北京市日报 | 新闻记者 刘冕 实习记者 何蕊

“千万不要用高端大气词，这份工作真的不是他人干不好，就我们可以做。只是我们较为好运，获得了这次机会。”带上新闻记者进到一间教学大楼的公司办公室，还没有顾上客套，北京交通大学西藏布达拉宫结构与监测研究所专家教授杨娜就提了这样一条“规定”。她笑着说道，“我们都是最普通、最幸运的一群学者，长期和古建筑相处，根据聆听数千年的心率，为古建筑出示体检报告单。真的不是了不起的人，我们都是很普通的科技工作者。”

一般却拥有不平凡历经。15年以来，杨娜团队爬上西藏布达拉宫的房顶，钻过山西应县木塔的地垄，立在正阳门上看了日出……他们通过当代方式方法对古建筑进行身心健康监测检测和，依靠科技的力量，焕活岁月。

杨娜在观查西藏布达拉宫红东宫门厅梁柱节点的形变状况。

监测与维护双赢

杨娜的公司办公室外间，更准确的说是一段仅容纳下两人携手并肩申请的过道里区，挂在一块显示器——中间布达拉宫的平面设计图，翠绿色的地标标明着德央奴、日出康等地名大全。图上边有三组数，从左往右各是观众们总计频次1423762次，时长2022年8月19日11时16分43秒，线上用户量1人。

图两边密麻麻分布着各种监测具体内容：左上有感应器统计分析柱形图，布宫不一样的位置感应器总数一目了然；左下方是总警报总数发展趋势。每个月的预警信息状况用鲜亮的图形刻画出去，分外显眼；右上方是一张柱形图，用黄、粉、红、棕、紫五种各种颜色，各自表明一二三级预警、情况警报和地震预警，红宫木结构、美国白宫木结构、雪原古城墙等各个的位置结构身体状况清楚可见；右下是饼状图，表明测量点情况，实时监控979个定位点正在进行中的连接网络精确测量情况。

这种非专业看起来字都知道，却看搞不懂内容，便是布宫的即时身心健康监测数据信息。“2012年10月，布宫第一期结构监测系统软件宣布运作，基本上对每一个木结构的关键位置都完成了即时接诊。”杨娜指向显示屏说，如今标注的这一套结构监测平台系统是2021年6月正式启动的，根据无线网络传感器和云计算技术，完成远程控制智能化实际操作、管理与预警信息等服务。“它实际上回应了三个问题：这一工程建筑情况如何，哪里难受，什么时候开什药适合。”

这类问题“答卷人”，是间距北京市3500余公里，安装于布宫的一系列智能化机器设备。“这就有矛盾了。”杨娜两手一摊，“一边是期待监测越精准就越好，那么就需要布置充足的数量监测机器设备；一边是希望能对古建筑做高质量监测，肯定会操纵当代机器的布置。”她打个比如：“不可以为了保证身心健康，给我一个人身上插进管道，度一定要把握好。”

这个度，是一个最好均衡点，团队一直在实践，务求完成保护和监测的双赢。

以感应器为例子，市场里大部分传感器是用以混泥土和钢结构的。“为了能在木结构上平稳组装，且尽量减少损害，团队特意定制了支架。”杨娜说，通过早期不断检测，团队发觉当支架螺丝数达2颗时，既可以减少机器设备对结构本身的振荡，又可保证数据的准确性。每一个结构感应器都需要遵照严格的安装规范，部位务必把准“脉”。“不可以敞开了测，要确保测到的信息精确并有实际意义，每一个传感器部位都经过了用心设计，处于牵一发动全身的连接点上。”例如在柱梁的关键所在承受力位置、病虫害非常明显和很严重的地区、游人很有可能密集的地区等。

秉着“就算不监测，也无法破坏文物”的法则，团队总计在布宫布置了近800个结构感应器。在其中，“雪城”是布宫最开始布置传感器地区之一。但团队精心准备的头版头条计划方案取得当场反被颠覆了，由于收集箱安装时对墙壁画有所影响。

