■人物簡(jiǎn)介
張濤，現(xiàn)任北京市考古研究院（北京市文化遺產(chǎn)研究院）遺產(chǎn)預(yù)防保護(hù)部主任，北京市文物局領(lǐng)軍人才，國(guó)家科技專家?guī)鞂＜?，?guó)家社會(huì)科學(xué)基金專家?guī)鞂＜?，北京市科技專家?guī)鞂＜摇Ｖ饕獜氖鹿沤ㄖ萍急Ｗo(hù)研究，曾獲中國(guó)文物保護(hù)示范工程、梁希林業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。2017年入選“北京市優(yōu)秀青年人才”，2019年入選中央宣傳部“宣傳思想文化青年英才”。
北京市考古研究院遺產(chǎn)預(yù)防保護(hù)部主任張濤。新京報(bào)記者 浦峰 攝
在北京鼓樓正南方向，有著700余年歷史的萬寧橋至今車流不息，每天迎接著市民和全國(guó)各地的游客。
一年前，“北京中軸線——中國(guó)理想都城秩序的杰作”成功列入《世界遺產(chǎn)名錄》，萬寧橋就是其中15處遺產(chǎn)點(diǎn)之一。始建于元代的萬寧橋，被譽(yù)為“中軸線上第一橋”。如何守住古老的遺產(chǎn)，讓它持續(xù)為社會(huì)交通服務(wù)？當(dāng)科技與人文發(fā)生碰撞，定量化的監(jiān)測(cè)為文物安全保駕護(hù)航，文物，真正成為連接過去與未來的“活態(tài)史書”。
利用拾振器監(jiān)測(cè)波動(dòng)，給萬寧橋做“心電圖”
“萬寧橋是極其特殊的文化遺產(chǎn)，從始建到現(xiàn)在已經(jīng)有700余年，至今仍作為重要的交通道路使用，這在北京很少見。像北京的盧溝橋、琉璃河大橋，現(xiàn)在已經(jīng)不通車了。因此，萬寧橋的文物保護(hù)，不僅涉及簡(jiǎn)單的文物安全，還關(guān)系到市民的出行安全。”
2019年開始，北京市考古研究院遺產(chǎn)預(yù)防保護(hù)部主任張濤和同事開始對(duì)萬寧橋等大運(yùn)河北京段遺產(chǎn)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
在前期方案制定過程中，他們經(jīng)過反復(fù)討論，確定了監(jiān)測(cè)目標(biāo)和重點(diǎn)內(nèi)容：開裂、沉降，震動(dòng)頻率、震動(dòng)速度等一些細(xì)小變化，都在監(jiān)測(cè)范圍之內(nèi)。于是，拾振器便派上了用場(chǎng)。
“拾振器對(duì)微小的震動(dòng)非常敏感?！睆垵榻B，“打個(gè)比方，把拾振器放在桌子上，一只貓從旁邊跑過去，不跳上桌子，拾振器就能監(jiān)測(cè)到。長(zhǎng)城那么長(zhǎng)，推一下墻體，拾振器也能感覺到。來一陣風(fēng)、下一場(chǎng)雨，拾振器都能監(jiān)測(cè)到。”
利用拾振器，張濤和同事對(duì)萬寧橋的微震動(dòng)和可能出現(xiàn)的震動(dòng)進(jìn)行了長(zhǎng)期采集和比對(duì)，至今已有5年時(shí)間?！斑@類似于人做心電圖，10歲、20歲、30歲時(shí)采集到的信息是不一樣的，有上下起伏，通過長(zhǎng)期觀察，數(shù)據(jù)在合理范圍內(nèi)浮動(dòng)，就可以認(rèn)為文物是沒問題的。對(duì)文物來說，最好是沒有新的變化產(chǎn)生?！?/p>
張濤表示，萬寧橋?qū)儆谑瘶?，石質(zhì)文物最容易發(fā)生脆性破壞，一旦有了裂縫，就會(huì)迅速斷裂?！八幌衲緲?gòu)件，是一點(diǎn)點(diǎn)發(fā)生變形的，因此，對(duì)于它的監(jiān)測(cè)，我們要做到立體、精確，不同于對(duì)木構(gòu)建筑的監(jiān)測(cè)。”
張濤經(jīng)常使用的紅外熱成像檢測(cè)儀。新京報(bào)記者 浦峰 攝
橋上車水馬龍，分時(shí)段采集橋體不同狀態(tài)數(shù)據(jù)
除了拾振器，張濤他們還利用地質(zhì)雷達(dá)檢查橋體內(nèi)部是否有空鼓，利用三維激光掃描儀進(jìn)行外形尺寸系統(tǒng)測(cè)量，為萬寧橋建起一套可量化的檢測(cè)體系。
“所謂三維激光掃描儀，就是利用激光測(cè)距，激光沿直線傳播，光線發(fā)出后落在建筑表面，再返回來，測(cè)出儀器到建筑表面的距離。沿著建筑表面，把所有關(guān)鍵點(diǎn)采集一遍，就能繪制出建筑點(diǎn)云數(shù)據(jù)。過一段時(shí)間，用同樣的方式再采集一遍，和原有數(shù)據(jù)一對(duì)比，哪里的磚石有變動(dòng)、哪里出現(xiàn)凹陷，立馬就能發(fā)現(xiàn)。”張濤介紹。
