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為布達拉宮“體檢”十年

2022-09-05 10:43:00
來源:中國青年報
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  “每天看到傳輸回北京的數(shù)據(jù)和圖像,感覺那就是布達拉宮的心跳!北本┙煌ù髮W(xué)古建筑結(jié)構(gòu)研究團隊負責(zé)人楊娜說。楊娜所在的這支團隊堅持用科技守護布達拉宮的健康,如今,他們?yōu)椴歼_拉宮建設(shè)的長期健康監(jiān)測系統(tǒng)已成功運行超過10年。

  2006年7月1日,青藏鐵路全線通車運營,從此,人們可以乘坐火車來到拉薩,親眼見證布達拉宮的神圣。然而,布達拉宮部分區(qū)域空間狹小,如果人快步走過狹窄的樓梯就會引起樓板的振動,而“振動”對古建筑結(jié)構(gòu)的影響復(fù)雜深遠。那么,如何既能讓游客有舒適的參觀體驗,又不對布達拉宮造成傷害呢?

  楊娜帶領(lǐng)的團隊決定為布達拉宮“體檢”,以便能隨時應(yīng)對“小毛病”的出現(xiàn),預(yù)防“大毛病”的產(chǎn)生。

  2007年7月底,楊娜第一次來到拉薩。那時資料有限,“我們對現(xiàn)場的情況其實一無所知!辈歼_拉宮也正在經(jīng)歷第二次大修,部分基礎(chǔ)損傷處于修復(fù)階段,“修復(fù)”是為了讓布達拉宮以更好的狀態(tài)存在。

  據(jù)史書記載,布達拉宮始建于公元7世紀(jì),后又經(jīng)歷過漫長的重建、增擴。當(dāng)團隊開始為布宮設(shè)計健康監(jiān)測系統(tǒng)時,相關(guān)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于橋梁、大壩、大型復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)等土木工程領(lǐng)域,但還未覆蓋至古建筑,設(shè)備的開發(fā)設(shè)計也處于空白階段。

  例如,傳感器是用于健康監(jiān)測的重要設(shè)備,但市場中大多數(shù)傳感器適用于混凝土或鋼結(jié)構(gòu)等。為使傳感器在古建筑木結(jié)構(gòu)的表面安裝時帶來盡可能小的損傷,團隊特地定制了支座,并經(jīng)過實驗確定:當(dāng)支座螺釘數(shù)為兩顆時,既能減少設(shè)備對結(jié)構(gòu)本體的擾動,又能保證數(shù)據(jù)的精確性。

  和現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)還有一點很大的不同,古建筑的損傷往往是不可逆的,它既需要監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)化,也需要設(shè)備上因地制宜的調(diào)整。

  2016年,團隊要為布達拉宮的“雪城”布置傳感器,到拉薩后才發(fā)現(xiàn)采集箱對壁畫有影響。“我們保護古建筑一直有一個原則:哪怕不保護,也不能破壞它!辈歼_拉宮結(jié)構(gòu)與監(jiān)測研究中心教授常鵬說。

  因此,采集箱的位置不得不改變,這就導(dǎo)致傳感器的連接線長度不足。常鵬回憶:“把拉薩城幾乎快跑遍了。數(shù)據(jù)的傳輸線,外觀看著像網(wǎng)線,但其實一般的商店還很難買到,跑遍所有的建材廠,最后是在賣音響的地方買到的,那種線可以用來替代傳輸信號,但在我們實施工期上又浪費了寶貴的一天!

  楊娜一直對團隊強調(diào),要做“真正的監(jiān)測”,積極利用監(jiān)測系統(tǒng)得到數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù),了解古建筑的狀態(tài),采取對應(yīng)的舉措。團隊每個季度以及每年都會給布達拉宮提供數(shù)據(jù)的分析報告和結(jié)構(gòu)的狀態(tài)評估,布達拉宮則會根據(jù)相應(yīng)的評估,采取對應(yīng)的措施。

  監(jiān)測系統(tǒng)對于古建筑的維修和修補具體有什么作用呢?楊娜認為:“監(jiān)測系統(tǒng)回答了3個問題,第一個問題是:這個建筑還好嗎?需不需要修?狀態(tài)怎么樣?第二個問題是:哪兒不合適?需要修哪里?第三個問題是:怎么修?什么時機修?”

