為布達(dá)拉宮“體檢”十年
“每天看到傳輸回北京的數(shù)據(jù)和圖像，感覺那就是布達(dá)拉宮的心跳�！北本┙煌ù髮W(xué)古建筑結(jié)構(gòu)研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人楊娜說。楊娜所在的這支團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持用科技守護(hù)布達(dá)拉宮的健康，如今，他們?yōu)椴歼_(dá)拉宮建設(shè)的長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已成功運(yùn)行超過10年。
2006年7月1日，青藏鐵路全線通車運(yùn)營(yíng)，從此，人們可以乘坐火車來到拉薩，親眼見證布達(dá)拉宮的神圣。然而，布達(dá)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(huì)引起樓板的振動(dòng)，而“振動(dòng)”對(duì)古建筑結(jié)構(gòu)的影響復(fù)雜深遠(yuǎn)。那么，如何既能讓游客有舒適的參觀體驗(yàn)，又不對(duì)布達(dá)拉宮造成傷害呢？
楊娜帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)決定為布達(dá)拉宮“體檢”，以便能隨時(shí)應(yīng)對(duì)“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(shí)資料有限，“我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況其實(shí)一無所知�！辈歼_(dá)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(dá)拉宮以更好的狀態(tài)存在。
據(jù)史書記載，布達(dá)拉宮始建于公元7世紀(jì)，后又經(jīng)歷過漫長(zhǎng)的重建、增擴(kuò)。當(dāng)團(tuán)隊(duì)開始為布宮設(shè)計(jì)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，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(jì)也處于空白階段。
例如，傳感器是用于健康監(jiān)測(cè)的重要設(shè)備，但市場(chǎng)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(shí)帶來盡可能小的損傷，團(tuán)隊(duì)特地定制了支座，并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定：當(dāng)支座螺釘數(shù)為兩顆時(shí)，既能減少設(shè)備對(duì)結(jié)構(gòu)本體的擾動(dòng)，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(diǎn)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(cè)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(tuán)隊(duì)要為布達(dá)拉宮的“雪城”布置傳感器，到拉薩后才發(fā)現(xiàn)采集箱對(duì)壁畫有影響�！拔覀儽Ｗo(hù)古建筑一直有一個(gè)原則：哪怕不保護(hù)，也不能破壞它。”布達(dá)拉宮結(jié)構(gòu)與監(jiān)測(cè)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(zhǎng)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(shí)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(hào)，但在我們實(shí)施工期上又浪費(fèi)了寶貴的一天�！�
楊娜一直對(duì)團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，要做“真正的監(jiān)測(cè)”，積極利用監(jiān)測(cè)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(duì)應(yīng)的舉措。團(tuán)隊(duì)每個(gè)季度以及每年都會(huì)給布達(dá)拉宮提供數(shù)據(jù)的分析報(bào)告和結(jié)構(gòu)的狀態(tài)評(píng)估，布達(dá)拉宮則會(huì)根據(jù)相應(yīng)的評(píng)估，采取對(duì)應(yīng)的措施。
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)于古建筑的維修和修補(bǔ)具體有什么作用呢？楊娜認(rèn)為：“監(jiān)測(cè)系統(tǒng)回答了3個(gè)問題，第一個(gè)問題是：這個(gè)建筑還好嗎？需不需要修？狀態(tài)怎么樣？第二個(gè)問題是：哪兒不合適？需要修哪里？第三個(gè)問題是：怎么修？什么時(shí)機(jī)修？”
通過對(duì)監(jiān)測(cè)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(tuán)隊(duì)的成員不僅要分析數(shù)據(jù)，還要知道變形對(duì)于結(jié)構(gòu)來說意味著什么。
常鵬舉了一個(gè)例子：“有一些結(jié)構(gòu)的變形是周期性的。通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，我們發(fā)現(xiàn)柱子會(huì)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(gè)現(xiàn)象是與當(dāng)?shù)氐臐穸扔嘘P(guān)，因?yàn)槔_的這個(gè)干濕季節(jié)特別明顯，冬季特別干燥。到了七八月雨季的時(shí)候，幾乎也像江南一樣，天天下雨。經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)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(zhǎng)期規(guī)律，在面對(duì)突發(fā)性數(shù)據(jù)變化的時(shí)候，我們就可以通過分析監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)系統(tǒng)的時(shí)候從古建筑的特征出發(fā)，進(jìn)行個(gè)性化的建設(shè)。
他們雖是布達(dá)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(tuán)隊(duì)在布達(dá)拉宮項(xiàng)目中需要克服的首要困難。在嚴(yán)重缺氧的情況下，不僅人的呼吸會(huì)受到影響，記憶力也會(huì)有所下降。楊娜在工作時(shí)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(xì)節(jié)的遺漏：明天的計(jì)劃是什么，要去哪個(gè)屋子，開哪個(gè)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(tuán)隊(duì)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(dá)拉宮項(xiàng)目中，作為“醫(yī)生”的團(tuán)隊(duì)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(shí)，常常會(huì)在晚上做噩夢(mèng)，夢(mèng)到自己從很高的地方掉下來。盡管如此，整個(gè)團(tuán)隊(duì)仍毫不猶豫地克服過來，打破自己的生理恐懼。
在這個(gè)“古”字當(dāng)頭的團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)，我們經(jīng)常要去高原，還有不少體力活，這些工作對(duì)體力的考驗(yàn)很大，年輕人有天然的優(yōu)勢(shì)。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(zhǎng)。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(yàn)和實(shí)踐經(jīng)歷，還對(duì)中國(guó)歷史與傳統(tǒng)文化有了更深的了解，拓寬了他們成長(zhǎng)的維度。
中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 葉雨婷 通訊員 艾雨萌 劉雪琪 王姍 余嘉敏
