魯殿靈光，中國古建筑的百代標程

　　山西省雁門關以北約一百公里，大同盆地桑干河沖積平原的中心矗立著高大的應縣木塔，在平曠原野、村鎮市廛及四圍群山襯托之下，方圓百里可見。應縣五代時期稱應州，是五代后唐、后晉、后漢三朝帝王故里，沙陀族的聚集地，也是遼宋邊界重鎮，當時號稱“金鳳城”。據明萬歷《應州志》記載，應縣木塔建于遼清寧二年（公元1056年），是世界上現存最古、最高的一座可登臨的木構樓閣式建筑，也是現存唯一的一座真正具有多層使用空間的古代木構佛塔。1974年塔內曾發現失傳已久的契丹藏殘卷，以及佛牙舍利、夾纈佛像等珍貴文物，轟動中外。

　　應縣木塔全高65.84米（中國文化遺產研究院2011年4月測），約合普通住宅樓23層。外觀八角五層六檐，內部九層，塔底層總面闊30.27米。全塔上下除了磚石塔基、屋面瓦作、一層墻體和磚砌鐵制塔剎外，均為木構件搭建而成。中國明、清以前不乏土木結合或純木質的高層木構，如曹魏凌云臺、北魏永寧寺塔、唐武則天明堂、北宋開寶寺塔等，但由于歷史條件的變化，均早已頹毀；使得應縣木塔成為現存中國古代木結構高層建筑的頂峰與絕響，展現了中國木結構體系的極限可能性。由于各種應然與偶然的因素，使其經歷雷火、風雨、地震、兵隳等各類天災人禍，竟能在歷代維修保護之下，巋然獨存至今九百六十余年，魯殿靈光，確可稱之為中國古建筑的百代標程。

自東北方望應縣木塔與寺院全景（2011年）

應縣木塔南立面近景（2011年）

四層明層內槽內景（李鷹攝，2018年）

繼繼繩繩，保護加固之路紛紜起伏

　　按陳明達先生梳理，自建塔至1949年以前，應縣木塔共經歷五次大修理。1928-1935年間，應縣地方人士針對1926年木塔遭受軍閥炮火引起的破壞進行了相應維修，但由于拆除了外槽環向斜撐及夾泥墻，對木塔結構安全造成了損害。需要明確的是，以上這些干預措施無論得失，都談不上現代意義的古建筑保護。

　　應縣木塔現代意義的研究與保護工作可以說伴隨著我國建筑歷史學科和古建筑保護學科同步發展。雖然日本學者伊東忠太在1902年即考察應縣木塔并發表簡要介紹，但之后一直沒有進一步的研究。1933年，梁思成先生就職于中國營造學社不久，就與劉敦楨先生一同赴應縣木塔考察，偕同莫宗江先生等對應縣木塔開展了詳細的調查與測繪工作，并做了殘損記錄，資料整理完備后本擬隨即出版專著，但因抗日戰爭爆發，書稿受損未能實現。2007年，中國建筑工業出版社將中國文化遺產研究院新發現的梁思成先生文稿與清華大學資料室藏的部分圖紙、測稿及照片合璧，以《梁思成文集》第十卷的形式出版了1933年到1935年營造學社關于木塔調查測繪的成果，為木塔研究與保護復原了一個高水準的開端。

應縣木塔歷史照片

　　1949年后，各級政府對應縣木塔保護均非常重視。1950年，莫宗江先生隨文化部雁北調查團再次調查木塔，在《雁北文物勘查團報告》中留下了對木塔原狀及傾斜變化極為珍貴的記錄文字。1953年，在佛宮寺設置古跡保養所。1957年，文化部文物管理局回函山西省文物管理委員會，同意將應縣木塔修繕列入下一年度古代建筑修整所修繕計劃。陳明達先生在營造學社測繪資料及補充勘測、制作模型的基礎上，于1966年出版了《應縣木塔》專著，開辟了中國古代建筑設計方法研究新路徑。1973年8月，國家文物事業管理局組織楊廷寶先生等多位專家就應縣木塔的局部傾斜加固問題進行研討，隨后山西省文物工作委員會組織實施了規模較大的維修加固工作（1974-1981年），包括加設斜撐、樓板加強、梁柱加箍、外槽木構件油飾等。

