因为接纳 古法重修 , 巴黎圣母院近乎销毁的屋顶上装置了宽 14 至 16 米、高 12 至 13 米、重达 7.5 吨的桁架，由武艺高深的木工用中世纪手艺建造。图为装置大型橡木桁架的巴黎圣母院。

　　近来，消逝了四年多的巴黎圣母院尖塔从头现身。2019 年 4 月 15 日，巴黎圣母院蒙受了一场严峻的火警。颠末 50 多个月的灾后修复，现在在火警中坍陷的中殿拱顶已完成封顶，标记性的尖塔也进入组装阶段，估计将于 2024 年末之前从头开放。

　　作为天下文明遗产、欧洲中世纪的修建宝贝，巴黎圣母院在长达四五年的修复过程当中阅历了哪些主要阶段？当代修复手艺怎样使这座尖塔重获重生并持续耸立千年？本报特邀同济大学修建与都会计划学院副传授详解此中迂回。

　　始建于 1163 年前后的巴黎圣母院是一座无可替换的欧洲中世纪哥特修建佳构。法国文学家维克多 · 雨果于 1831 年出书的巨大文学作品《巴黎圣母院》中，将它称之为 一首范围弘大的巨石交响乐 。巴黎圣母院也由此成为法国的肉体和文明丰碑。

　　但是，2019 年 4 月 15 日，这座耸立了 800 多年的大教堂不测遭受了一场严峻火警，其挺拔的尖塔轰然坠落，且屋顶木骨架险些局部被销毁，连统一部门石质拱券的中殿屋顶一同，坍塌鄙人方的教堂里。

　　巴黎圣母院所遭受的这类突如其来的劫难，在人类修建文化史上曾发作过数次。此中的绝大大都修建最初或成为供人凭吊的废墟，大概闲逸成传说。但此次借助互联网，这座炎火中的法国文明地标疾速激发了激烈的环球共情，环绕这座恢弘修建的浴火更生，构成了一次环球到场、配合庇护文明遗产的标记性变乱。

　　巴黎圣母院的灾后修复让人们看到，以传统的关于古修建质料、工艺微风格款式等本体研讨积聚为根底，在当代数字孪生手艺的加持下，不只能够精确高效地兼顾出设想定案和手艺选型，还能让更多专家实时、静态地到场此中。在预案指导下，法国修复团队在古修建修复的应对法式、合用手腕、枢纽细节上的理论，为有用处理突发性文物毁坏变乱供给了可鉴戒的经历。

　　2019 年 4 月 15 日薄暮 6 点 20 分阁下，巴黎圣母院收回了第一次火警逃生警报。紧接着，呼唤的第二次警报在 6 点 45 分收回，包罗、牧师在内的救济职员随后到达现场，他们疾速进入熄灭的大教堂，对保存此中的贵重文物睁开挽救。最初，包罗教圣物波折冠在内的诸多价值千金得以出险。

　　经由过程互联网的立即传布，全天下目击了从大教堂升起的浓烟和火焰，挺拔的尖塔木骨架在红光中尤其显眼，最初轰然坠落。

　　作为法国以致欧洲文化的意味，巴黎圣母院的灾后修复牵动着全天下的心。法国当局很快作出决议：投入国度力气停止考古和修复。火警发作越日，法国文明部会同法国国度科学研讨中间倡议了一个大范围的研讨项目，巴黎圣母院的重修事情和科学研讨由此睁开。

　　为了对修建和艺术品停止修复，和为能够的新发明做好筹办，包罗汗青学家、修复和质料专家等在内的近 200 名专家学者，被分红 8 个差别的事情小组。他们的研讨事情笼盖差别的质料研讨范畴，如石材、金属、木料、彩色玻璃等，也触及修建工程、声学、雕塑和粉饰、人类学和数字化等方面。

　　因为火警发作在早前的屋顶修复事情现场，教堂表里有大批施工脚手架被销毁，灾后盈余部门也有随时坍毁的能够，存在对大教堂形成进一步毁坏的风险。因而，庇护团体构造宁静，出格是制止大教堂的懦弱拱顶不至于持续坍塌，是修复展开前极其主要的事情。

