发布日期：2024-03-25 来源: 网络 阅读量（ ）
半岛官网密雲區西田各庄鎮，田野邊寬敞的大院子，是北京市文物古建公司的一處基地。這處基地佔地7800平方米，其中藏著不少“文物”寶貝，不僅有各種古色古香的亭台樓閣、雕梁畫柱，甚至還有一段長城磚牆，一些木結構上還裝上了密密麻麻的傳感器和各色線路。 “基地內的建筑都是仿建的，主要用來進行文物修復與預防性保護的科研課題的數據採集。去年，基地被北京市文物局授牌為北京木結構古建筑保護科研與實驗基地。”基地負責人李福文介紹，不少文物修復的新技術目前正在這裡開展試驗。 走進院內，最先進入視線的是一小段“長城”城牆半岛bandao体育，高約3米，長度約5米，牆面略有些斑駁，一些地方還有淺淺的白色粉筆標記半岛bandao体育。“這是仿照密雲明代長城特制的一小段模型半岛bandao体育，砌磚的材料以及技藝都盡量還原。”李福文說。 即便是磚石壘就，長城也會生病。“比如山體的自然沉降、風霜雨水的侵襲、溫濕度的變化、植被根系生長、白蟻蛀虫啃噬等，都可能造成長城的損傷，形成空鼓、塌陷等病害。大規模的變形，可以通過遙感技術和無人機來發現，局部的形狀變化可以採用三維激光掃描等技術進行分析判斷，但如果是深藏在內部正在生長的病害，是很難從外表看出的。如果能提前定位並識別出來，進行預防性保護，就能避免更大的破壞和損傷。”來自北京工業大學的錢威說，這就需要給長城做一個“CT”檢查。 給長城做“CT”？聽起來難度不小。“其實用的就是現代建筑業中經常會使用到的探地雷達設備。”錢威解釋說，這個技術已經普遍應用於道路、橋梁的病害檢測，它能夠利用高頻電磁波的反射來探測建筑的內部情況。“有了探地雷達的輔助，可以對長城病害的范圍、類型進行識別，為后續的保護和修繕工作提供數據參考。目前我們正在對這項技術在長城上的應用進行探索。” 自“長城”處再向內走，還矗立著不少木建筑，這裡也正在進行一項頗有意思的試驗——利用碳纖維對古建筑進行加固。 說起碳纖維，很多人並不陌生。這是一種力學性能非常優異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，但抗拉強度卻是鋼的7至9倍，被廣泛應用於航空航天、汽車、建筑等領域。 北京地區古建筑大多是木結構為主，相比於傳統鐵箍加固的方式，輕便結實價廉的碳纖維布效果更佳。“不過，這一方法弊端也很明顯，使用時需要像包扎傷口一樣包很多圈，不僅看著丑，還會遮擋住建筑本身的模樣。”錢威說，保留住建筑本身的細節是非常重要的，很多木構件的細微之處蘊含著寶貴的信息。 既要保証加固效果，又要兼顧細節與美觀，研究人員進行了一次大膽嘗試——給木構件做“手術”，以微創的形式向內部植入碳纖維板。“我們在基地內搭建了一處清式硬山建筑足尺模型，在它的大梁上進行實驗。”錢威解釋說，先在木梁的底部開一個小小的槽，注入膠，再向內植入碳纖維板，以性狀相近的木條嵌入封口。經過這次“微創”手術，大梁內部有了一根非常結實的“筋”，從外觀上基本看不出差別，力學性能卻有了很大的改變。 植入了碳纖維板的木梁，承重到底如何？“確實提升了不少。我們請來工人幫助科研團隊進行了測試，在古建本身的基礎重量之上，又將近十噸的沙袋單獨攤放到大梁之上，承重沒有問題。”李福文介紹說。 在木梁的承重實驗中，智能監測系統發揮了至關重要的作用。就在這座清代建筑模型的木梁之上，鑲嵌著密密麻麻的傳感器和各種顏色的線路，它們共同形成了一個智能監測系統，方便研究人員對建筑的各項數據進行實時觀察。“術后”木梁性能如何，從數據上就能一目了然。 “在我們的課題研究中，數字化技術支撐是非常重要的。這些傳感器能夠直觀地告訴我們不同位置受力和形變的情況，從而判斷古建安全的警戒值。”錢威說。 今年，基地的多項研究還將繼續開展新的實驗半岛bandao体育。錢威透露，接下來研究團隊即將引入一套新的監測設備，並且在旁邊的另一根梁上再進行一次“微創”手術植入碳纖維板，兩邊進行比較。“新的設備主要是靈敏度會再提升，一方面看看兩套監測設備的差別半岛bandao体育，另外還要再對填充膠的比例和種類進行新的嘗試。”本報記者 王可心 人民日報社概況關於人民網報社招聘招聘英才廣告服務合作加盟供稿服務數據服務網站聲明網站律師信息保護聯系我們 人 民 網 股 份 有 限 公 司 版 權 所 有 ，未 經 書 面 授 權 禁 止 使 用
