因为采用古法重修,巴黎圣母院近乎毁灭的屋顶上装配了宽14至16米、高12至13米、重达7.5吨的桁架，由身手高深的木工用中世纪技艺修造。图为装配大型橡木桁架的巴黎圣母院。
比来，消亡了四年多的巴黎圣母院尖塔从新现身。2019年4月15日，巴黎圣母院蒙受了一场主要的失火。颠末50多个月的灾后修复，现在正在失火中坍陷的中殿拱顶已实行封顶，符号性的尖塔也进入拼装阶段，估计将于2024年闭之前从新怒放。
行为天下文明遗产、欧洲中世纪的开发珍宝，巴黎圣母院正在长达四五年的修复历程中通过了哪些主要阶段？当代修复技艺若何使这座尖塔重获再生并无间岳立千年？本报特邀同济大学开发与都邑筹备学院副教学详解个中原委。
始修于1163年前后的巴黎圣母院是一座无可取代的欧洲中世纪哥特开发佳构。法国文学家维克多·雨果于1831年出书的伟大文学作品《巴黎圣母院》中，将它称之为一首范围重大的巨石交响笑。巴黎圣母院也由此成为法国的心灵和文明丰碑。
然而，2019年4月15日，这座岳立了800多年的大教堂不料遭受了一场主要失火，其矗立的尖塔隆然坠落，且屋顶木骨架险些一起被毁灭，连统一片面石质拱券的中殿屋顶沿道，坍塌不才方的教堂里。
巴黎圣母院所遭受的这种突如其来的灾难，正在人类开发文雅史上曾产生过数次。个中的绝大无数开发末了或成为供人凭吊的废墟，或者懒散成传说。但此次借帮互联网，这座炎火中的法国文明地标神速激发了热烈的环球共情，缠绕这座恢弘开发的浴火新生，造成了一次环球插手、合伙维护文明遗产的符号性事故。
巴黎圣母院的灾后修复让人们看到，以古板的关于古开发质料、工艺和气派样式等本体商量积聚为根柢，正在当代数字孪生技艺的加持下，不单能够确实高效地兼顾出计规定案和技艺选型，还能让更多专家实时、动态地插手个中。正在预案指引下，法国修复团队正在古开发修复的应对步骤、实用法子、闭节细节上的履行，为有用途置突发性文物破损事故供给了可鉴戒的体验。
2019年4月15日入夜6点20分操纵，巴黎圣母院发出了第一次失火逃生警报。紧接着，呼唤消防队的第二次警报正在6点45分发出，网罗消防队、牧师正在内的援帮职员随后抵达现场，他们神速进入燃烧的大教堂，对留存个中的珍重文物张开挽回。末了，网罗基督教圣物阻碍冠正在内的诸多价值令嫒得以出险。
通过互联网的即时撒布，全天下眼见了从大教堂升起的浓烟和火焰，矗立的尖塔木骨架正在红光中尤为显眼，末了隆然坠落。
行为法国甚至欧洲文雅的标志，巴黎圣母院的灾后修复牵动着全天下的心。法国当局很疾作出决议：加入国度气力实行考古和修复。失火产生越日，法国文明部会同法国国度科学商量中央倡始了一个大范围的商量项目，巴黎圣母院的重修作事和科学商量由此张开。
为了对开发和艺术品实行修复，以及为或者的新浮现做好预备，网罗汗青学家、修复和质料专家等正在内的近200名专家学者，被分成8个分歧的作事幼组。他们的商量作事掩盖分歧的质料商量界限，如石材、金属、木柴、彩色玻璃等，也涉及开发工程、声学、雕塑和化妆、人类学和数字化等方面。
因为失火产生正在早前的屋顶修复作事现场，教堂表里有洪量施工脚手架被毁灭，灾后结余片面也有随时倾圯的或者，存正在对大教堂酿成进一步破损的危险。以是，维护合座构造安详，尤其是避免大教堂的懦弱拱顶不至于无间坍塌，是修复发展前极为主要的作事。