　　修复团队认真清算并移走了火警留下的脚手架废墟，并在大教堂内搭建新的脚手架。这一方面支持住了表露的石质拱顶，一方面也便利后续展开重修、加固修复等事情，能够在不危及大教堂构造完好性的状况下连续停止施工。

　　整整两年半后，上述清拆事情完成。在完成这些宁静工程以后，包罗法国汗青奇迹研讨所、法国国度考古研讨所等在内的专业国度机构立刻展开了现场清算和记载事情。

　　此次火警中，巴黎圣母院大教堂屋顶的铅板被大批销毁、毁坏，这招致大教堂内部被一层铅尘所笼盖。修复团队必需肃清这层铅尘，并对整座大教堂停止从上到下的干净，不然就没法确保修建元素的完好性，也没法包管修复职员的安康宁静。

　　2021 年 10 月，修复团队开端对大教堂内部 6000 多平方米的墙壁、天花板、拱顶、地板和彩色玻璃窗停止大范围干净。这项事情不断连续到 2022 年春季。

　　据报导，这是巴黎圣母院大教堂第一次阅历云云详尽而耗时的深度干净，这需求石工、锁匠、铁匠、木工，和雕塑和美术修复师等多个团队的专业常识。一切干净事情都由工匠们利用软毛小刷子逐厘米完成，铅尘和污垢一旦从外表刷下来，会立刻被吸入干净工照顾的公用背包里。

　　对巴黎圣母院停止灾后修复，需求停止大批研讨筹办事情。在对大教堂制作时序回复复兴的根底上，专家团队起首对石质拱顶、屋顶木构和铅质构件停止了评价。

　　在拱顶方面，起首是明白破坏部位，对塌毁断面停止研讨。接下来，针对未毁部门，修复团队操纵当代探测手艺，明白拱顶因火警发作的形变水平，以判定能否需求加固。拱顶修复计划一部门接纳传统做法，好比搜集塌毁的石质拱券部件，在空中临其停止回复复兴；别的一部门则接纳数字手艺，操纵火警前的精密化 3D 模子，对其停止复原。

　　在木构造方面，因为巴黎圣母院尖塔与大教堂的宏大屋顶木质构件在火警中全毁，因而修复团队要从最根本的力学阐发开端研讨。因为屋顶非常繁重，力学阐发对厥后续装置历程和修复完成后的连续不变相当主要。幸亏巴黎圣母院保存有 1906 年的屋架回复复兴模子与 2014 年的屋架查询拜访陈述，这些都成为修复研讨中无可替换的手艺根据。

　　在尖塔方面，1970 年的回复复兴模子为本次回复复兴供给了参考。而屋顶的雕像因为在火警前已被取下停止修复，故而得以幸存。别的，修复团队还要对铅木屋顶的组成和铅饰停止复原，力图尽能够完好地从遗存信息中规复其原貌。

　　除上述研讨积聚，专家们还在灾后现场搜集大批数据并将其数字化，成立起数字孪生框架。这使灾后修建遗产重修与修复事情的质量得以包管。

　　基于部门残破的中殿拱顶灾前形态规复成绩，到场修复的专家们在《天然》杂志在线揭晓的科学陈述中指出，数字孪生完成了 物理 - 原生 和 数字 - 原生 历程的并行睁开。在物理符合、逆向工程、考古遗址的时空追溯辨认和运筹学决议计划等尝试标的目的上，他们从数据收罗到数据处置都使用了数字孪生框架。

　　15 个月后，巴黎圣母院灾后修复的可行性研讨不管在实际仍是手艺上都顺遂完成了。关于此次修复理念，巴黎圣母院修复工程首席修建师菲利普 · 维伦纽夫以为，重修大教堂必需以 有限的慎重和有限的尊敬来停止 ，最主要的是 我们必需十分谦善 ， 不克不及在上面留下我们的陈迹 。关于一些试图用今世气势派头来重修巴黎圣母院标记性尖顶的定见，他暗示应决然。