二话没说，团队逐渐变更计划方案。可收集箱的部位发生变化，相连的手机充电线长短就不够了。这类线一般店铺难以购买到，团队组员常鹏教师与同事基本上游遍了拉萨市全部建材公司，然后才在一个卖音响的小门脸找到。

就凭借那么一股韧劲，团队实现了第一批传感器设计布局、实验检测、安装及调节，全过程历经3年9月。杨娜说：“一切原则就是，在不损害工程建筑结构前提下，最大程度纪录房屋建筑各种各样结构转变。”

“根据需求”是她口头语之一。组装传感器次序都是按照要求，第一批在开放区，目的是为了监测客流量造成的影响。2015年开展二期结构监测系统软件可行性论证时，布达拉宫的墙面、地垄及其下方岩洞等监测难度比较大的地区被列入了视线。部分缝隙、倾斜角、测斜、温度湿度、有界仪等395个各种感应器相继组装及时，有一些卡住墙面间细微的罅隙里，有一些装到立柱上盘绕的红布下。

“尽可能的隐藏起来。”杨娜说，一方面是不打搅布宫生态的作息时间，一方面是尽量避免对参观考察产生的影响，也避免观众们误碰导致监测信息内容禁止。此外，对布置的光缆电缆也有讲究，“主光缆电缆铺装了2280米，支光缆电缆铺装长短是8000米，和新房子装修一样，尽可能溜边顺墙脚。”

“也不一定就要上机器设备。”杨娜举个例子，一面墙壁有一道缝隙，在确保也不会影响本身安全的情况下，可以贴一张纸条，按时派兵观察记录表。“小纸条褶皱了，证实缝在收拢，假如小纸条断掉，便是缝变大了。一切的目的在于确保珍贵文物本身安全性，不损伤。这跟监测现代主义建筑思路有差异。”

长时间与短期内均衡

“算一算，给布宫做监测早已经历了15年。每一次经过这儿，我都要刻意瞄一眼屏幕上数据信息，看一看老友状态。”杨娜追忆，触碰这样的项目之时，万万没想到会都是这样一场“攻坚战”，那时候只以为是一次性的检验。

和检测监测，一字之差，工作职责却也有不少差别。杨娜举了一个品牌形象的事例，检验是短期新项目，类似给古建筑做一次心电图检查，测到现阶段的健康指数；监测是一个长期工程项目，动则两年乃至数十年，好像给古建筑做Holter（动态心电）。24小时“保健医”随时可以依据监测数据信息得出分辨，务求防范于未然。实际上，长久的监测周期时间里面也会涉及到一些短期检验，例如每过三个月进行一次，累积数据信息做为情况评定的科学论证。

至于是长久的监测好，或是短期检验好，杨娜再度道出了“口头语”：“还是要根据需求，不能一概而论。”

以布宫为例子，2007年今年初，杨娜与当年的布宫维护规划设计师的一次语音通话，开启了布宫结构监测的功能键。由于伴随着京张铁路的全线贯通，大量游人将坐下来火车去拉萨，参观考察西藏布达拉宫似乎是每一位游客必选项。可是一座1300年前的古建筑，能不能禁得起猛增的客流量？人为因素振动针对古典建筑会导致多少损害？怎样避免或是变弱？这些都是那时候迫切需要问题。

“接到通知，我认为没问题啊。”杨娜摆摆手，“调侃”曾经的自身，“还是太年轻，这一行可以说是越干越感觉自己不懂还有一些。”她讲，那时候只感觉给工程建筑做检验，看图片、评定结构的安全性和稳定土木人最拿手，尽管先前没跟古建筑打了交道了，可是具体内容全是耳熟能详的，行业是擅长的领域。

杨娜的自信来源于一项项完满解决的问题——“自然科学基金：钢框架新式延展性连接点和结构管理体系的驱动力试验与抗震等级剖析”“北京市第29届夏季奥运会临时性内场地应力和形变动态性监测新项目”“国家铁路局计划司：大中型客站‘房桥合一’结构动力学研究”……“我想布宫的一个项目找到我们，很有可能也是由于团队进行了北京南站基本建设综合性科技的科学研究，在其中也包括对工程承担客流量限制的预测分析。”杨娜追忆，最开始对布宫的木结构做检验，目地都是“算”出对外开放客流量限制。

