De spits van Salisbury Cathedral

Salisbury Cathedral , een van de bekendste kathedralen van Engeland heeft de hoogste spits van Engeland. Nota bene een stenen spits. Dit blijkt een interessante constructie die ik enige tijd geleden van zeer dichtbij heb kunnen bekijken. Dit is een nieuw deel in mijn miniserie over middeleeuws ankerwerk.

Een paar details van de spits van Salisbury Cathedral

De spits van de kathedraal reikt volgens de boekjes tot een hoogte van 123 m. Da’s een forse hoogte! Ter vergelijking: de Domtoren in Utrecht komt niet hoger “dan” 112 m, de kathedraalstoren van Antwerpen tot dezelfde 123 m. Maar dat zijn allebei torens die met hun voeten vast op de grond staan, in de praktijk er uiteraard diep in… De spits van Salisbury staat bovenop een kerk, bovenop de viering, waar het schip de dwarsbeuk kruist.

Dat is enerzijds een formidabele prestatie, omdat je zo’n ruimte natuurlijk niet dicht wil bouwen met grote zware ondersteuningsconstructies. Maar anderzijds valt het eigenlijk ook wel mee, gelet op de bouwstijl: Gotiek. De Gotiek was bij uitstek een stijl waarin het mogelijk was geworden om juist grote openingen te maken. Daar is bij deze spits op slimme wijze gebruik van gemaakt.

Voorgeschiedenis van de huidige spits van Salisbury Cathedral

Bij de bouw van de kathedraal in de 13 eeuw, in slechts 38 jaar (!) werd de viering al voorzien van een toren. Deze had een eenvoudige vierkante opbouw, met grote vensters, waardoor het licht van hoog de kathedraal kon invallen. Zo’n toren wordt ook wel een lantaarn genoemd, geen verwarrende benaming. Deze eerste vieringtoren is in de huidige nog goed herkenbaar, hij is niet gesloopt voor de bouw van de spits, integendeel, het is de basis ervan geworden.

Een ongelooflijk gegeven van de kathedraal, en zeker ook het feit dat deze vieringtoren daar zo stabiel staat, is dat de funderingen van de kathedraal niet dieper dan 4 voet de grond in gaan. 4 Voet, dat is ca 1,20 m. Dat is niks als je na gaat wat er staat! En zeker ook als je berekent welk gewicht bijvoorbeeld alleen al die oude toren heeft. Rond 1320 werd die oude lantaarntoren omgebouwd, uitgebreid met de huidige enorme stenen spits. Diepere funderingen waren echter niet mogelijk, men bouwde midden in het stroomgebied, zeg maar in de vallei van de rivier de Avon.

Middeleeuws ankerwerk in de spits

Men blijkt in die tijd al behoorlijk wat inzicht gehad te hebben in het gedrag van de constructie. Er is hier bij de spits van Salisbury Cathedral zeker niet over 1 nacht ijs gegaan! Er werden diverse versterkingsmaatregelen getroffen aan de “oude” kathedraal. De oude raamopeningen van de toren werden dicht gemetseld, en zo idem de eerste ramen van de lichtbeuk (de hoge vensters) rondom de toren. Bovendien werden daar extra luchtbogen geplaatst, die tot buiten de kathedraal de drukkrachten af voeren naar de grond.

Maar wellicht het meest verbazingwekkend is dat de bouwmeester heeft gesnapt wat voor krachten er op het metselwerk vrij komen door de enorme spits. Enorme drukkrachten, die de onderconstructie, dus eigenlijk de oude toren, uit elkaar doen spatten. Over dergelijke spatkrachten vertelde ik al in mijn eerste blog van deze serie over de Paltskapel in Aken, (zie hier). Ook in Salisbury heeft de bouwmeester, in een waarlijk meesterlijk plan, de oude toren versterkt met een enorm ankerstelsel. En aldus de toren overeind weten te houden.

In mijn eigen ongeloof vroeg ik de gids of het echt Middeleeuws ankerwerk is. Hij antwoordde dat dat zeker het geval was. Qua detaillering klopt dat ook wel: dikke smeedijzeren staven, onderling met een spie verbonden, waardoor de stangen op spanning gezet konden worden. Spectaculair! Overigens is er voor de zekerheid in latere eeuwen nog een extra ankerwerk aan toegevoegd. Het was hoogstwaarschijnlijk niet nodig, maar is wel gedaan. En niet door zomaar iemand: door Sir Christopher Wren, de architect van St. Pauls Cathedral in Londen!

Curieus houten spant in de spits van Salisbury Cathedral.

Maar het werd nog spectaculairder! We klommen door tot de voet van de spits, die is opgebouwd uit een natuurstenen schil.  Binnenin de spits bevind zich een enorm spant uit de bouwtijd van de spits. Bekend met dit soort constructies denk je direct aan een draagconstructie om de stenen schil te verstijven. Tot de gids ons op een werkelijk ongelooflijk detail wees: geen enkele houten balk is in het metselwerk verankerd. Dat spant heeft geen enkele verstijvende functie ! Hè???

Wat is dan de functie van al dat eikenhout? Het is er zeker niet gewoon voor de sier neergezet! Maar inderdaad, als je goed keek, wat door de lastige hoek niet makkelijk was, dan zag je dat alle balkkoppen schuin waren afgezaagd. Schuin in de lijn van de stenen wand en ca 10 cm er vanaf. Geen verbinding! Voor dat spant geen probleem, dat is stabiel van zichzelf, maar wat doet het dan toch?

Wel, wat het doet, is met zijn volle gewicht aan de top van de spits trekken. Want helemaal bovenin, waar het metselwerk massief is geworden, is er wel een verbinding met het metselwerk van de spits. Het gigantische spant hangt dus als het ware aan de top van de spits.

Middeleeuwse voorspanning

Doordat het spant aan de top van de spits van Salisbury Cathedral hangt, staat het metselwerk extra onder druk. Vergelijk het maar met het pakken van een aantal boeken uit de kast. De boeken zijn niet met elkaar verbonden, er zit geen lijm tussen natuurlijk. Maar door horizontaal tegen de boeken te drukken, blijven de middelste hangen en glijden niet weg. Dat is het beginsel van voorspanning.

Het is tegenwoordig een veel gebruikt constructief principe, bijvoorbeeld bij hele grote overspanningen in beton. Dan worden met zware vijzels staalkabels op spanning gezet, waardoor een grotere lengte overbrugd kan worden, dan als er enkel gewone wapening wordt toegepast.

Maar hier, in die spits, stond ik dus oog in oog met een Middeleeuwse voorspanning constructie. Ik kon het amper geloven. Ongekend en opnieuw een geniaal staaltje Middeleeuwse bouwkunst. Het maakte recent restauratiewerk wel extra lastig. Enkele stenen van de spits waren dusdanig verweerd, dat deze vervangen moesten worden. Uiterst voorzichtig moest dat deel van de spits dus ontlast worden, de spanning van die stenen af. Vervolgens konden de verweerde stenen er veilig uitgehakt worden en nieuwe ertussen geplaatst. Men werd in de 21e eeuw geplaatst voor een uitdaging door een Middeleeuwse bouwmeester!

Maar dankzij dit geniale inzicht van de Middeleeuwse bouwmeester staat de spits van de kathedraal van Salisbury nog overeind. Fier, als hoogste van Engeland, en een van de hoogste van Europa !