　　2021 年，维伦纽夫向法国国度遗产和修建委员会提交了巴黎圣母院的修复方案，后者是受理法国主要修复项目标特地委员会。这一方案决计将巴黎圣母院大教堂规复到 2019 年火警前的完好形态，包罗利用最靠近原初的质料来重修与 19 世纪修建师勒 - 杜克所设想的完整不异的尖顶。陈述提出，这些修复步伐将确保这座哥特式修建佳构的实在性、调和性和分歧性， 对大教堂的修建构造表达了充足的尊敬 。这一倡议终极得到了核准。

　　修复团队接纳实心橡木加工制作了 35 个桁架和 22 个半桁架，每一个桁架高度都达 10 米以上。工匠从大略整形开端，先用机器锯切原木，再用斧头将之手工加工成梁，从而包管木架外表契合汗青样貌。

　　因为每一个原始桁架的形状都是无独有偶的，为了精确定制每一个工件，和在团体构造中肯定它们的装置地位，工匠在空中上对每一个桁架都停止了全尺寸的模子校正，以包管装置时能完善对接。最初，他们还要对一批 6 个桁架（2 个主桁架和 4 个次桁架）停止测试组装，经由过程檩条将其互相毗连成一个完好的跨度开间。颠末一切这些法式以后，它们才会被一块块地输送到大教堂，在那边组装并装置在拱顶上方。

　　2020 年头，为了建造巴黎圣母院屋顶和尖塔的木框架，修复团队从法国各地严厉选择了 1000 棵橡树。这些橡树有部门来自君主设立的栽种园，本来筹办用来制作法国水师船只。它们的树龄在 150 到 200 年之间，最大的树高达近 30 米，需求特别的拖移车辆才气搬运。

　　这些橡树的采伐工夫设在 2020 年 3 月尾，这是为了避免因为树液上升酿成的木料过分湿润。木料采伐后，要颠末 12 至 18 个月的天然枯燥，再由法国各地的 45 家锯木厂将其分类加工成修复事情所需的木料。今后中的 8 棵橡树中，团队获得了修复尖塔所需的长达 20 米的加工木料。使人欣喜的是，一切的橡木都准确契合首席修建师对修复质料的严厉请求。

　　除古树难找，用以修复巴黎圣母院大教堂的石材也非常难寻。在火警中，15% 的教堂石拱顶遭到毁坏，为了修复拱顶制止坍塌，专家必需找到中世纪同款石材。巴黎圣母院的石材多数源自 12 世纪巴黎公开采石场，想找到能与之相婚配的石头好不容易，而修复所需的石材量也大到惊人。

　　研讨职员在对教堂里的石块停止取样后，险些翻遍了全天下的古修建和采石场，才从 6000 多个样品中找到了色彩、机能、身分都靠近原款的石头。工匠还要接纳现代工艺对这些石材停止 做旧 ，才气使其与修建中的其他石材看上去分歧。

　　在哥特大教堂的石质 骨骼 之间，弥散着天然光感的精密绮丽花窗，那是营建教堂内部空间气氛的魂灵。十分荣幸的是，巴黎圣母院的彩色玻璃窗虽然被铅尘笼盖，但在火警中未被破坏。在清算过程当中，中殿、唱诗班和耳堂的 39 个高开间的彩色玻璃窗，和圣器珍藏室的彩色玻璃窗都被撤除下来，送到特地车间停止干净、修复、加固，并对部门必需改换的铅质框架停止改换。

　　教堂内的大管风琴也阅历了相似的移送调养修复，火警后沉淀于大管风琴掌握台和波纹管上的铅尘获得了完全干净。大管风琴的相干修复、部件组装和调校等事情，估计将于 2024 年头完成。

　　到场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 世纪出名的彩色玻璃镶嵌画巨匠创作的作品，她在纳米标准上对这些铅质框架中的陈腐玻璃停止了查抄， 火场中的热浪对玻璃形成了一些细小毁伤，但整体而言开云在线登录，这些几百年来险些没有退化的玻璃照旧连结了完好的艺术品格 。

