科技赋能让博物馆文物在震动中“金身不倒”

陈列在博物馆展柜里的文物，除了预防人为破坏风险外，要怎样躲过突如其来的地震等自然灾害带来的损害？10月20日，“2024文物防震技术国际学术研讨会”在成都博物馆举行，海内外学者分享文物防震最新成果。笔者采访了解到，为确保文物安全，四川近年推进文物防震工作，在科技助力下，如今已基本可以保证地震来袭时文物“金身不倒”。

防震从博物馆建筑抓起

2008年，在突如其来的“5·12”汶川特大地震中，包括都江堰二王庙等在内的不可移动文物损毁严重。尽管广大博物馆防震级别很高，但此次地震仍造成2700多件馆藏文物震损。如何有效规避地震对文物造成不可逆的损害？

“‘5·12’汶川特大地震发生后，正在进行建筑设计的成都博物馆便开始探索馆舍、柜架和文物本体一体化防震，借助新的技术和抗震方法保护文物。”文物防震国家文物局重点科研基地主任葛家琪介绍，这是中国第一座采用这种模式进行设计和建设的博物馆。

研究人员结合模型试验和大量震害分析研究发现，要减轻文物在地震中受到的冲击力，博物馆建筑进行整体基础隔震相当重要。因此，成都博物馆在开挖地基时，便在建筑地基基础与上部结构之间设置了361个隔震橡胶支座，从源头上减小地震能量输入。这个馆舍基础隔震的措施，可以保证博物馆在地震烈度达到8度时依然安全。

成都博物馆还紧邻成都地铁2号线，最近处距地铁轨道只有18米，会不会受到地铁运行时震动的影响？研究团队由此展开“地铁列车—轨道结构—隧道—周围土体—基础—建筑物结构”这一复杂的动力学体系的数值模拟和现场试验，有针对性地采取减震措施。成都博物馆副馆长段杨波介绍：“地铁施工方在靠近成都博物馆一侧的地铁轨道上加装了浮置板，设计了隔震沟和重型建筑底板；在博物馆北侧设计了跨度33米的悬挑结构，有效避免了地铁运行震动对文物的威胁。”

近年来，越来越多的博物馆在馆舍建筑施工前，开始关注震动源研究。四川博物院文保中心持续对成都地铁13号线施工震动、博物馆日常运行震动等进行监测和评估，确认博物馆建筑内施工和开放伴随的震动是四川博物院目前的主要震动源，为规范馆内施工以及文物展陈时的隔震措施提供了依据。

文物防震有了“私人定制”

除博物馆建筑防震外，还要对陈列在博物馆内的文物采取隔震措施。为了确保万无一失，多家博物馆的文物防震措施已精细化到为重要文物进行“私人定制”的地步。

笔者了解到，即使博物馆建筑在地震中没有倒塌，但受地震波冲击时，博物馆展厅和库房里的文物也可能因剧烈晃动而“摔倒”。“传统的物理防震方法有拴绑、卡固、支架等措施，它们运用于震损风险小且本体材质及受力性能好的文物时，可起到防震作用。但对于一些体型巨大或重型的文物，显然传统方法远远不够。”三星堆博物馆副馆长余健介绍，三星堆博物馆新馆修建时就将防震烈度提高到8度，但在对建筑进行结构动力特性检测时，还发现不同展厅和楼层对地震的响应分析各不相同。“我们根据文物所处的楼层位置、展柜形式、文物特点等，分别计算地震危险程度系数，并采取相应的防震措施。”

三星堆博物馆的众多国宝级文物中，体型较高的青铜大立人以及不规则文物青铜神树等，都是震损风险较大的文物。实验结果显示，地震时青铜神树会出现大幅度摇晃，摇晃位移超过2.76米，树枝在此过程中变形较大，存在倒塌或折断风险。为保护国宝，三星堆博物馆新馆为重点文物定制设计26台防震展柜。其中青铜神树展柜高达6米、直径4米、重达7吨。这个展柜防震的秘密便在展柜底部——这里共配置7台防震装置和6台滑板装置，它们形成整体的防震平台。实验显示，通过平台隔震后，青铜神树的最大位移只有63.5厘米，且基本处于平动状态，摔碎的风险大幅降低。

成都博物馆的镇馆之宝石犀，其隔震方式和青铜神树大同小异。有防震装置卸掉地震波，地震来袭时的石犀就仿佛“悬置”，拒绝和地面一起“摇摆”，也就不会发生倾覆。此外，石犀的四足还安放在特制的凹槽并设置双向卡具，防止在地震作用下发生滑移。

据介绍，目前四川新建的博物馆已开始陆续引入类似的文物防震技术，运用了该技术的雅安市博物馆、甘孜藏族自治州博物馆在近年超过6级的地震中，文物无一震损。阿坝州马尔康直波碉楼群中一处倾斜两米多的石碉，也将通过“竖向拉索”“内钢箍”等方式，增加其稳定性。（笔者 吴晓铃）