修复团队认真清算并移走了失火留下的脚手架废墟，并正在大教堂内搭修新的脚手架自然光。这一方面支持住了泄露的石质拱顶，一方面也容易后续发展重修、加固修复等作事，能够正在不危及大教堂构造完好性的处境下接续实行施工。
整整两年半后，上述清拆作事美满实行。正在实行这些安详工程之后，网罗法国汗青事迹商量所、法国国度考古商量所等正在内的专业国度机构立刻发展了现场清算和纪录作事。
此次失火中，巴黎圣母院大教堂屋顶的铅板被洪量毁灭、破损，这导致大教堂内部被一层铅尘所掩盖。修复团队务必铲除这层铅尘，并对整座大教堂实行从上到下的干净巴黎圣母院尖塔没落四年多后再现身 “巨石交响笑”修复之旅带来怎么开发，不然就无法确保开发元素的完好性，也无法包管修复职员的壮健安详。
2021年10月，修复团队劈头对大教堂内部6000多平方米的墙壁、天花板、拱顶、地板和彩色玻璃窗实行大范围干净。这项作事不停接续到2022年春季。
据报道，这是巴黎圣母院大教堂第一次通过如斯精细而耗时的深度干净，这须要石匠、锁匠、铁匠、木工，以及雕塑和美术修复师等多个团队的专业学问。扫数干净作事都由工匠们操纵软毛幼刷子逐厘米实行，铅尘和污垢一朝从皮相刷下来，会立刻被吸入干净工率领的专用背包里。
对巴黎圣母院实行灾后修复，须要实行洪量商量预备作事。正在对大教堂修造时序还原的根柢上，专家团队最先对石质拱顶、屋顶木构和铅质构件实行了评估。
正在拱顶方面，最先是真切损坏部位，对塌毁断面实行商量。接下来，针对未毁片面，修复团队运用当代探测技艺，真切拱顶因失火产生的形变水准，以鉴定是否须要加固。拱顶修复计划一片面采用古板做法，好比搜聚塌毁的石质拱券部件，正在地面临其实行还原；别的一片面则采用数字技艺，运用失火前的精采化3D模子，对其实行还原。
正在木构造方面，因为巴黎圣母院尖塔与大教堂的巨大屋顶木质构件正在失火中全毁，以是修复团队要从最根本的力学了解劈头商量。因为屋顶至极深重，力学了解对其后续装配历程和修复实行后的接续安静至闭主要。好正在巴黎圣母院留存有1906年的屋架还原模子与2014年的屋架侦察呈文，这些都成为修复商量中无可取代的技艺按照。
正在尖塔方面，1970年的还原模子为本次还原供给了参考。而屋顶的雕像因为正在失火前已被取下实行修复，故而得以幸存。其它，修复团队还要对铅木屋顶的组成和铅饰实行还原，力求尽或者完好地从遗存讯息中克复其原貌。
除了上述商量积聚，专家们还正在灾后现场搜聚洪量数据并将其数字化，创办起数字孪生框架。这使灾后开发遗产重修与修复作事的质料得以包管。
基于片面残破的中殿拱顶灾前状况克复题目，插手修复的专家们正在《天然》杂志正在线宣告的科学呈文中指出，数字孪生完成了物理-原生和数字-原生历程的并行张开。正在物理吻合、逆向工程、考古事迹的时空追溯识别和运筹学计划等测验对象上，他们从数据收集到数据经管都利用了数字孪生框架。
15个月后，巴黎圣母院灾后修复的可行性商量无论正在表面依然技艺上都就手实行了。闭于此次修复理念，巴黎圣母院修复工程首席开发师菲利普·维伦纽夫以为，重修大教堂务必以无穷的留意和无穷的推崇来实行，最主要的是咱们务必尽头谦让，不行正在上面留下咱们的印迹。关于极少试图用现代气派来重修巴黎圣母院符号性尖顶的观点，他默示应断然。
2021年，维伦纽夫向法国国度遗产和开发委员会提交了巴黎圣母院的修复谋略，后者是受理法国主要修复项目标特意委员会。这一谋略定夺将巴黎圣母院大教堂克复到2019年失火前的完好状况，网罗操纵最靠近原初的质料来重修与19世纪开发师勒-杜克所计划的统统类似的尖顶。呈文提出，这些修复方法将确保这座哥特式开发佳构的实正在性、融洽性和同等性，对大教堂的开发构造表达了足够的推崇。这一提议最终获取了答应。
