成都博物馆是西南地区迄今规模最大的综合性城市博物馆,国家一级博物馆。现有藏品近30万件,已成为这座城市的文化地标,记录与展现成都恢弘历史的“百科全书”。但由于地处地震频发区域,一旦发生地震,将会严重危及文物及人员的安全,后果不堪设想。为了尽可能地减小地震带来的伤害,成都博物馆自规划之初便提出了“建筑安全、文物安全”的理念,最后实现了“馆舍建筑+展柜+文物+监测”4重“防震黑科技”。
第一重防震黑科技建筑防震。在成都博物馆馆舍建筑的地基基础与上部结构之间设置隔震层,在隔震层设置了361个“隔震橡胶支座”。可以从源头上减小地震能量输入,大幅减小罕遇地震作用下结构响应,显著提高建筑结构的抗震性能,确保结构安全。是一种已经历过实际强地震考验的能有效减轻地震灾害的新型结构体系。
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馆舍防震-隔震橡胶支座
第二重防震黑科技展柜防震。是在展柜底部安装定制化设计的防震装置。防震装置采用了国际领先的全系统防震理论方法进行了大量结构动力学仿真分析,综合考虑了我们当地的地震动特性、馆舍结构动力特性、文物特征等因素,针对文物及相应展柜进行量身定制。防震装置采用直线轨道滑动技术及应用于高铁的阻尼缓冲技术,通过延长展柜系统的自振周期,阻断地震能量向展柜及文物传递,满足文物防震安全性能指标要求,有效防止文物在地震中滑移与倾覆。现已实现了花重锦官城古代篇展厅独立柜防震设备全覆盖,并开展了沿墙柜、台柜的示范应用。
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展厅(独立展柜)防震
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展厅(台柜)防震
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展厅(沿墙柜)防震
第三重防震黑科技是文物防震,是根据文物防震安全的专业要求,我们还用粘、捆、卡、支等方法对文物进行贴身的安全保护,尽可能使文物固定于展台面上以“硬抗”的方式来抵御地震,使其不产生滑动、摇晃和倾覆。除了大家经常在展厅里看到的捆绑、支撑方式等,这里重点介绍一下超高又超重的裴君碑与李君碑的特殊防震方式。裴君碑与李君碑展示位置位于博物馆二楼展厅,原计划采用方钢进行卡箍,碑身四边采用角钢固定较为可靠,但这种五花大绑大大降低两座汉碑的展陈效果。根据多位文物专家的建议,我们进行了大量的有限元模型分析,并进行了详细的抗震分析,最终采用底部四周角钢进行卡箍。经过多次的模拟科学运算,计算出最合适的底座嵌入深度是22厘米左右。这才将没有辅助结构支撑的两座汉碑稳稳地竖立起来,把完整的形貌展示给了观众。
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裴君碑
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李君碑
为了科学高效的监测、检验我们的防震设施设备运行状态,以及能更好的应对地震的影响,我们还有第四重“黑科技”—防震监测系统。经过科学设计与多方论证研究,我们从地下-22.8米的隔震层到地上30米不同楼层共设置了9处加速度监测终端以采集代表性楼面震动数据,并在有文物的楼层配置了3台专用摄像机。摄像机点位设置在二楼与三楼展厅中安装了加速度监测终端的展柜对面,以及超高文物裴君碑对面。这样可以动态监测评估地震与地铁振动对建筑本体与文物本体的影响、评估隔震装置的减震能力、记录地震状态下典型重点珍贵文物本体的运动情况以及记录断电断网状态下的余震信号。
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监测系统整体部署图
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二楼(9M)展厅超高文物
裴君碑对面摄像头
地震动能量经历馆舍、展陈展柜,传递到文物,任何一个环节出现震害,都会危及展厅文物安全,有了“建筑+展柜+文物+监测”的全链条的四重“防震黑科技”,就能保障游客和展厅文物的安全。有助于更高效的提供公共文化服务,展现成都恢弘历史。