第14章
有几种不同种类的拱顶。我们必须弄明白它们是按照什么方式区分的,并且是按照什么线型组成的。要使我自己弄得尽可能清楚而简明易懂,这就是我在这整本书中所努力要做到的,因而,对我来说发明一些新的术语就将是必要的了。诗人恩尼乌斯(Ennius)[11]关于“苍茫的天穹”51的诗句是不会逃脱我的注意的,塞尔维乌斯(Servius)称那种用制作船形龙骨的方式制造的拱顶为“洞窟”。52但是,我有一点请求,在这本书中至少我们考虑那些可以接受的拉丁术语既是准确的也是容易理解的。
这些是各种类型的拱顶:筒形拱顶、有隔板的拱顶和完美的球形穹隆53,以及任何其他由这三种拱顶中的特定部分组成的拱顶。54那些球形的穹隆以其典型的特征而只能被放置在由圆形平面升起的墙上;有隔板的拱顶,要求一个方形的平面,而筒形拱顶则可以覆盖任何矩形的房屋范围,或短或长,就像可以在隐秘的门廊里可以见到的。任何建造得像一个在山里钻出的孔洞的拱顶可以被叫做隧道式拱顶或桶式拱顶,因为它们的名称是相类似的。55然而,筒形拱顶像是一系列的拱一个接一个地加上去的,或者像一根弯曲的梁在其横向的延展,因此,它可以与一个在我们头顶上的起保护作用的弯曲的墙相比较。因而,如果像这样一个拱顶,从北向南延伸,被另外一个从东向西延伸的拱顶完全横切,就会创造出像是伸向角落之中的弯曲的喇叭一样,因而这种就被称作是“有隔板的拱顶”。56但是,如果许多同样拱券的顶点交汇在中心的一个点上,就会创造一个像是天穹一样的拱顶;那么,这种拱顶我们就将其称作完美的球形穹隆。
那些不包括在上面我们提到的拱顶形式之中的拱顶是:如果自然将天空的半球形通过一个自东向西垂直的截面而划分,就将产生两个适合于半圆形龛的拱顶。然而,如果自然将天穹的半圆形,从东边一角向南边一角的连线,以及从南边一角向西边一角的连线,然后从西边到北边,从北边再回到最初的东边,用同样的方式将之切割出去,那么,留在中间的拱顶就像是一个鼓起的风帆,因而,我们称其为帆拱拱顶。任何由几个筒形拱顶截面交汇在一起而组成的拱顶,例如,可以在六角形和八角形的房屋覆盖范围内生成的拱顶中看到的,我们将其称为有角球形拱顶。
接下来的用同样方法建造的应该是用于墙上的拱顶。事实上,在墙体内的骨架57连续而不中断地一直延伸到拱顶的顶端;它们是以相同的方式建造的,并被放置在一个相对是类似的相互距离之中。连接的韧带在骨架与骨架之间伸展,在骨架之间的部分是用嵌板填充的。但是,在这里有一个不同:在一堵墙上,每一块石头和每一砌筑过程是沿着水平与垂直方向成支线摆放砌筑在一起的,但是,在一个拱顶中,这一过程就是沿着曲线砌筑,所有石头的联结部分都指向它们各自拱券的中心。在骨架中古人几乎总是使用烘烤的砖,一般有两尺长。用极轻的石头作为填充嵌板是可取的,要防止任何偏心的荷载在墙上所造成的扭力。然而,我注意到,一些建筑师并不是将骨架部分处理得连续而坚固;反之,他们会沿边缘的这里或那里分散地布置一些砖,砖的端头像一把梳子的齿一样相互咬合,就像一些人将他的左手指尖与右手指尖交叉铰合在一起一样。在中间他们则用骨料填充,常常是用浮石(pumice)[12],这一般被认为是拱顶中最适合的填充材料。
在拱或拱顶的施工中需要使用置于中间的拱中心模架。这是一种临时性的形式,用粗糙的木构架形成像一个曲线的样子,用枝编工艺、芦苇或任何其他便宜的材料铺上作为一个覆盖层或表皮层;它的功能是在建造施工时支撑拱顶,直到拱顶变得坚固为之。但是,完美的球形是一种不需要定中心模架的拱顶,它不仅要由拱,而且也要由环来组成。58由拱和环所需要的那些彼此相关的支撑物的,那些在相等或者不相等的角中相互交错的,无以数计的线是不可能去描述或者甚至在心中加以盘算的。因此,当你无论在这种拱顶中的什么地方插入一块砌块时,你意识到是为几个拱和环防置了一个楔块。而当你在环上再置一层环时,或在拱旁再起一道拱时,你能够想到这一工程,特别是当所有的拱楔块都倾向于以同样的力与挤压而朝向中心的时候,是随时都容易发生塌陷的吗?如果是这样,会从哪一点呢?许多古代建筑师探索了这种结构内在的受力,仅仅在每几尺高处放一个简单的陶制檐口,然后有点草率地将拱顶的其余部分加以填充,只是通过灌注了一些水泥混合物。我倒主张在拱顶建造时要格外小心,以确保那些环不是太稀疏,而是在一层之上再接一层,拱也是同样,一条拱紧接一条拱,运用的是与将石头绑缚在墙体上的同样的技术,特别是如果采石场的沙子短缺,以及工程暴露在海风或南风之下的时候。59