　　1991年，中國文物研究所（中國文化遺產研究院）組織北京建筑工程學院（北京建筑大學）測繪應縣木塔現狀全套圖紙，之后開展了殘損現狀勘察。上世紀90年代中期以后，應縣木塔修繕由山西省負責組織，投入了大量的研究力量與經費支持，山西省古建筑保護研究所等十余家機構完成一系列勘察、測量、研究報告及設計方案。2002年6月，應縣木塔修繕保護工程管委會在太原召開了包括7位院士在內40余位專家參加的應縣木塔修繕保護工程方案評審論證會，會上討論了整體落架大修、上部抬升、鋼架支撐與現狀加固四類方案。落架大修雖然延續傳統修繕做法，但存在舊構件更換過多與變形矯正后難以安裝問題，歷史信息損失過多；鋼架支撐方案雖然對本體干預較少，但存在思路難以落地的技術問題，同時也是對木塔自身挺立的一種否定。最終上部抬升方案經專家投票占優，即將保存較好的上部三層整體抬升，大修調正二層傾斜柱梁框架后再將上部三層整體落回。由于難以確認上部抬升之后能否順利回落到大修后的二層之上，2006年4月，這一方案經深化后，又在國家文物局于朔州召開的“應縣木塔抬升修繕方案評審會”上被專家否定。

　　在此情況下，加強監測，摸清木塔傾斜發展狀況，開展針對性的現狀搶險加固被大多數專家認可是一條現實可行的保護路線。國家文物局于此次會議后明確了現階段應縣木塔保護監測與研究先行，現狀搶險加固的方針。2007年底，中國文化遺產研究院承擔應縣木塔保護研究項目技術牽頭工作至今。自2008年開始，經過對傾斜嚴重柱3年多的局部監測，明確其傾斜在持續發展，2011年5月，國家文物局在京召開監測階段性成果匯報會，要求進一步深化木塔監測信息的分析研究和木塔現狀的安全評估，在此基礎上，抓緊研究制定有針對性的木塔局部維修加固方案。中國文化遺產研究院隨即啟動了相應方案編制并在2012年報審，2014年，國家文物局原則同意《應縣木塔嚴重傾斜部位及嚴重殘損構件加固方案》。實施中經過圖紙深化、試驗性施工，以及專家提議、現場暫停等一系列過程，2017年以來該方案實施正在優化之中。

《應縣木塔嚴重傾斜部位及嚴重殘損構件加固方案》實施的試驗面，2017年底暫停

木德參天，剛柔分層的高超結構體系

　　如前所述中國古建筑自周秦以來，高層巨構代不乏出。但唐代以前除木方疊壘的井干樓之類以外，大殿如秦漢咸陽宮、未央宮，高層如北魏洛陽永寧寺塔等，均是夯土臺為中心外附木構的形式。漢晉隋唐以來所建之明堂與南北各地佛塔，即便沒有夯土芯臺也會設置中央貫通上下的巨木以解決抗側力和塔剎承重問題，如日本現存之佛塔即保有此種做法。盛唐之后乃至五代宋初，高層木結構技術才最終成熟，出現了主體木構建造，內部空間敞亮，沒有中心柱遮擋的高層木結構，應縣木塔就是其杰出代表與唯一留存下的實物。之所以這樣說還因為元代之后，中國高層木構轉變為另一種“通柱”的結構形式，而且再也沒有達到可與應縣木塔匹敵的層數與高度。

