2023-02-27 16:15

技术帮助重建倒塌的熊本城堡城墙

Photo/Illutration

七年前的一场强烈地震使熊本城满目疮痍,如今,这座标志性的城市正从灰烬中重生。

地震严重破坏了构成日本最传统堡垒之一的结构,此外还有一系列屋顶瓦和墙壁倒塌。

目前,在传统工艺和最新技术的推动下,一个重建受损石墙的项目正在进行中。

该项目正在帮助城堡再次吸引游客到熊本市中心的主要旅游目的地。

在所有正在重建的设施中,特别值得注意的是五层楼高的饭丸塔,以其令人惊叹的15米高石墙为标志。

位于城堡场地南缘的建筑的石头底座在灾难中被毁。然而,角落里的一排岩石幸存下来,支撑着这座塔。这一“奇迹般”的发展引起了广泛关注。

该塔在10月份开始重建直接支撑该结构的破碎石墙之前被拆除。这座塔将在石墙固定后重建。

在被指定为重要文化遗产的石墙的固定过程中,将把掉落的岩石恢复到原来的位置。

从墙上掉下来的“冢石”的位置被记录了下来。把它们放回哪里是通过比较它们倒塌前拍摄的图像和掉落的石头的形状来决定的。

破损的墙壁的修复程序基本上与江户时代(1603-1867)的工匠一样,而在堆积石头时则使用重型机械。

“我们正在努力让这里的设施尽可能地与地震前的设计相似,”42岁的田森通(Tsubasa Tanimori)说。他是大阪巨石销售商中塞木公司(Nakaseki Co.)的工头,正在参与熊本城堡的重建工作。

预计仅在饭丸塔上就将重新竖立不少于1700个冢石。据估计,在整个城堡遗址上堆放的石头总数将达到10万块。

2016年灾难发生后不久,熊本市估计城堡的翻修支出为634亿日元(4.82亿美元)。预计的重建期已被延长,这项工作预计将在今后三十年继续进行。

看似无穷无尽的劳动力需求,以及处理这座具有文化意义的城堡的难度,以及在未来发生灾难时确保安全以防止破坏的必要性,都构成了一系列挑战。

为了让熊本城堡的石墙复活,一名研究人员、建筑专家和石墙工匠不仅采用了最新的技术,还采用了传统技能,计划在2052财年之前对城堡进行全面翻新。

最新的技术

熊本城以其宏伟的堂和高耸的堡垒为特色,由多达1000面石墙组成,以复杂的方式排列在其场地上。长久以来,游客们都被城堡雄伟的美丽所吸引。

在所有的墙壁中,有517面墙发生了倒塌和滑动等损坏。熊本市官员最初将灾前的石头照片与坠落的石头照片进行了比较,这需要做大量工作。

熊本大学(Kumamoto University)图像处理专业教授、42岁的古泷(Go Koutaki)看到这一点后,帮助提高了这一过程的效率。

图像处理技术可以在瞬间识别照片中的某些形状。Koutaki将这种方法应用于石墙,并开发了一个系统,可以评估掉落的石头的轮廓与灾前图像和图纸中的轮廓是否相似。

库塔基在基于数学模型最小化误差后对系统进行了测试,希望能提高精度。

结果,370块石头中有91%(337块)的原始位置在一个小时左右的时间内被成功确定。剩下的大多数无法辨认的石头都非常小或破碎。

该技术被用于设计将在饭丸塔重建的石墙。

交付工艺部分

确保安全是重建城堡石墙的另一个主要挑战。

石墙具有很高的文化价值,应该在不破坏其优点的情况下恢复原状。

与此同时,考虑到熊本城堡每天都有大量游客,它们必须不那么容易在大地震发生时倒塌。

主要总承包商大林株式会社(Obayashi Corp.)的工程师们正在解决这一难题。

大林的官员们研究了岩石墙壁的结构,并观察了墙壁内堆放的较小的“guri-ishi”石头,以从后面支撑tsuki-ishi石头。

在正常情况下,古里石相互稳固地支撑着,但如果受到大地震的震动,它们有时会向前滑动。在这些时候,表面上的冢石都向前移动,无法回到原来的位置,导致墙壁倒塌。

工程师们通常处理诸如如何稳定斜坡之类的问题,他们在应用用于增加地基稳定性的技术时寻求解决方案。

尽管在使用模型的试验中失败了许多次,但他们一直坚持下去,直到成功地确定了提高石墙抗震能力的方法。

他们依靠一种传统的技能来组装石头,以及一种新设计的方法,即在古石之间插入由不锈钢和树脂纤维制成的网片,以保持它们的稳定。

从整体上看,城堡的重建工作才刚刚开始。

熊本市负责重建工作的官员、40岁的Mawatari浩司(Koji Mawatari)说,重建工作需要着眼于未来。

马瓦塔里说:“这个历史遗迹已经存在了400年。“我相信这个修复项目的结果也会存在100年到200年。我们必须以一种下一代人不会取笑它的方式来做这件事。”