根据获批的修复计划计划，巴黎圣母院大教堂中殿和唱诗班上空的屋顶木框架将克复如前。
修复团队采用实心橡木加工修造了35个桁架和22个半桁架，每个桁架高度都达10米以上。工匠从大略整形劈头，先用刻板锯切原木，再用斧头将之手工加工成梁，从而包管木架皮相适合汗青样貌。
因为每个原始桁架的样式都是无独有偶的，为了确实定造每个工件，以及正在合座构造中确定它们的装配地位，工匠正在地面上对每个桁架都实行了全尺寸的模子考订，以包管装配时能圆满对接。末了，他们还要对一批6个桁架（2个主桁架和4个次桁架）实行测试拼装，通过檩条将其彼此衔接成一个完好的跨度开间。颠末扫数这些步骤之后，它们才会被一块块地运送到大教堂，正在那里拼装并装配正在拱顶上方。
2020年头，为了修造巴黎圣母院屋顶和尖塔的木框架，修复团队从法国各地苛厉挑选了1000棵橡树。这些橡树有片面来自君主设立的种植园，正本预备用来修造法国舟师船只。它们的树龄正在150到200年之间，最大的树高达近30米，须要特地的拖移车辆才力搬运。
这些橡树的采伐年华设正在2020年3月底，这是为了防守因为树液上升酿成的木柴过分滋润。木柴采伐后，要颠末12至18个月的天然干燥，再由法国各地的45家锯木厂将其分类加工成修复作事所需的木柴。从个中的8棵橡树中，团队取得了修复尖塔所需的长达20米的加工木柴。令人雀跃的是，扫数的橡木都正确适合首席开发师对修复质料的苛厉央浼。
除了古树难找，用以修复巴黎圣母院大教堂的石材也至极难寻。正在失火中，15%的教堂石拱顶遭到破损，为了修复拱顶避免坍塌，专家务必找到中世纪同款石材。巴黎圣母院的石材多数源自12世纪巴黎地下采石场，思找到能与之相成家的石头至极贫困，而修复所需的石材量也大到惊人。
商量职员正在对教堂里的石块实行取样后，险些翻遍了全天下的古开发和采石场，才从6000多个样品中找到了色彩、职能、因素都靠近原款的石头。工匠还要采用古代工艺对这些石材实行做旧，才力使其与开发中的其他石材看上去同等。
正在哥特大教堂的石质骨骼之间，弥散着天然光感的邃密瑰丽花窗，那是营造教堂内部空间气氛的魂魄。尽头红运的是，巴黎圣母院的彩色玻璃窗假使被铅尘掩盖，但正在失火中未被毁坏。正在清算历程中，中殿、唱诗班和耳堂的39个高开间的彩色玻璃窗，以及圣器保藏室的彩色玻璃窗都被拆除下来，送到特意车间实行干净、修复、加固，并对片面务必转换的铅质框架实行转换。
教堂内的大管风琴也通过了好似的移送珍摄修复，失火后重淀于大管风琴掌管台和波纹管上的铅尘取得了彻底干净。大管风琴的相干修复、部件拼装和调校等作事，估计将于2024年头实行。
插手大教堂花窗修复的玻璃科学家克劳迪娜·卢塞尔说，面临一幅幅19世纪有名的彩色玻璃镶嵌画专家创作的作品，她正在纳米标准上对这些铅质框架中的陈旧玻璃实行了检讨，火场中的热浪对玻璃酿成了极少轻微毁伤，但总体而言，这些几百年来险些没有退化的玻璃如故坚持了完好的艺术品德。
卢塞尔还对消防队大凡的现场作事赐与极高表彰：他们正在告成掌管火势的同时，没有向窗户直接喷水，从而避免了火场中的彩绘玻璃突然遇冷爆炸，再现出告急状况下消防部分过硬的专业本质。
