期花塔的例子。
　　花塔大多数是辽金时期建造的，到元代以后较为少见。在古塔发展过程中，
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