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时间:2022-07-18 来源: 作者:叶雨婷 艾雨萌 刘雪琪 王姗 余嘉敏

中国青年报:这个高校团队,为布达拉宫“体检”十年

布达拉宫结构健康监测平台截图。北京交通大学供图(资料图)

在北京交通大学,有这样一支团队,他们不畏缺氧、不畏高寒,敢于探索填补几乎空白的科研领域,利用科技感知布达拉宫“心跳”。如今,这支团队为布达拉宫建设的长期健康监测系统成功运行近10年,他们正是北京交通大学古建筑结构研究所团队。

据史书记载,布达拉宫始建于公元七世纪,后又经历过漫长的重建、增扩。当团队开始为布宫设计健康监测系统,相关技术已广泛应用于桥梁、大坝、大型复杂建筑结构等土木工程领域,但还未覆盖至古建筑,设备的开发设计也处于空白阶段。

北京交通大学布达拉宫结构与监测研究中心的杨娜教授带领的团队要为布宫体检,他们能随时准备“小毛病”,预防“大毛病的产生。

2016年,团队要为布宫的“雪城”布置传感器,到拉萨后才发现采集箱对壁画有影响。“我们保护古建筑一直有一个原则:你哪怕不保护,你不能破坏它。”布达拉宫结构与监测研究中心常鹏老师说。因此,采集箱的位置需要改变,与传感器的连接线却不足了,常鹏回忆:“把拉萨城几乎快跑遍了。数据的传输线,外观看着像网线,但其实一般的商店还很难买到,要跑遍所有的建材厂。最后是在卖音响的地方买到的,那种线可以用来替代传输信号,又浪费了一天的时间。”

高原反应是团队在布宫项目中需要克服的首要困难。在严重缺氧的情况下,不仅人的呼吸会受到影响,记忆力也会有所下降。团队的负责人杨娜老师在工作时常备两样东西:氧气瓶和笔记本。氧气瓶是为了防止缺氧,笔记本则是为避免记忆力下降而导致工作细节的遗漏:明天的计划是什么,要去哪个房间,开哪个房门,这些都被杨娜老师在日常工作中写在笔记本上,这是她的“医疗记录”。

布达拉宫结构监测设备测试试验。北京交通大学供图(资料图)

团队的杨娜教授一直对团队强调要做真正的监测,积极利用监测系统得到数据,分析数据,了解古建筑的状态,采取对应的举措。团队每个季度以及每年都会给布达拉宫提供数据的分析报告和结构的状态评估,布达拉宫则会根据相应的评估,采取对应的措施。

监测系统对于古建筑的维修和修补具体有什么作用呢?团队的杨娜教授认为:“监测系统回答了三个问题,第一个问题是:这个建筑还好吗?需不需要修?状态怎么样?第二个问题是:哪儿不合适?需要修哪里?第三个问题呢:怎么修?什么时机修?”

通过对监测系统产生的数据的分析,人们可以了解到古建筑结构的变形。团队的成员不仅要分析数据,还要知道变形对于结构来说意味着什么。常鹏教授举了一个例子:“有一些结构的变形是周期性的。通过对数据的分析,我们发现柱子会倾斜,一月份,二月份、三月份、四月份到五月份倾斜、六月份它又缓缓变直了。这个现象是与当地的湿度有关系,因为拉萨的这个干湿季节特别明显,冬季特别干燥。到了七八月份雨季的时候,像江南一样,天天下雨。经过对数据的长期处理分析,才能发现结构周期性变形的最根本规律。在面对突发性的数据变化的时候,我们就可以通过分析监测系统得到的数据来做出最合适的判断。

那么如何在文化遗产地将监测系统落地?如何让数据真正地用起来?首先需要古建筑单位,和文保人员的共同努力。布达拉宫的监测系统真正的得以落地的一个原因是布达拉宫方面很重视布达拉宫的状态,另一个原因是古建筑结构研究所团队作为实施系统的一方真正地在分析数据,了解古建筑的状态。

其次,在建设监测系统的时候要根据古建筑的特性出发,进行个性化的建设。从结构信息本身的角度来看,古建筑有很大的差异性,每一个古建筑都要根据他自己的需求来去做监测系统。团队的杨娜教授表示:“需要所有做古建结构监测的人,大家共同努力,找出古建筑的共性的地方,同时又能做好从每个古建自身保护需求出发,做好个性化的有针对性的监测系统和监测数据分析以及评估。”


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