 在紫禁城古建筑中，人们常会注意到从柱顶向两侧伸出的横木，其上雕工精美，形如一对翅膀。这就是雀替，在宋代又被称为“角替”，其作用是辅助拉结柱子及梁枋。 雀替的形制成熟较晚，虽于北魏期间已具雏形，但直至明代才被广为应用。早期的雀替立面形状为四边形，宋末和金代的雀替在其下部出现了蝉肚造型，明代起雀替的外形轮廓及建筑纹饰开始丰富化，并且在构图上得到不断的发展，至清时即成为一种风格独特的构件。 作为古人建筑智慧的结晶，雀替的应用可以在建筑物的支承、抗弯、抗震等方面发挥作用。雀替位于梁枋下端，当梁的跨度不大时，雀替的受力方式以受压为主，其作用相当于“梁垫”，以支承梁端传来的外力。古建筑梁枋头往往做成榫头形式，其受力截面相对于梁身要有一定程度减小。这使得梁枋端竖向外力过大时，梁头会产生剪切破坏的危险。而这种“梁垫”的存在，增加了梁枋在端部的受力截面，有利于增强梁头的负荷能力，可减小其剪切破坏。 当梁的跨度较大时，梁在上部外力作用下产生竖向弯曲。此时，位于梁端下部的雀替相当于一个附加支座，减小了梁的跨度，不仅有利于减小传到梁端的弯矩，而且可以减小梁本身的竖向弯曲幅度，因而对梁产生保护作用。 雀替还有利于减小榫卯节点的“拔榫”现象。紫禁城古建筑的柱子与梁通过榫卯节点形式连接，即梁端做成榫头，插入柱顶预留的卯口中。地震作用下，古建筑不可避免地会产生摇晃，其间榫头与卯口产生相对转动和挤压，且榫头很容易从卯口拔出，产生拔榫。拔榫降低了榫头与卯口之间的连接性能，对古建筑的整体稳定性会产生不利影响。雀替被安装到榫卯节点位置后，其上端与梁底拉结，侧端与柱顶拉结，可以限制榫头绕卯口的转动幅度，因而限制了拔榫，保证了建筑整体的稳定。 观察紫禁城的古建筑可以发现，雀替下侧还常会砍刨去部分尺寸，并刻出连续的花纹，这一做法被称为“卷杀”。不少人认为“卷杀”做法无非是为了好看，但实际上，“卷杀”不仅是起到装饰作用，更有一定的科学性。在竖向外力作用下，力的作用点在雀替梁的悬臂端，梁产生弯曲，其等应力曲线为一条抛物线；而雀替下侧的卷杀边界线也是一条抛物线，这条抛物线与雀替的等应力曲线基本重合。这说明，雀替的下侧抛去的部分尺寸对其受力影响很小。 雀替常常以一种生动的形式随着柱间框格而改变，轮廓由直线转变为柔和的曲线，由方形变成有趣而更为丰富、更自由的多边形，加上油饰雕刻，极富装饰趣味，为建筑的整体形象增添了一种结构之美。 除了广泛应用在古代建筑中，我国古代家具、桥梁工艺中也均有类似雀替的做法。如古代的桌椅，常在腿部与横向支架相交处增设雀替。建于宋绍兴三十年的泉州浮桥，桥墩上有巨大的石质雀替，承托着石梁，缩短了石梁的跨度，对于抗弯强度较低的石材，起到了很好的补强作用。现代建筑中，钢筋混凝土大梁的挟腋，便是由雀替演变而来，它增强了梁头的抗剪能力和抵抗负弯矩能力。著名的南京长江大桥，在桥墩上架设了长达数十米的钢托架，承托着巨型钢桁架，这个托架就是巨大的雀替。（作者为故宫博物院研究馆员） 随便说说：一直以为这种结构只是起到装饰的作用，没想到还有结构方面的作用啊，古人真的是太有智慧了。 |
来自学习强国 科技日报