  通過對監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分析,人們可以了解到古建筑結(jié)構(gòu)的變形。團隊的成員不僅要分析數(shù)據(jù),還要知道變形對于結(jié)構(gòu)來說意味著什么。

  常鵬舉了一個例子:“有一些結(jié)構(gòu)的變形是周期性的。通過對數(shù)據(jù)的分析,我們發(fā)現(xiàn)柱子會傾斜,一月、二月、三月、四月到五月傾斜,六月它又緩緩變直了。這個現(xiàn)象是與當(dāng)?shù)氐臐穸扔嘘P(guān),因為拉薩的這個干濕季節(jié)特別明顯,冬季特別干燥。到了七八月雨季的時候,幾乎也像江南一樣,天天下雨。經(jīng)過對數(shù)據(jù)的長期處理分析,才能發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)周期性變形的規(guī)律。掌握了長期規(guī)律,在面對突發(fā)性數(shù)據(jù)變化的時候,我們就可以通過分析監(jiān)測系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)來做出最合適的判斷。”

  那么如何在文化遺產(chǎn)地將監(jiān)測系統(tǒng)落地?如何讓數(shù)據(jù)真正地用起來?楊娜表示,這首先需要古建筑單位和文保人員的共同努力。其次,要在建設(shè)監(jiān)測系統(tǒng)的時候從古建筑的特征出發(fā),進行個性化的建設(shè)。

  他們雖是布達拉宮的“體檢醫(yī)生”,卻躲不開高原環(huán)境為自身帶來的不適。

  高原反應(yīng)是團隊在布達拉宮項目中需要克服的首要困難。在嚴重缺氧的情況下,不僅人的呼吸會受到影響,記憶力也會有所下降。楊娜在工作時常備兩樣?xùn)|西:氧氣瓶和筆記本。氧氣瓶是為了防止缺氧,筆記本則是為避免記憶力下降而導(dǎo)致工作細節(jié)的遺漏:明天的計劃是什么,要去哪個屋子,開哪個房門,這些都被楊娜在日常工作中寫在筆記本上,這是她的“醫(yī)療記錄”。

  在團隊教師王娟看來,爬高爬低、爬上爬下是從事土木工程、古建筑相關(guān)工作的基本要求。在布達拉宮項目中,作為“醫(yī)生”的團隊成員,需要向上爬直梯、向下踩軟繩,大家都練就了一身“好身手”。據(jù)王娟透露,自己剛開始適應(yīng)爬高時,常常會在晚上做噩夢,夢到自己從很高的地方掉下來。盡管如此,整個團隊仍毫不猶豫地克服過來,打破自己的生理恐懼。

  在這個“古”字當(dāng)頭的團隊里,年輕人卻發(fā)揮著重要的作用。

  “我們的博士生、碩士生在這其中發(fā)揮了非常重要的作用。不同于其他的科研團隊,我們經(jīng)常要去高原,還有不少體力活,這些工作對體力的考驗很大,年輕人有天然的優(yōu)勢。他們都很積極,多虧有這些年輕人!睏钅日f。

  楊娜也見證了這些青年的成長。她表示,在參與重大工程、解決關(guān)鍵科學(xué)問題的過程中,他們不僅為自身學(xué)術(shù)道路、科研道路的發(fā)展積累了寶貴的經(jīng)驗和實踐經(jīng)歷,還對中國歷史與傳統(tǒng)文化有了更深的了解,拓寬了他們成長的維度。

  中青報·中青網(wǎng)記者 葉雨婷 通訊員 艾雨萌 劉雪琪 王姍 余嘉敏

[責(zé)任編輯:黃曉迪]