金蕾蕾　楊芝璐

摘 要：近年來，越來越注重保護(hù)古建筑。拱券結(jié)構(gòu)作為中原古建筑中最為普遍的建筑結(jié)構(gòu)，深入研究拱券結(jié)構(gòu)力學(xué)特征對于保護(hù)這些文化遺產(chǎn)具有重要意義。本文主要講述了中原古建筑中常見的幾種拱券結(jié)構(gòu)類型，并簡要總結(jié)了拱券結(jié)構(gòu)測量方法。

關(guān)鍵詞：古建筑；拱券結(jié)構(gòu)；測量方法

1 概述

拱券是一種古代人們解決建筑中跨度問題的建筑結(jié)構(gòu)，又稱券洞、法圈、法券。它除了豎向承重時(shí)具有良好的承重特性外，還起著裝飾美化的作用. 古建筑中的拱結(jié)構(gòu)建筑，無論是民居還是拱橋，亦或是從墓碑到各式各樣的窯洞，還是宏偉無比的地下墓穴和莊嚴(yán)肅穆雄偉壯觀的大教堂，在經(jīng)過歲月的沖刷與洗禮依舊完整的保留著，讓后人們驚嘆幾千年來勞動(dòng)人民類智慧，是人類歷史文明的見證，同時(shí)也是建筑技術(shù)與文化和藝術(shù)的綜合體現(xiàn)。從各個(gè)方面深入研究拱券結(jié)構(gòu)，可以更為完善更為系統(tǒng)的加固修繕珍貴的歷史文化遺產(chǎn)，為后人留下豐富的精神文明。同時(shí)，拱券建筑結(jié)構(gòu)在空間和結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)勢，對當(dāng)今資源日漸匱乏、環(huán)境屢遭破壞、急于尋求發(fā)展與可持續(xù)的關(guān)系的當(dāng)今社會(huì)有重要的研究意義，在今后的設(shè)計(jì)工作中，更好的繼承和發(fā)揚(yáng)拱券結(jié)構(gòu)的精髓。本文主要講述拱券結(jié)構(gòu)測量過程中遇到的問題以及測量方法，并結(jié)合其他的測量方法綜合分析，為前幾次的測量做一次全面細(xì)致的分析，同時(shí)為以后的測量工作奠定厚實(shí)的測量基礎(chǔ)，使得測量方法更加快速準(zhǔn)確。

2 中原古建筑中拱券結(jié)構(gòu)類型

本部分以中原古建筑拱券結(jié)構(gòu)典型代表對拱券結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。在對洛陽的衛(wèi)坡村、白馬寺、龍門石窟，惠濟(jì)區(qū)的紀(jì)公廟、惠濟(jì)橋以及河南大學(xué)鐵塔公園的測量研究中，中原古建筑拱券結(jié)構(gòu)以尖拱、半圓拱、拋物線拱以及雙心圓拱為典型代表。

①尖拱

每邊都由起拱點(diǎn)上升到中間頂尖的拱叫做尖拱。尖拱是哥特式建筑的代表特征，在中原古建筑群中也尤為常見，如圖一為鐵塔公園拱結(jié)構(gòu)。

②半圓拱

半圓拱是指以巷道凈寬為直徑作圓，取其一半作巷道的頂部形狀。半圓拱是古羅馬建筑的主要特征，在中原傳統(tǒng)民居最為常見，其中還常見于下沉式窯洞中。圖二為洛陽明清建筑群落半圓形拱券結(jié)構(gòu)。

③拋物線拱

拋物線拱工程建筑上常用的一種拱形，其拱軸線近似為拋物線的拱券結(jié)構(gòu)，在橋梁工程中最為常見。圖三為中原傳統(tǒng)民居拋物線拱結(jié)構(gòu)。

④雙心圓拱。

雙心圓拱是清代拱券建筑做常用的拱券結(jié)構(gòu)，明十三陵也普遍采用雙心圓拱券結(jié)構(gòu)。雙心圓拱頂一般比半圓拱券頂部稍微高些，呈拋物線形， 看起來顯得秀麗大方。圖四為明清古建筑群落雙心圓拱券結(jié)構(gòu)代表。