倘若一个完整的球形拱顶在其层内被插入,有角球形拱顶也可以在没有拱中心模架的情况下建造起来,尽管特别重要的是你使用了固定装置将主要拱顶中较弱的那些部分紧紧地绑在了其内较强的那些部分上了。虽然如此,一个有用的办法是,一旦一个或两个石环被放置并砌筑坚固,那么在其下部固定一些轻的皮带和孔眼,并在孔眼上绑缚足够的拱中心模来支撑其上几尺高的环,直到这些环凝固干燥。那么,当这些环也变得坚硬了时,拱中心模应该向上移动一定的层数以建造其上的部分,直到整个工程完成为止。60(https://www.daowen.com)
十字拱顶和类似的筒形拱顶都要求有拱中心模的支撑。但是,我主张在拱顶砌筑过程的最初,在拱脚的部位就要有一个坚固的基础。我不赞成实践中的将整座墙砌筑起来,只留下基座作为拱顶的最后支撑的做法:这样做是太脆弱也太不可依赖了。如果你接受我的劝告,你应该以能将拱和墙结合在一起的方式进行建造,一皮接一皮,这样就能使工程被几种最强固的可能连接方式所固定。在拱顶曲线和与拱相连的墙体之间所留出的空隙,也就是工人们所知道的边脊(hip)的地方,不应该用土和干碎石填充,而应该用普通的强固的石砌工程以保持其与墙体黏结的连续性。同时,我也对在边脊处放置空的陶制水罐,以试图减少其重量的做法印象深刻,这些陶罐已经破裂,并被口朝下放置以防水的进入而增加重量;然后,在这些陶罐之上灌注一种很轻但却很强固的石头骨料。
简而言之,对于每一种拱顶,我们应该彻底地模仿自然,那就是,用延伸到几乎每一个可能截面上的神经脉络而将骨架及与之交织在一起的肉粘连在一起:这包括长度、宽度、深度,以及斜向交叉的部位。在将石头放置在拱顶上的时候,我们应该,以我的观点来看,再现大自然的巧妙与灵活。
当拱顶被完成并保留下来覆盖其上,这是整个建造过程的最重要过程之一,由于它的难度,也是至关重要的一个过程;这是一个需要不断地小心谨慎与充分关注的施工,这就是我们现在必须要讨论的问题。无论如何,首先的问题似乎与一些特别应用于拱顶建造的建议有关。在拱顶建造中,其方法可能是不同的:被放置在一起使用拱中心模架支撑的拱券和拱顶一定要建造得快捷,而不要有些微的中断;那些放置在一起而没有拱中心模架的则一定要在几乎没一个阶段的筑造工作完成之后有所停顿,要给出它们时间来固定,要避免因为其下面一层没有获得足够的强度而使任何新的砌筑断面松动或移位滑动。同样,在有拱中心模的拱顶的建造中,在最后一块拱楔块就要砌封整个拱顶的时候,将支撑拱顶的拱中心模稍微做一点松动将是有用的。这样做防止了最后放置到位的那些拱楔块会浮在那些砌筑它们的灰浆之上,而是使它们自己坐实到位并达到平衡;此外,如果工程进行得不是充分严谨缜密,在筑造的过程中就会留下裂缝。那么,这里是应该采取的方法:拱中心模架不应该立即移除,而应该用数天的时间慢慢地松弛,并依据工程的大小规模,做进一步的松解。像这样持续操作,直到拱顶上所有的楔块都得到固结,工程已经坚固。这里是如何松解的方式:当你将拱中心模置于柱子上,或任何方便位置,首先要将位置确定在其状如斧子之头的锥形中心木楔块之下;然后,当你希望松解这个木模架时,你可以用一把棒槌慢慢地将这些楔块敲移出位,你希望敲移出多少就敲移出多少,没有什么危险。
最后,我建议在冬天没有完全结束之前,不要将拱中心模架移除。关于这一点的理由之一是,要防止雨水的潮湿减弱或松弛这一工程,造成它的垮塌;尽管人们可以说,对于一个拱顶而言,没有什么比让它吸收充分的水分而决不会令其缺水干燥更好的事情了。关于这一主题谈得足够多了。