2007年7月底，杨娜第一次到拉萨市，遇见了以前只能在《新闻联播》中见到的“天宫之城”。“震撼人心！美！”她一边感慨，一边被高原反应症状摧残，“忘事情，喘不上气，我高原反应算得上团队里最严重。”

更多的困难是——“对于现场状况实际上一无所知”。杨娜表述，布宫建于公元七世纪，之后又经历了复建、增扩。但跟现代主义建筑不一样，这一过程并没有施工图纸，结构上存在许多不确定的盲区。

一切都要摸索来。“不可以破旧立新地去做。”杨娜说，会开许多次评估会，请各行权威专家发表意见。以正在进行中的二期项目为例子，2015年就开始做可行性方案，直至2021年才安装设备。“需要注意的愈来愈详尽，一期新项目用了光缆电缆，二期就用了无线网络设备。功能损耗变低，消防安全安全风险越来越少。”

现阶段，布宫早已设立了根据日常的管理调查巡视、对于重点部位人工检验及其智能化系统全自动即时监测结合的古建筑结构监测系统软件。近10年以来，超出1000万组监测数据信息，详细的展示了布宫的微小转变。

还有些古建筑合适检验。近几年，杨娜带上团队给北京的正阳门城门、山西省的应县木塔等等都进行了常规体检。掰着手指头数完工作中走过的地方，杨娜噗嗤一笑：“这么一想，自己真的非常幸运。这个工作走过的地方全是中华瑰宝，有一种一瞬数千年的觉得，很奇妙。”

假如除去记忆中的装饰ps滤镜，每一次检验全过程都充满考验，称之为艰难。

2018年年末，杨娜团队接下来为应县木塔做自然环境鼓励测试每日任务。“一座木塔建于公年1056年，因为洪涝灾害价值和人为要素，形变受损严重，且形变不断增加，特别是二层残缺比较严重。”杨娜说，一旦遇到突发性灾难，可能严重危害木塔的安全性。结构动力特性是体现木塔结构抗震等级、抗冲击和抵挡别的动荷载的最基本特性，都是损害评定的重要因素，那时候需要做的体检内容便是掌握冬天木塔的结构性动力特性。

杨娜公司办公室门口贴紧的二张A4白纸文图简易叙述了当年的常规体检全过程和信息。自互谱法、SSI法、一阶动量矩、二阶扭曲，也有轴力损害、非同轴线歪斜弯曲刚度轴力三类等绕口且晦涩难懂的词汇非专业不明白，但多张平面设计图简洁明了标注了古城堡伤况，红色是损害位置，绿色是最原始的中心轴部位，黄色是所在位置。杨娜刻意填补：“在应县木塔工作中，我们就是带来了一部分数据信息，为木塔保护的给予支持，仅仅大团队中的一小部分。”

根据前沿的技术手段，团队试着与古建筑“交心”。获得的回应，是最直白的数据信息，也是有委婉地描述。杨娜说：“印象最深的是应县木塔室内楼梯的护栏，通过千年岁月抚摩，每一段护栏都光洁温和。手放进去，心率都也会跟着慢一拍，一种对人类的历史敬畏感溢于言表。”

一段木材变成物质，跨越千年，传送连绵不绝情感。拥有相同的文化艺术等候，博大精深就驻在了内心。

最前沿和传统互动

近些年，越来越多珍贵文物企业向杨娜团队外伸“橄榄叶”，请那支资深的团队给自己家古建筑“常规体检就医”。在其中，出处最大的一个“常规体检者”应属座落在北京中轴线里的“京中九门”之冠——正阳门。

杨娜和同事调查正阳门箭楼墙面的损害状况。

座落在北京前门大街的正阳门建于明成祖永兴十七年，至今已有500多年的历史时间。它默默地承载了北京紫禁城的热闹变化，历经太过毁后复建，也开展过很多次防御性整修，但很少人关心，这名历史见证者的日常情况怎样——“正阳门已经承受怎样的环境震动？附近交通出行震动会让正阳门造成什么样的危害？”杨娜团队第一次提出了疑惑，并且通过检验提出了回答。

