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【结构创新】王澍的密码——中断近千年的贯木拱技术复兴过程

"转自:结构设计-公众号"


文来源:冠一说。作者:王冠一,北京市建筑设计研究院主任建筑师。


▍王澍与陆文宇在他们的工作室,桌上的模型是“超轻村项目-临时居住单元”


王澍近年的建筑实践中,轻型木构架成为他的常见设计手法,通过小尺寸的木材搭接实现相当大的跨度,非常巧妙;而且木材之间不是刚性连接,而是铰接,有些地方甚至仅利用摩擦力搭接,非常易于拆卸和复用。这种技术是王澍的原创吗?是如何传承和发展的?



《清明上河图》上的汴水虹桥


故事要从六十年前说起,1953年《清明上河图》历史上首次对公众展出,桥梁学家唐寰澄注意到了画中的“汴水虹桥”,不是一般古画中的石拱桥和木板桥,而是一座轻巧美丽的木拱桥,“一片霞光,使人眼亮”。



▍桥梁学家唐寰澄


后来唐寰澄展开了研究和计算,证实这种木拱技术是可行的,画中的桥梁是真实存在过的。但在很长一段时间内,科学界都认为这种木拱桥已经失传了,因为从宋代以后就再也没有这种拱桥再建的记录。


直到70年代末,文物工作者在浙南和闽东北地区再次发现了同一类型的木拱桥,到1980年,桥梁专家们终于确认北宋盛行的虹桥技术并未失传。此后,这种木拱技术得到了桥梁界的关注,王澍也是从中得到启发,并将这种技术用到了自己的建筑实践中。


王澍的实践之一:超轻村项目



王澍的“超轻村项目-临时居住单元”。是应日本震后项目“人类家园”(Home-for-All)之邀的设计。这一项目以解决震后房屋短缺为目标。它要求轻质以及速成的设计方案。因此,王澍构想了一个受灾人员能够自行迅速开展起来的建筑工程,源自北宋的贯木拱桥技术由于其轻便高效,成为结构选型当仁不让的首选。


王澍为留学生做讲解

▍搭建完成的居住单元

▍搭建完成的居住单元

▍拆卸后的结构单元,由400根木条和轻型围护结构构成

▍建造过程


▍结构完成后的承重实验

▍搭建过程示意图

每栋临时房屋是由大约400根木条、少量铆钉和风钩组成的“临时建筑”,通过在顶层铺上透明有机板,可以实现遮风挡雨,一个单元内可供四口之家生活。


王澍的实践之二:象山校区专家接待中心



2013年竣工的中国美院象山校区专家接待中心,整个建筑的屋顶由一片木构架大屋顶整体覆盖。但并未使用大尺寸木梁,仅仅使用60mm见方的松木木方,采用贯木拱技术组合而成。


连续的木构架屋顶


▍木拱以剪刀撑与墙体连接


▍屋顶局部

▍小型木材实现的巨大跨度


象山校区的大屋顶,以极小的木材截面,实现了巨大的跨度,一千年前古画中的造桥技术仍然能在现代的建筑设计中发挥作用,让人不能不惊叹传统木构技术的巨大潜力。


比起众多仿古建筑对中国古建大屋顶“形”的仿摹,这种对古代营造技术的继承和发展,是更加本质的哲学层面的血脉联系,让古代技术在现代有了新的生命力。


“清明上河图”中的“汴水虹桥”




▍《清明上河图》上的汴水虹桥


流传千古的虹桥,居于名画《清明上河图》长幅的中心位置。唐寰澄首次在展览中发现并展开研究时,推测其“净跨约20米,拱矢约5米,宽约8米”,并先后名之为“叠梁拱桥”和“贯木拱桥”。

▍唐寰澄推测的汴水虹桥的结构体系


▍唐寰澄以火柴棍示意的汴水虹桥的结构体系


唐寰澄在《中国科学技术史 桥梁卷》中称木拱廊桥“是世界桥梁史上绝无仅有的一个品种,在世界桥梁史上唯中国有之。”2009年9月,中国木拱桥传统营造技艺被列入联合国《急需保护的非物质文化遗产名录》。



唐寰澄为汴水虹桥做的DSI超静定次数分析

▍唐寰澄对虹桥结构的推测


由于使用短的构造材料,形成了大的跨度,被认为是中国在世界桥梁史上的独特构造。木拱结构的廊桥曾风行于北宋,是我国木结构桥梁的活化石,是中国传统木构桥梁中技术含量最高的一个品类,同时具有极高的传统美学价值。


宋代之后,随着汴京的衰微,木拱桥在中原地区趋于湮灭,近代学者一直都认为这种技术已经无存。自唐寰澄在《清明上河图》中发现以后,经过二十余年的搜索,在浙江、福建等地终于发现了多座贯木结构的桥梁,引起了世界范围内的广泛关注。



后来陆续发现的部分贯木拱桥实例


▍福建寿宁鸾峰桥,始建于明代,现为国家级文物保护单位


▍唐寰澄后来在上海青浦主持建造的贯木拱桥,由美国WGBH电视台资助


传统木构技术还有多少潜力可挖?



在我孩童的时候,我祖父就在饭桌上用筷子为我搭起过贯木拱桥的模型,可见这种技术并未失传,只是并未得到系统的传承和研究。由此也想到,我国传统的木构技术中是否还有其他具备潜力,未得到传承的技术?在考古成果,古画中是否还会有尚未被挖掘的宝藏呢?



我用筷子搭建的结构模型


正如屠呦呦通过古医学著作的启发才想到青蒿素的提炼方法一样,传统文化和技术是巨大的宝藏。王澍一直保持对传统文化的关注和兴趣,同时结合现代技术,才让贯木拱技术得到了有效的继承和应用。可见保持对传统的关注是十分必要的,“师造化”、“师古人”,有时候可能会得到意想不到的收获。


(本文得到全国工程勘察设计大师、梁思成奖获得者刘力大师的指点,特此鸣谢。)

本文来源:“冠一说”微信公众号。作者:王冠一,北京市建筑设计研究院主任建筑师。


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作者: ganggouren

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