　　應縣木塔的結構體系，根本地講就是分層，把單層的殿堂式（按照北宋營建官書《營造法式》分類）建筑一層一層疊壘起來。這種分層是剛性層和柔性層相間布置，上下層柱采用“叉柱造”，且構件之間的榫卯都很簡單，是一種積木疊置的思路，完全不是坊間傳播的所謂現代筒中筒結構。

　　木塔外觀5層，但結構上分為9層；除一層外，以上四層中每層單元包括明層（供瞻禮的佛殿層），擁有開敞空間的梁、柱間架；以及其上滿布斜撐剛度很大的的暗層（無人員活動）。從結構特性上看開敞的明層（佛殿層）梁架抵抗側向風力或地震作用的能力較弱，能夠發生較大變形，是柔性層；相對而言，暗層整體性很強，像一個厚重的箱體壓在佛殿層內外兩圈共32根柱子及梁枋組成的間架上，是剛性層。與現代結構設計及分析假定截然不同的是，這些柱子之間以及柱子與梁枋之間的連接都是搭接關系，而不存在一個連續受力節點；因此，只能傳遞重力與摩擦力，不能像現代結構節點一樣傳遞拉力及彎矩。這種類似一圈石塊支撐磨盤的結構，在抵抗風荷載時，因每根柱子承載重力產生的彎距大于水平風荷載產生的彎距，因而具有自恢復能力，是穩定的。在抵抗地震荷載時，則由于地震力自下而上傳遞，柱腳和柱頭都可在一定范圍內變形滑移，因而具有明顯的隔震效果。抗風與抗震，這一在現代結構設計中難以調和的有著相反剛度要求的矛盾，卻在應縣木塔高超的結構體系中得以統一。另外，除柱子外，木塔佛殿層外槽柱間還配置了具有斜撐的夾泥墻，形成第二道抗側力防線，對突發大變形起到限位作用，防止破壞性的局部傾斜發生。

　　應縣木塔挺立千年的事實，可看作是最為真實的結構試驗，足以證明其自身結構的合理與優越。當前國際結構工程界最新抗震理論認為剛、柔混合結構可以克服傳統結構抗震的缺點，我們將應縣木塔與之主要特點進行對照，可發現兩者高度一致。應縣木塔這一突出的科學價值不但可作為一種建筑的杰出范例以展示出人類歷史上的重要階段，申報世界遺產當之無愧；而且可對當代高層及超高層結構設計起到直接的借鑒作用，具有重要的現實意義與科學價值。

地震兵隳，局部傾斜及構件殘損嚴重

　　應縣木塔自建成至今，經歷對其有顯著影響的地震40余次，其中受到烈度七度以上的地震影響有2次。萬歷《應州志》載：“經元迄我大明，大震凡七，而塔歷屢震屹然壁立。”元大德九年（1305年）附近的懷仁地震與天啟六年（1626年）靈丘地震，應縣烈度分別為八度以上和七度。據1996年太原工業大學完成的應縣木塔抗震研究報告，1976年唐山地震一年后對木塔進行了變形觀測，偏移值以二層頂為最大（約1.4cm），也正是木塔損傷最為嚴重的薄弱部位。綜合各種資料，比對營造學社的勘察測繪記錄，可以認為木塔自身結構具有很強的抗震能力，歷史上的地震沒有對應縣木塔產生致命的影響；但由于外力破壞、柱子傾斜、構件殘損退化等導致目前的抗震能力下降。另外，從開展的多次風荷載及風效應現場實測、模型風洞試驗、風場分析研究來看，應縣木塔風荷載影響屬于正常范圍，不屬于特別突出的影響因素。