3 古建筑拱券結(jié)構(gòu)的測量方法

3.1 測量前的準(zhǔn)備工作

測量前，主要準(zhǔn)備工作包括歷史沿革調(diào)查、測量數(shù)據(jù)的確定、測量工具準(zhǔn)備以及草圖測繪工具準(zhǔn)備。

（1）歷史沿革調(diào)查：在每個(gè)測量地點(diǎn)確定之前，進(jìn)行大量的資料查詢工作。本文主要圍繞中原古建筑群落拱券結(jié)構(gòu)，所以，找到中原古建筑典型代表至關(guān)重要。

（2）測量數(shù)據(jù)：測量結(jié)果包括跨度、結(jié)構(gòu)大尺寸、拱券尺寸、拱券的厚度、與拱券相連的上部尺寸、與拱券相連的左右尺寸。

（3）工具準(zhǔn)備：主要測量工具有鋼卷尺、激光測距儀，竹竿，鏡子等一些測量過程中可能用到的工具。

（4）草圖測繪準(zhǔn)備：測量前準(zhǔn)備現(xiàn)場草圖繪制的工具以及各項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄工具。

3.2 拱高的測量方法

當(dāng)拱券結(jié)構(gòu)不是很高，可以直接利用激光測距儀來測量；同時(shí)也可以通過數(shù)磚石的皮數(shù)并多次測量每皮磚石的厚度計(jì)算得到拱券結(jié)構(gòu)高度。當(dāng)建筑物的拱券結(jié)構(gòu)比較高大，用激光測距儀很難測出高度的時(shí)候，可以根據(jù)物理知識測出其高度。

① “樓與人”的測量依據(jù)和方法。建筑物拱券結(jié)構(gòu)是實(shí)物，有實(shí)際高度、有影子長度；人有高度，同樣是實(shí)物，也有影長，測出人的身高、影長和建筑物拱券結(jié)構(gòu)最高點(diǎn)的影長，列出比例式就可以算出建筑物拱券結(jié)構(gòu)的總高度。

② “樓與竹竿”的測量依據(jù)和方法。原理和第一組差不多，用事先準(zhǔn)備好的竹竿，在建筑物拱券結(jié)構(gòu)的影子上來回移動(dòng)竹竿，直到看到竹竿的影子與建筑物拱券結(jié)構(gòu)最高點(diǎn)重合。

③“光的反射原理”測量依據(jù)和方法。根據(jù)光的反射原理，在離建筑物拱券結(jié)構(gòu)一段距離的地面上放一面鏡子，然后人前后移動(dòng)，直到在鏡子里看到建筑物拱券結(jié)構(gòu)最高點(diǎn)。然后三角形相似得到拱券結(jié)構(gòu)高度。

④全站儀在建筑工程中普遍應(yīng)用，全站儀將人工光學(xué)測微讀數(shù)代之以自動(dòng)記錄和顯示讀數(shù)，避免了讀數(shù)誤差的產(chǎn)生。在測量拱券結(jié)構(gòu)高度時(shí)同樣可以用全站儀來測量相關(guān)角度距離從而推斷出拱券結(jié)構(gòu)高度。

⑤水準(zhǔn)儀也能用來測量拱券結(jié)構(gòu)高度，通過高程的傳遞可以得到相應(yīng)距離。

3.3 拱跨的測量方法

拱券結(jié)構(gòu)跨度測量時(shí)，一般都利用激光測距儀或者皮卷尺直接讀取數(shù)據(jù)得到。測量時(shí)注意激光測距儀以及卷尺應(yīng)用過程中的注意事項(xiàng)，嚴(yán)格按照使用規(guī)定執(zhí)行，做到讀數(shù)過程中平視以及小數(shù)點(diǎn)保留等問題。

3.4 拱深的測量方法

拱券結(jié)構(gòu)深度測量時(shí)跟以上所講測量其跨度方法類似。同樣當(dāng)深度不是很深的時(shí)候同樣可以使用激光測距儀。

4 結(jié)語

本文主要講述了中原古建筑拱券結(jié)構(gòu)的拱券結(jié)構(gòu)類型以及簡要的測量方法以及注意事項(xiàng)。通過測量得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)可以為以后的模型分析奠定穩(wěn)固的基礎(chǔ)，得到較為準(zhǔn)確的力學(xué)分析，這對古建筑的修整與保護(hù)有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]馬琳瑜.中國民居中的拱券結(jié)構(gòu)研究.西安建筑科技大學(xué).2007年.

[2]王金瑞.拱券藝術(shù)雜談.大眾文藝.2012年.

[3]楊長江 陳沖.再論建筑物高度的測量方法.測繪通報(bào).2005年.