比萨斜塔 为何 不倒 ?-Alex Gendler

翻译人员 :彬琳 张 校对人员 :Tingting Zhao

1990 年 ，意大利 政府 招募 了 一批 顶尖 工程师

来 维护 著名 的 比萨斜塔 。

在 过去 的 八百年 中 有过 许多次 修正 斜塔 的 尝试 ，

但 计算机 模型 向 这 只 团队 揭示 了 他们 面临 的 严峻 考验 。

他们 预测 这座 塔 将 在 倾斜 角度 超过 5.44 度 的 时候 倒塌 ——

现在 它 的 倾斜 角度 是 5.5 。

没有 人 知道 为什么 斜 搭 仍旧 屹立 ，但 危机 就 摆 在 眼前 ：

他们 需要 解决 这个 困扰 了 无数 代 工程师 的 问题 ，

并且 是 迅速 解决 。

为了 更好 的 理解 他们 的 处境 ，

让 我们 先 来 了解 比萨 塔 倾斜 的 原因 。

在 12 世纪 ，富有 的 比萨 海上 共和国

着手 将 主教 座堂 广场 变成 它 宏伟 的 地标 建筑 。

工人 们 扩大 并 装饰 了 原有 的 教堂 ，

并 在 广场 上 加盖 了 带 穹顶 的 洗礼堂 。

1173 年 ，独立式 钟楼 的 修建 也 开始 了 。

参与 建造 的 工程师 与 建筑师 都 是 那个 时代 的 大师 ，

然而 相对 工程 知识 ，

他们 对 脚下 的 这片 土地 知 之 甚 少 。

“比萨 ”一词 起源于 古希腊 词汇 “沼泽 之地 ”，

恰好 完美 描述 了 藏 在 这座 城市 地表 之下 的 黏土 、淤泥 和 湿 砂岩 。

相似 的 条件 下 ，古罗马 人 将 大理石 柱 立 在 地表 岩床 上

以 增加 建筑 的 稳定性 。

然而 ，塔 的 建筑 设计师 认为 三米 的 地基

足以 支撑 这个 相对 较 矮 的 建筑 。

不幸 的 是 ，不到 五年 ，

塔 的 南侧 已经 陷入 地下 。

通常 情况 下 地基 的 倾移 将 成为 致命 的 缺陷 。

如果 继续 增加 重量 ，

来自 上层 的 压力 将 使 建筑 下沉 ，

从而 导致 更 严重 的 倾斜 。

由于 比萨 陷入 长久 的 战争 时期 ，

工程 在 第四 层 停滞 了 将近 一个 世纪 。

在 这 期间 ，土壤 沉降

等到 1272 年 工程 再次 开始 时 ，

地基 的 基脚 变得 相对 稳定 。

在 建筑师 乔瓦尼 ·迪 ·西蒙尼 （GiovannidiSimone ）的 指导 下 ，

接下来 几层 的 建造 中

钟楼 南侧 略 高于 北侧 ，以此 来 修正 塔 的 微小 倾斜 。

然而 额外 的 砖石 结构 加速 了 塔楼 南侧 的 下沉 。

等到 第七 层 及 钟室 竣工 时 ，

塔 已经 倾斜 了 1.6 度 。

数个 世纪 以来 ，工程师 们 无数次 尝试 修正 它 。

1838 年 ，为了 探究 下沉 的 地基 ，他们 围绕 地基 挖掘出 一条 走道 ，

然而 挖走 支撑 的 沙土 导致 了 更 严重 的 倾斜 。

1935 年 ，为了 加固 塔基 ，意大利 工程 军 向 基底 灌注 砂浆 ，

然而 砂浆 灌注 不 均匀

引发 了 又 一次 下沉 。

所有 失败 的 尝试 ，伴随 沉降 的 地基

使得 倒塌 一 触 即 发 。

由于 缺乏 对 土壤 构成 的 认知 ，

人们 无法 计算 出 塔 何时 会 倒

也 无法 阻止 它 发生 。

第二次世界大战 结束 后 ，

学者 们 尝试 确定 这些 缺失 的 变量 。

20 世纪 80 年代 ，工程师 们 计算 出 塔 的 重心 曲线 ，

再 加上 新 的 计算机 技术 ，

土质 硬度 ，塔 的 轨迹

以及 精确 的 挖掘 量 才 得以 确定 。

1992 年 ，施工队 挖出 倾斜 的 隧道 ，

从 北端 的 塔基 挖走 38 立方米 的 土壤 。

随后 ，他们 用 600 吨 铅锭 来 过渡性 的 平衡 塔身 ，

最后 用 钢索 来 固定 地基 。

在 竣工 的 六个 世纪 之后 ，

塔 的 倾斜角 终于 被 修正 到 4 度 左右 。

没有 人 希望 它 倒塌 ，

但 他们 也 不 想 失去 这个 地标 建筑 最 出名 的 特征 。

如今 ，塔 高 约 55 到 56 米 ，

作为 缺陷 之 美 的 里程碑 ，

它 将 至少 屹立 300 年 。