　　應縣木塔為宗教建筑，受歷代受帝王官吏及信眾頂禮膜拜，維修不輟，基本上未遭人為破壞。逮至現代，一方面宗教信仰消退，另一方面戰爭武器進步，木塔也因之受到強烈影響。因木塔位于清代應縣縣城西北角，距西、北城墻僅百米之遙，木塔西南、西側、西北三面受炮損嚴重。梁思成先生記錄民國十五年（1926年）軍閥炮擊造成木塔破壞，1935年（民國二十四年）的維修應即針對此次破壞。與梁先生共同測繪木塔的莫宗江先生1950年隨雁北文物考察團考察應縣木塔，在報告中寫到“抗日戰爭與解放戰爭期中，曾被據城頑抗的敵人利用作觀察抗御的據點，至今塔內磚壘的工事還在；前后曾經中炮四十多發。”“自夾泥墻被拆除改成格子門以來，僅僅經過十四五年，塔身已可以看出歪向東北。在第二層內的各柱向東北傾斜最甚”。

二層西南內、外槽傾斜現狀(2011年)

　　由此可見，正是炮擊與拆除外槽斜撐墻體直接引發了木塔二、三層西南面外柱嚴重傾斜，并由此在木塔上層自重長期作用下，經80余年的持續發展，使得目前二層佛殿層自西南向東北方向側傾斜日益嚴重，通過不同時期照片對比肉眼可見。傾斜最嚴重部位西南側北平柱2020年8月測量柱頭相比柱腳中心點向東北方向偏移576.4mm，而此柱高度僅為2805mm（柱底徑600mm），偏移量超過柱高的1/5，接近柱徑。所賴其后側輔柱及周邊梁柱扶持尚保持斜立而未倒，但是其反作用力施及內、外槽周邊梁架，二層各柱總體上形成自西南向東北方向傾斜逐漸遞減的變形特征，東、北側個別柱子輕微外傾。三層各柱總體自西北向東南傾斜，程度較二層為輕。四、五層傾斜變形較小，但柱子積累沉降較大，五層柱西、北側相對下沉。

　　應縣木塔一層由內、外兩圈厚重土坯墻維護，較為穩固。一、二層木構件與節點殘損最為嚴重，三層次之，四、五層較好。底部兩層木構件因荷重過大開裂者較多，典型的是柱頭上普拍枋端部因木材橫紋受壓過大而普遍壓碎。二、三層鋪作炮損構件較多，包括炸碎、開裂、燒失等。三層以下柱子以及各層內槽承載佛像的兩根六椽栿大梁有不同程度開裂。總體上看，危及應縣木塔安全的主要殘損是二、三層尤其是二層的柱框傾斜，同時下部三層的木構件也存在著較為嚴重的殘損。

咬定青山，堅持監測與基礎研究先行

　　現在看來，2007年以前應縣木塔維修加固方案的反復，除保護理念的差異外，主因還是應縣木塔異常復雜，保護修繕難度極大，受限于學科發展水平，基礎研究不足。當時的主要問題是：（1）沒有全面、系統、量化的監測數據；（2）文獻未作系統梳理，未明確木塔二、三層傾斜嚴重的主要原因；（3）古建筑木結構分析計算還是沿用現代結構的假定與邊界條件；（4）缺乏準確、細致、真實反映現狀的測繪圖與勘察成果。一方面，對木塔傾斜現狀及是否持續傾斜，以及傾斜發展的程度，因缺乏監測數據支撐，專家各持己見；另一方面，結構專家與古建筑專家一致認為當時采用的結構分析假定與邊界條件不符合古建筑木結構實際情況，不信任此種情況下的有限元分析成果，并且也缺乏開展大比例結構試驗的技術、經濟條件；同時，現狀測繪與勘察成果的精細程度也不足以定量判斷構件殘損程度，難以預估落架大修后構件更換量以及歷史信息的損失程度。

　　2007年以來，中國文化遺產研究院統籌全院資源，應縣木塔保護研究作為全院唯一配置專職研究人員的項目穩步推進，組織院內及院外各協作單位多學科協同開展或完成了約30項木塔測繪、勘察、檢測、試驗、結構性能與加固措施研究項目和文物保護規劃，以及瓦面保養維護、牌匾修復等工程。應縣木塔保護加固堅持監測與基礎研究先行，在以下幾方面取得重要進展：