　　卢塞尔还对超卓的现场事情赐与极高赞扬： 他们在胜利掌握火势的同时，没有向窗户间接喷水，从而制止了火场中的彩绘玻璃突然遇冷爆炸，表现出告急形态下消防部分过硬的专业本质。

　　在数字孪生手艺及其使用成为修建界最新的热点话题之前，数字化手艺在近几十年的修建设想和工程范畴早已获得快速使用与促进：最后是计较机帮助设想（CAD），修建师从中获得了极大的制图便当；接下来是修建信息建模（BIM），它将物理工具酿成数字化的 3D 模子，完成了可视化设想和构建假造表达。

　　这些手艺都极大有益于修建设想和制作项目方案的施行，不只能够协助设想师们提拔事情服从，对其别人来讲，可视化、历程性的显现也能让交换、决议计划，以致数字化功效再消费，变得愈加便利。

　　固然和 BIM 模子类似，都是物理空间的数字化复刻，但数字孪生在假造交互上更胜一筹。在巴黎圣母院的重修与修复事情中，最新的数字孪生手艺被证实可以协助团队更智能、更疾速地展开事情。

　　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材料可供如今的修复团队参考，也没有修建师和施工团队有相干制作经历。因而，专家只能从修建自己动手，研讨其构造。为此，手艺职员利用无人机和扭转扫描仪，扫描教堂表里局部修建细节，并将其建造成 3D 模子，再由数字建模专家尽能够计较出每块石头在拱顶的原始地位，经由过程建模模仿差别的布列组合。

　　数字孪生手艺供给了设身处地、传神的三维空间探究，加强了差别事情脚色之间的合作才能。在全部修建性命周期中，该手艺协助修建设想师、工程师和施工团队接纳数据驱动的方法办理项目全历程，针对从开端方案到制作质量掌握和连续的设备运转办理的各个环节，作出更好的决议计划，并创立更高效的事情流程。

　　2019 年在火警中坍毁的尖塔位于圣母院的正脊交汇处，高 96 米、重 750 吨，由笼盖着铅板的橡木骨架组成，如同一顶雄伟的冠冕。

　　本来，巴黎圣母院并没有挺拔入云的尖塔。1845 年至 1864 年，天赋修建师维奥莱特 - 勒 - 杜克掌管修复在法国大中遭到严峻毁坏的巴黎圣母院大教堂。他按照本人对哥特气势派头的修建形状原型研讨及修复的了解，用一座宏大的尖塔替换了巴黎圣母院本来的屋顶。

　　尽人皆知，高峻颀长、开放式的骨架构造是欧洲中世纪哥特修建的工程手艺创举，进而在 19 世纪被归结为构造理性主义的修建文明认识。

　　从制作角度由外而内审阅巴黎圣母院的屋顶和尖塔，起首被留意到的，就是这座闯入天空的尖塔。在都会情况中凸显了大教堂的视觉存在，同时也加强了欣赏者与天国的心思联络。

　　从形状上看，尖塔制作者使用平面投影中对角和垂直向上的组合，奇妙地发生了一种多少静态。这类情势的标准范围与庞大性使人蔚为大观，它既展现了制作者的个人聪慧与力气，也给观者留下肉体留念碑式的深入印象。

　　大教堂内部接纳的是尖券肋骨拱和薄板添补的石质屋顶。它们是哥特气势派头的决议性特性之一——经由过程对角穿插的拱形石肋，一部门重力垂直向下传导到侧墙与颀长束柱上，另外一部门则程度外推，由内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次要部门的复合体。以中殿为例，在石质拱顶上，躲藏有一排宏大的三角形木构桁架，它们的重力一样落在侧墙上，再经过铅板笼盖，构成内部所见的坡形屋顶。

　　据揣度，此次火警被以为起于其时正在维修中的尖塔和屋顶处，大火吞噬了大部门屋顶木构和铅质构件开云在线，并引燃了宏大的尖塔，招致其坠落。与此同时，中殿的一部门石质拱顶也被撞毁，形成了一个露明的大洞。所幸救火员疾速掌握住了火势，巴黎圣母院正立面的两座钟楼和花窗得和时救济。