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集，常常需要蹲點(diǎn)，風(fēng)雨無阻，萬寧橋的數(shù)據(jù)采集則需要更復(fù)雜的方法和過程。張濤舉例，“由于萬寧橋底下有水系，我們?cè)跍y(cè)量橋梁圈洞時(shí)非常困難，儀器不太好架到橋底下。有人問，為什么不劃船？如果劃船，船在水面上會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)，三維激光打出去的瞬間，稍微一晃動(dòng)，光線打到橋梁上再返回，就會(huì)有一到兩厘米的誤差，測(cè)出來的數(shù)據(jù)就是無效的?！?/p>
于是，張濤和同事只能等每年北京最冷的時(shí)候去萬寧橋采集數(shù)據(jù)?！叭盘齑蠹叶疾辉赋鲩T，但天氣越冷對(duì)我們的工作越有利——冰面凍得瓷實(shí)，踩在上面硬邦邦的，儀器架在上面才穩(wěn)當(dāng)?！?/p>
但是，室外溫度過低，儀器會(huì)有“罷工”風(fēng)險(xiǎn)。令張濤印象深刻的是，有一年，北京室外溫度達(dá)到零下18℃，他和同事走到萬寧橋底，儀器剛拿出來，測(cè)了兩分鐘就關(guān)機(jī)了。他和同事趕緊把電池拿下來，放在胳肢窩里暖一會(huì)兒，等儀器開機(jī)了繼續(xù)測(cè)，如此反復(fù)，才能完成整個(gè)數(shù)據(jù)采集。
另一個(gè)測(cè)量難點(diǎn)來自萬寧橋交通的復(fù)雜性?！安荒苤粶y(cè)白天的數(shù)據(jù)，白天有游人、自行車、汽車經(jīng)過，而且萬寧橋底下有地鐵，震動(dòng)波很混亂，無法確定單個(gè)因素對(duì)萬寧橋的影響。我們考慮了很久，決定分時(shí)間逐一監(jiān)測(cè)不同狀態(tài)下萬寧橋的數(shù)據(jù)。”張濤說。
“晚上12點(diǎn)以后，地鐵停了、人也沒有了，能夠測(cè)到萬寧橋靜默的狀態(tài)；第二狀態(tài)是模擬只有游客步行，第三狀態(tài)是模擬游客騎自行車經(jīng)過，第四狀態(tài)則是早上五點(diǎn)第一班地鐵經(jīng)過……這樣，我們就得到了萬寧橋單一狀態(tài)和復(fù)合狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，利用這種抽絲剝繭的方式，逐漸弄清楚各種因素對(duì)萬寧橋的影響。雖然花費(fèi)了大量時(shí)間，但是很值得。”張濤說。
北京萬寧橋。圖/IC photo
文物修護(hù)從治“已病”到治“未病”
2020年，萬寧橋修繕被列為中軸線申遺工作中的重點(diǎn)項(xiàng)目，成為北京市交通委城養(yǎng)中心組織開展的第一個(gè)文物橋修繕工程，該工程于2023年圓滿完工，使這座仍然服務(wù)交通一線的古石橋煥發(fā)新生。
以張濤等人的測(cè)量數(shù)據(jù)為依據(jù)，萬寧橋已采取交通管理措施，交通部門制定了機(jī)動(dòng)車限速30km/h、限載總重20t、限載軸載13t的措施，同時(shí)采取重鋪瀝青油面、調(diào)整優(yōu)化橋梁縱橫坡度修繕的措施，重鋪后的瀝青鋪裝坡度流暢圓順，減輕了對(duì)萬寧橋產(chǎn)生的行車震動(dòng)。
不只是萬寧橋，沿著北京中軸線，鐘鼓樓、景山、太廟等建筑群，都有張濤團(tuán)隊(duì)的足跡。針對(duì)北京以木質(zhì)結(jié)構(gòu)為主的古建筑，他們運(yùn)用微鉆阻力儀等技術(shù)手段進(jìn)行無損檢測(cè)探傷，實(shí)現(xiàn)了對(duì)古建筑病害的定量檢測(cè)，推動(dòng)文物修護(hù)從治“已病”向治“未病”轉(zhuǎn)變。
“有人說，古建筑木構(gòu)件經(jīng)過三次大修，老舊構(gòu)件基本就被替換干凈了，而在我看來，老構(gòu)件是古建筑的靈魂，上面有題記、彩繪、雕刻，每多換一個(gè)木構(gòu)件，它的歷史價(jià)值就損失一分。”張濤說，通過他們的定量檢測(cè)，能盡可能多地保存歷史信息，在進(jìn)行文物修繕時(shí)盡量少換或不換老舊構(gòu)件，留住文化的“根”，“這也是我們這份工作的意義所在?！?/p>
“北京對(duì)于不可移動(dòng)文物的修繕支持力度很大，北京申辦2008年夏季奧運(yùn)會(huì)成功以后，每年對(duì)不可移動(dòng)文物的文物保護(hù)經(jīng)費(fèi)由1.1億元逐漸上漲到10億元，完成了大范圍的古建修繕，領(lǐng)先于其他省份。目前，北京市的古建修繕已經(jīng)從搶救性保護(hù)提前進(jìn)入預(yù)防性保護(hù)階段。”張濤說，“我覺得自己很幸運(yùn)，能夠從事自己喜歡的工作，也能為古建保護(hù)盡一份力，希望號(hào)召更多專業(yè)技術(shù)人員和年輕的文物愛好者走進(jìn)這個(gè)行業(yè)。”
新京報(bào)記者 展圣潔
