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帮文物建筑战胜“生死考验”
◇薛建阳

  

薛建阳教授(中)指导学生。詹鹏超摄 
  自1999年开始,我带领团队突破关键共性技术,对残损木结构及砖石结构文物建筑的结构特性、结构演化、抗震思想、性能评估及延寿保护技术等开展了系统的科学研究。通过360余个构件或结构试验和理论分析,揭示了我国文物建筑木结构基础摩擦滑移隔震、榫卯节点耗能减震、铺作层消能减震等抗震机理,提出了木结构文物建筑及砖石古塔的抗震分析理论,建立了基于结构潜能和能量耗散的木结构文物建筑破坏评估方法和剩余安全年限预测方法,研发了基于新型耗能材料的木结构性能提升和自复位增强技术,并将这些科研成果进行集成和落地转化,已成功应用于陕西及其他文物大省的文保工作中,取得了显著的社会效益和经济效益。
  近年来,文物建筑因保护不力、年久失修或遭受严重自然灾害而出现不同程度的破坏,有的甚至发生整体性坍塌:西安明秦王府城墙遗址因极端暴雨冲刷和雨水倒灌,造成围护墙体局部垮塌;西安小雁塔因地震导致塔身处于严重开裂状态,安全形势岌岌可危;山西应县木塔历经近千年的天灾和人祸已经脆弱不堪——塔身严重扭曲变形,斗栱歪闪,木材严重老化腐朽,致使其结构安全正面临“生死考验”……在这种严峻形势下,2017年至2018年,我带领团队对应县木塔开展了详细的残损性能调查、评估和变形检测,将组成木塔的11万余个构件逐一拍照、测量、定损、绘图,并建立了三维模型数据库和残损信息库。这是应县木塔最为系统的一次调查建档,为木塔的维修加固提供最直观可靠的第一手资料。此外,我还带领团队对国家重点保护文物——西安钟楼和明城墙开展了结构安全监测,对地铁盾构施工及地铁运行下文物本体的结构性能进行评估及减震措施研究,为地铁二号线和六号线顺利穿越钟楼和古城墙提供了翔实的观测数据和科学依据。
  作为新时代文保领域的科技工作者,我深深地认识到,文物建筑是不可再生的珍贵文化资源,作为当代人有义务将其保护好,使之世世代代地传承下去。为此,必须攻克文物建筑保护领域中的核心技术和“卡脖子”问题。未来,我将瞄准极端天气下文物建筑性能评估及致灾模式研究、文物建筑基于数字技术的安全监测和预警平台研发、以及文物建筑破坏后快速修复和高效加固技术研究等我国文物建筑传承与保护中存在的关键科学技术问题,通过文物建筑所承载的历史信息,让人们记得起历史沧桑,看得见岁月留痕,留得住文化根脉。
  (作者系我校土木学院教授、博士生导师,“百千万人才工程”国家级人选)


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