　　（1）緊緊抓住了結構監測這一應縣木塔保護的龍頭，十二年持續不間斷的結構變形監測成果，為應縣木塔針對性的現狀加固提供了嚴謹的事實依據與分析基礎。特別是通過2015年以來的木塔整體變形監測，并與其它途徑歷史測量數據比對參照，首次得出明確、量化的監測數據與結論。傾斜最為嚴重的二層佛殿層（明層）西南側外槽北平柱的柱頭與柱腳中心點以每年2-3毫米的速率向東北方向傾斜，且持續穩定發展，但5年監測期間內未出現突變。二層內、外槽其它各柱傾斜變形大體上自西南向東北逐漸減小，北側和東北側有個別柱子外傾，整體呈現自西南向東北傾斜。三層整體上自西北向東南傾斜，傾斜情況好于二層。四、五層現狀較好，部分柱標高因下部柱的傾斜而有相應的變化。這說明應縣木塔結構處于持續傾斜之中，也明確了變形的特點及速率，為下一步對癥治療開展針對性現狀加固營造了共識與評估標準。

　　（2）在詳細勘察、文獻梳理與結構分析基礎上，確認了應縣木塔80余年來局部傾斜日益加劇的主要相關因素：炮彈轟擊產生的局部水平外力引起部分外槽柱超常內傾；內傾嚴重外槽柱在自重作用下，形成持續且日漸加大的水平力（結構力學上稱之為“P？Δ”效應），上推柱頭，下推柱腳；加之拆除明層外槽斜撐后木塔抗側與抗扭能力下降，造成二層八邊形柱框自西南向東北傾斜日益嚴重。另外，也有地震與風荷載常年積累損傷、木材材性年久退化、關鍵構件與節點的承載能力下降等的影響。

　　（3）以1970年代中期李士溫教授以來，太原工學院、中科院力學所、哈爾濱工業大學等研究為基礎，2011年以來應縣木塔結構特性研究取得長足進步。應縣木塔短柱擺動抗側、剛柔分層隔震等結構特點新認識經中國文化遺產研究院近年在應縣木塔保護實踐中的運用與積極推廣，已逐漸獲得結構工程主流學界認可，包括太原理工大學、北京交通大學、西安建筑科技大學、重慶大學、北京建筑大學、廈門大學、中國建筑科學研究院等已完成一系列基于以上認識的重要結構試驗或理論分析成果，同濟大學也完成了上海某新建木塔的1：5縮尺振動臺試驗及數值分析。日本結構工程界近年對傳統木結構受力特性也開展了很多重要試驗及研究可資借鑒。目前來看，國內結構工程學界關注應縣木塔保護的大多數重要機構已經取得共識，能夠較準確反映中國古代多層木結構實際特點的結構分析方法突破在即。

　　（4）精確、全面反映現狀的測繪圖是木塔研究、監測、保護工作的基礎。一方面，定期測繪從長時段來看就是一種監測，我院即整理了自1933年梁思成先生手繪測稿以來的歷次應縣木塔測繪圖紙并與現狀進行了初步比對；另一方面，即使發生最壞的倒塌或火焚等災變，木塔信息在全面留取后也可按照記錄補配修復，且將真實性損失控制到最小，是防災減災的重要措施。相關技術目前已經成熟，近年應縣木塔已陸續完成多項局部性的信息記錄，木塔整體性的精細化測繪及信息留存項目國家文物局已經立項，中國文化遺產研究院正在穩步推進。相關詳細勘察如節點構造調查、構件編號、節點構造調查、構件年代檢測判斷，以及建造歷史研究等工作也在按計劃開展。

謀定后動，近期現狀加固對癥治療

　　前述監測成果表明，應縣木塔二層局部傾斜非常嚴重且還在持續穩定發展，說明木塔結構并未處于穩定狀態，如遭遇較大地震有局部失穩（倒塌）的可能性。因此應及時、有效開展應縣木塔保護加固。

