万宁大桥的“心跳”：振动器捕捉到的历史性震

■人物简介 张涛现任北京市考古研究所（北京文化遗产研究所）文物防治处处长，北京市文物局拔尖人才，国家科技专家库专家，数据库专家库专家。主要从事古建筑科技保护研究，曾获中国文物保护示范工程二等奖、梁溪林业科学技术奖科技进步奖、北京市科技进步奖二等奖。 2017年入选“北京市优秀青年人才”，2019年入选中宣部“青年宣传思想文化拔尖人才”之一。张涛 文物保护与保护局局长北京考古研究所保护部.新京报记者蒲峰摄。位于北京鼓楼正南的万宁桥，已有700多年的历史，至今依然车流不断，每天都欢迎来自全国各地的市民和游客。一年前，“北京中轴线——中国理想之都的杰作”成功列入世界遗产名录，万宁桥成为15处遗产之一。万宁桥始建于元代，被誉为“中轴线第一桥”。如何保护古老的遗产并让它继续为社会提供交通？当科技与人文碰撞时，量化监测保护了文物的生存，文物真正成为连接过去与未来的“生命史书”。使用振动拾音器监测波动并对万宁桥进行“心电图”ge。 “万宁桥是一个非常特殊的文化遗产，始建已有700多年了，至今仍作为重要交通道路使用，这在北京很少见。像卢沟桥、琉璃河大桥一样，它们开放的不再是简单文物的安全，而是市民出行的担忧。” 2019年开始，北京考古研究院文物防治处处长张涛和同事们开始对大运河北京段的万宁桥等文物古迹进行监测。在前期规划过程中，他们经过反复讨论，明确了监测目标和主要内容：裂纹、沉降、振动频率、振动速度等微小变化都属于监测范围。因此，拾取振动很容易使用。 “振动拾音器对微小振动非常敏感。”张涛介绍道，“比如说，如果你把桌子上有振动传感器，猫在桌子上跑而不跳，振动传感器可以检测到。长城很长，拾音器的感觉就能察觉到。”利用振动，张涛和他的同事们五年来一直在收集和比较万宁大桥的微振动和可能的振动。“它类似于心电图。人在10岁、20岁、30岁的时候收集的信息是不同的，有坐次。张涛说，万宁桥是石桥，石质文物最容易发生脆性破坏。当裂纹出现时，它们会很快破裂。 “它不像木构件，会发生一点变化。因此，对于它的追踪，我们需要三维、精准，这与木结构建筑的监控不同。”张涛经常使用的红外热成像探测器。新京报记者 蒲峰 桥上车流量很大，在不同时间收集了桥梁不同状况的信息。除了振动拾取之外，张涛和他的同事还利用地质雷达检查桥内是否存在空心鼓，并利用三维激光扫描仪系统测量尺寸，为万宁大桥开发了可量化的检测系统。激光沿直线传播。光线发出后落在建筑物表面，然后返回测量仪器与建筑物表面的距离。 “通过采集建筑物表面沿线的所有主要点，就可以绘制出点云数据。过了一段时间，用同样的方法再次采集，与原始数据进行对比，就能立即发现哪里的砖石有变化，哪里有凹陷。监测数据的采集往往需要蹲下、淋雨或者光照，而万宁大桥的采集数据需要更复杂的方法和过程。张涛举了个例子，“由于万宁桥下有水系，我们测量桥孔的孔径非常困难，而且仪器在桥下也不好架设。有人问，为什么不划船呢？如果划船，船在水中就会晃动。三维激光发射的那一瞬间，如果轻微晃动，光线打到桥上再返回，两个世纪之一就有误差，测得的数据无效。” “三九天大家都不愿意出去，但天气越冷，对我们的工作就越有利——冰冻得坚硬，踩上去很困难，所以这里的仪器很稳定。不过，让张涛印象深刻的是一年，当北京室外气温达到零下18℃时，他和同事们走在渐弱的桥下。”嘿嘿接过仪器，测量两分钟后就将其关闭。同事们赶紧把电池拆下来，放在腋下预热一会儿，然后等待。仪器打开并继续测量，直到完成整个数据收集。测量的另一个困难来自于万宁大桥交通的复杂性。 “我们不能只测量白天的数据。白天有游客、自行车、汽车经过，而且残桥下还有地铁，冲击波非常混乱，无法确定单一因素对残桥的影响。”我们想了很久，决定对不同州的万宁大桥数据进行一一追踪。张涛说道。 “晚上12点以后，当地铁停下来，周围没有人的时候，我们可以看到残桥的安静状态；第二个状态只模拟游客行走，第三个状态模拟游客从桥上经过。”第四个状态是早上5点第一条地铁通过的时候……这样我们就得到了万宁大桥在单一状态和组合状态下的数据。破茧而出，我们可以逐渐了解到各种因素对万宁大桥的影响。 “虽然花了很多时间，但还是值得的。”张涛说。北京万宁桥。图/IC图片文物 安排范围从治疗“已有疾病”到治疗“未病”。 2020年，万宁桥修缮被列为文化遗产主轴修缮工程。将于2023年顺利竣工，让这座至今仍在通行的古桥重获新生。根据张涛等人的测量数据，万宁大桥采取了交通管理措施。交通运输部门制定了机动车限速30公里/小时、总载重量限制20吨、轴重限制13吨的措施。同时，措施正在肯修复表面沥青油，调整优化桥梁纵、横坡度，重新铺设后的沥青路面平整光滑，减少了桥梁桥梁的行车振动。不仅是万宁桥，北京中轴线上的钟鼓楼、景山、寺院等建筑都有张涛团队的痕迹。针对北京以木结构为主的古建筑，利用微钻阻力计等技术方法进行无损检测，实现了古建筑病害的定量检测，推动文化维护从治“已病”向治“预病”转变。 “有人说古建筑木构件经过三次大修后，通常都会更换旧构件。但在我看来，旧构件才是古建筑的灵魂”，上面有铭文、绘画和雕刻。张涛说，通常通过他们大量的测试，我们可以保留尽可能多的历史信息，在修复文物时尽可能少地或不更换旧部件，保留文化的“根”。 “这也是我们工作的意义。” “北京对不可移动文物的修复给予大力支持。北京成功申办2008年夏季奥运会后，每年不可移动文物的文化保护经费提前到了保护阶段。新京报记者。詹胜杰编辑白爽、穆向同校对返回搜狐查看更多