“伴随着北京紫禁城的迅猛发展，正阳门四周的交通条件日益繁杂，地下地上交通出行24个小时无间断，为一座古建筑的保护带来挑战。”2019到2020年，杨娜带领团队对正阳门进行了多次实地勘察，发现正阳门正在被四通八达的交通线路所包围——“地面交通有双向六车道、单向五车道公路，最近的一条与城楼和箭楼仅有约5米的距离，地下交通还有地铁2号线和北京站至北京西站地下直径线穿行。”杨娜边说边掰着手指头数。

根据经验，她认为相比于现代建筑，古建筑更容易受到交通振动产生的不良影响，会使得承振能力下降，产生动力疲劳、损伤累积、应力集中、构件失效等病害，严重时可能会引起城台不均匀下沉、墙体开裂、构件疲劳破坏等现象，“正阳门的振动检测迫在眉睫，非常重要。”

于是，一套对箭楼、城楼进行振动检测工作的初步方案形成了：检测正阳门动力特性、交通振动响应及周边场地振动特性，评估公交、地铁及国铁等交通振动对正阳门的性能影响。“说简单点，就是给正阳门做心电图，看看它在正常状态下和周边有交通经过时的‘心跳’有什么变化。”

2021年，项目正式获批，杨娜团队启动了对正阳门的振动检测，这项工作也被她形象地称作“倾听正阳门下的喧嚣”。

给古老的正阳门做检测，团队用的技术都是“定制”的。“也不是说越新的技术就越好，用最适合的才对。”杨娜举例，团队基于MATLAB程序平台——一种广泛用于数据分析、图像处理的计算机数学软件，实现了对正阳门的模态参数识别、交通振动响应关键指标提取等。而团队工作的“重头戏”，就在于大量采集振动数据。“白天和夜晚都有工作。”杨娜说，要测出正阳门自身的“心跳”，需要非常安静的环境，一般会在零点前到达正阳门布置好现场，等待夜深人静时开始测试工作，直到天空泛出鱼肚白，城市重新恢复喧嚣，一次夜间测试才算结束，“倾斜、裂缝、应变……平均一小时采集约十次数据，再算出均值。”越是艰苦的工作，杨娜越能表现出乐天派的性格：“虽然熬夜比较辛苦，但大家一边听着正阳门的‘心跳’，一边欣赏着中轴线的夜景，别有一番滋味。”

不仅要动脑，还得跑腿。到了白天，另外一批成员上岗，检测正阳门在交通影响下的振动。他们分成地铁、国铁及汽车调研小组行动，分别前往地铁2号线、北京站、北京西站，按照图纸和时刻表，精确计算车辆到达正阳门下的时刻，“得掐着秒表统计每一班车到达和出发的精确时间，还得和地上的组员打好配合，每一次交通振动测试都要分秒必争，一天下来得来回坐好几十次地铁。”

干这些“体力活”的大多数是该校土木建筑工程学院的学生，就算只是跑跑腿、扛扛机器，杨娜也坚持带他们去现场参与检测工作。曾经有学生提问：“我们的专业是土木工程和铁道工程，未来可能并不会直接从事和古建筑保护有关的工作，干这些对我们来说意义大吗？”杨娜听了，丝毫没有犹豫，道出了对每一届学生都会说的一段话——

“今后你们走向工作岗位，当你负责的高速铁路、轨道交通的规划和建设与古建筑发生交汇或关联时，希望你们能够想到自己曾经从事过古建筑保护相关的实践工作。”杨娜语重心长地说，“如果你们能停下来，将古建筑的保护加入到方案取舍的考虑中，在各自的领域善待古建筑，那么，我现在的坚持将变得更有价值。”

令人欣慰的是，正有越来越多如杨娜一般的科研工作者，加入到古建筑保护的行列中。他们运用所学专长，听见并读懂古建筑的“心声”，共同守护时光的印记。