　　1990年至今30年以來，伴隨著對應縣木塔研究的深化以及文物保護理念的嬗變，目睹某些因前期研究不足而倉促開展的不當保護造成的重要文物的損傷，越發凸顯在應縣木塔保護中堅持監測與研究先行，不輕易干預本體的可貴。

　　通過對木塔結構特點與監測數據的分析，可以認為木塔自身結構體系是保證其自身安全的重要基礎，目前仍然具備這一功能，未因局部變形與構件破壞改變。獨具特色的剛、柔相間的木塔結構仍然是其自身安全的依托。因此在現階段，相關加固措施均應在此前提下進行，應是補強性質的，而非替代式的；同時保持木塔明層、暗層各自的剛柔特性至關重要。這既是科學加固、保證木塔安全穩定的實際需求，也是堅持文物保護“真實性”原則，實施最小干預，保存歷史信息，保護與展示文物價值的需求。

　　這類似于醫學上“對癥治療”的策略：針對性地改善疾病癥狀，但不能根除病灶，也就是所謂“治標”。對應縣木塔這座年近千歲舉世無雙的重要文物，在現階段研究與實施、保障條件尚不充分完善的情況下，以“減緩傾斜發展”為目標的“治標”策略較急于徹底解決問題的“治本”更為合理、可行。

　　“謀定后動”，應縣木塔保護路徑既要“集思廣益”，又不能“筑室道謀”。基于多年工作積累與研判，中國文化遺產研究院提出的應縣木塔保護近期目標（2023年前）是：初步開展木塔二層傾斜最嚴重部位現狀支頂加固，完善木塔結構監測體系，完成木塔精細化測繪及信息留存工作，制定防災預案。力爭3年內提出減緩木塔傾斜嚴重部位傾斜進一步發展的措施，落地實施并初見成效。目前正在開展木塔傾斜嚴重部位局部足尺模型結構特性與加固措施試驗。

舊邦新命，多方協同共保木塔永年

　　“闡舊邦以輔新命”。在國家文物局、山西省政府指導下，山西省文物局、朔州市、應縣與中國文化遺產研究院共同推進，2020年7月中國文化遺產研究院應縣木塔工作站揭牌，為應縣木塔保護研究工作提供了現場工作平臺。下一步計劃在此基礎上建設“中國木結構古建筑保護研究中心”，組建由中國文化遺產研究院主導、相關研究機構緊密合作、多學科協同研究的工作團隊，在應縣木塔現狀勘察評估、結構特性研究、材性檢測勘探、傳統修建技藝、修繕加固措施、建造歷史沿革、修繕保護理念等多方面全方位開展研究并兼及其他早期古建筑。

　　2056年，應縣木塔將迎來募建1000年，距今年尚有36年，這期間應縣木塔保護工作擬劃分為2個階段。中期目標及主要工作（2030年前）：持續開展結構監測，廣泛深入開展各項基礎性研究，做好木塔信息全面留存，進一步完善傾斜嚴重部位現狀加固措施，殘損構件現狀修繕，優化防災預案。消除一定時期內木塔局部或整體坍塌風險，為達到遠期目標（即建立在深入研究基礎上的全面修繕）爭取時間。遠期目標（2056年前）：在中期全面深入研究基礎上，凝聚修繕理念共識，明確整體修繕思路，適當調正傾斜柱框，全面修繕殘損構件，木塔結構整體上恢復相對較為健康狀態，得以長期保存、傳承。

　　應縣木塔五層正南面高懸明成祖題“峻極神工”匾，五百年后的清末，一層正北面又掛上了“永鎮金城”匾。祈愿應縣木塔實施的科學保護措施與策略能獲得今天社會各界最廣泛的認同，在堅持文物保護“真實性”原則下，既可最大限度保存歷史信息，又能讓千歲木塔益壽延年；如同此二匾之善頌善禱：峻極神工，永鎮金城。