正在数字孪生技艺及其利用成为开发界最新的热点话题之前，数字化技艺正在近几十年的开发计划和工程界限早已取得急迅利用与推动：最初是估计机辅帮计划（CAD），开发师从中取得了极大的造图方便；接下来是开发讯息修模（BIM），它将物理对象酿成数字化的3D模子，完成了可视化计划和构修虚拟表达。
这些技艺都极大有利于开发计划和修造项目谋略的奉行，不单能够帮帮计划师们晋升作事出力，对其他人来说，可视化、历程性的涌现也能让换取、计划，甚至数字化功劳再出产，变得尤其便捷。
固然和BIM模子类似，都是物理空间的数字化复刻，但数字孪生正在虚拟交互上更胜一筹。正在巴黎圣母院的重修与修复作事中，最新的数字孪生技艺被阐明可能帮帮团队更智能、更神速地发展作事。
巴黎圣母院距今已有800多年汗青，险些没有任何原始图纸和模子原料可供现正在的修复团队参考，也没有开发师和施工团队有相干修造体验。以是，专家只可从开发自己入手，商量其构造。为此，技艺职员操纵无人机和扭转扫描仪，扫描教堂表里一起开发细节，并将其修酿成3D模子，再由数字修模专家尽或者估计出每块石头正在拱顶的原始地位，通过修模模仿分歧的陈列组合。
数字孪生技艺供给了身临其境、传神的三维空间探究，巩固了分歧作事脚色之间的合营才能。正在全数开发人命周期中，该技艺帮帮开发计划师、工程师和施工团队采用数据驱动的办法经管项目全历程，针对从发轫谋略到修造质料掌管和接续的办法运转经管的各个闭键，作出更好的计划，并创修更高效的作事流程。
2019年正在失火中倾圯的尖塔位于圣母院的正脊交汇处，高96米、重750吨，由掩盖着铅板的橡木骨架组成，犹如一顶雄壮的冠冕。
原先，巴黎圣母院并没有矗立入云的尖塔。1845年至1864年，先天开发师维奥莱特-勒-杜克主理修复正在法国大革射中受到主要破损的巴黎圣母院大教堂。他凭据自身对哥特气派的开发样式原型商量及修复的贯通，用一座庞大的尖塔取代了巴黎圣母院原先的屋顶。
有目共见，高峻悠长、怒放式的骨架构造是欧洲中世纪哥特开发的工程技艺创举，进而正在19世纪被总结为构造理性主义的开发文明认识。
从修造角度由表而内审视巴黎圣母院的屋顶和尖塔，最先被谨慎到的，即是这座冲入天空的尖塔。它正在都邑处境中凸显了大教堂的视觉存正在，同时也巩固了赏玩者与天国的心情相干。
从表形上看，尖塔修造者操纵平面投影中对角和笔直向上的组合，奥妙地出现了一种几何动态。这种花样的标准范围与庞大性令人叹为观止，它既展现了修造者的团体聪敏与气力，也给观者留下心灵怀念碑式的长远印象。
大教堂内部采用的是尖券肋骨拱和薄板填充的石质屋顶。它们是哥特气派的决议性特色之一——通过对角交叉的拱形石肋，一片面重力笔直向下传导到侧墙与悠长束柱上，另一片面则水准表推，由表部的墩柱和飞扶壁来承重。
实践上，巴黎圣母院的屋顶能够被视为三个闭键片面的复合体。以中殿为例，正在石质拱顶上，躲藏有一排庞大的三角形木构桁架，它们的重力同样落正在侧墙上，再经由铅板掩盖，造成表部所见的坡形屋顶。
据猜度，此次失火被以为起于当时正正在维修中的尖塔和屋顶处，大火吞噬了大片面屋顶木构和铅质构件，并引燃了庞大的尖塔，导致其坠落。与此同时，中殿的一片面石质拱顶也被撞毁，酿成了一个露明的大洞。所幸救火员神速掌管住了火势，巴黎圣母院正立面的两座钟楼和花窗得以实时救济。
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