什么方法最適合古建筑木結構的維護加固？

中國保存的古建筑分布在全國各地，其中大部分是木結構。由于木材本身是一種有機化合物，除了易燃外，它還容易腐爛和蛀蟲。在微生物和氣候的長期影響下，木結構會變形、彎曲、開裂，難以長期保存。一些現有的木結構建筑已經處于危險之中，需要繼續加固和維護。

但木結構本身比較脆弱，由于古代文物的保護原則，不宜改變結構表面。因此，加固方案的選擇應謹慎。

撥正工藝

傳統的矯正通常包括兩個基本過程：一是打正，即用杠桿（杠桿或千斤頂）抬起下沉構件或支架傾斜構件進行復位；二是拉正，即用拉索牽引傾斜和榫頭的構件進行復位。

對整體變形木構架的“打牮撥正”，可根據糾偏復位力系的布置和不同機械裝置的運用，采用“水平頂推復位”、“水平張拉復位”、“頂推-張拉復位”、“頂升-撐拉復位”等工藝方法。

水平頂推復位工藝

水平頂推復位工藝是在木框架傾斜側設置具有一定剛度的支撐剛度框架，作為復位裝置的支撐或反向框架(；以千斤頂為頂推裝置，布置在木框架的頂部；通過對柱頂施加水平推力，將整個框架恢復到正確的位置。

該工藝復位力簡單，工藝簡單，易于控制木框架的復位效果；但對剛性框架的剛度和布局空間要求較高，通常適用于單層古建筑，木框架傾斜側空間較大。

水平張拉復位工藝

水平張力復位工藝的原理與水平頂推復位工藝基本相同，但施加的復位力為水平張力；張拉裝置通常采用鋼絲繩，一端固定在柱頂，另一端放置在木框架復位側的加載剛架上；通過對柱頂施加水平張力，將整個框架恢復到正確位置。

考慮到變形木框架的節點松弛，張力系的作用點應布置在木框架傾斜側的柱頂（如圖中B軸的柱頂）；以驅動整個框架的復位。

由于張力系統的傳輸不受拉伸長度的限制，其加載剛性框架不必靠近木結構布局，該工藝更適用于基礎較大或走廊框架較大的古建筑。在工程中，施工腳手架通常用作加載剛性框架，斜拉索用于提高剛度和穩定性，這對兩層或古建筑更實用。

頂推-張拉復位工藝

木結構古建筑結構為梁柱排架系統，易整體傾斜，構件之間有一定的牽連作用；頂推裝置與張拉裝置綜合應用，成對布置在傾斜柱架之間，兩側柱同時施加復位力系統，可獲得更顯著的復位效果。

頂推-張拉復位組合裝置的示意圖如下圖所示，由花籃螺栓拉索、千斤頂支撐桿、節點套箍和鋼板箍組成。花籃螺栓拉索安裝在柱間兩側，千斤頂支撐桿沿柱間軸線布置；其中，花籃螺栓拉索用于向外傾斜的柱，千斤頂支撐桿用于向內傾斜的柱。用于連接千斤頂支撐桿和花籃螺栓拉索，防止木柱節點受力部位損壞。鋼箍安裝在柱腳與地面之間，用于固定柱底，確保柱頂有效復位。

頂推-張拉復位裝置

由于頂推-張拉復位裝置可布置在柱架之間，頂推-張拉復位工藝具有在建筑內復位的優點；其施工作業不受建筑外部場地的限制，可逐層復位多層木結構建筑。但需要注意的是，頂推-張拉復位裝置應采取有效措施，確保柱腳及其下部結構的穩定性和安全性。

頂升-撐拉復位工藝

對于具有大屋頂的古建筑或多層亭式古建筑，作用于傾斜柱架的垂直荷載較大，施工過程中施工在柱架上的復位力也相應增加，容易加重柱架節點的損壞。頂升支撐復位工藝是以施工中的全腳手架為支撐，在其上安裝頂升支撐復位裝置，通過垂直頂升裝置支撐全部或部分上部結構傳遞給柱架的荷載，減少水平頂升或拉伸裝置施加的水平復位力，減少柱架節點的局部應力。

復位安全多功能支架示意圖如下圖所示，支架采用單剛架和工作臺組裝，可根據建筑空間位置和復位要求靈活布置，形成穩定的施工平臺和安全支撐；復位裝置由垂直千斤頂、水平支撐拉桿和水平輥導板組成，安裝在工作臺上，可有效提供木框架復位所需的垂直和水平力，準確控制復位施工。

頂升-拉伸復位工藝具有在建筑內復位的優點，適用于大型單層木結構古建筑的復位和修復工程。對于多層木結構古建筑，應根據樓層變形自下而上復位，下層木結構復位穩定后繼續施工。

彎曲構件和檁條加固

局部腐爛、榫頭、斷裂、向外滾動是彎曲構件的常見病害。首先要注意檢查原因，如瓦頂滲漏引起的檁條腐爛、鳥類撞擊造成的損壞、支架外疝、支撐腳不穩定等。

除去除補品外，榫頭是由兩個彎曲的閃光燈引起的。如果拆卸后可以重新安裝，可以使用傳統的鐵方法。如果不能拆卸，可以加一塊木頭，或者用鐵靴蓋住。榫頭經常斷裂，通常用硬木做新榫頭，另一端也做銀錠榫等新榫頭插入檁條，必要時也用釘子加固。

同時，如果基礎沉降不均勻或地面振動不均勻，鐵釘與薄硬板、斗底面之間的連接部分容易松動。其次，修復加固中使用的木材與原斗干濕度不一致，在逐漸干燥過程中收縮程度不同，也會導致補充構件與原構件的相對位移，破壞整體性。

由于木結構的完整性，經常監測，經常修復和新，可以做好準備，防患于未然。

柱加固工藝

劈裂加固

劈裂是由于木材不完全干燥造成的。一般來說，沒有受力問題，需要用木條或竹片填充。如果間隙大于3-5cm或以上，通常需要用鐵箍加固。

重力加固

由于柱不能承受重力造成的裂紋、下沉等，可能與柱材料、線條、力不均勻有關，除了鐵箍加固外，還應考慮調整柱荷載，如增加柱等。

扭力加固

由于柱的上下應力方向不同，如果承椽插入柱中，當橫向重力大于柱線的抗剪力時，會產生扭曲和分裂。在用鐵箍加固的同時，還應提高承椽對柱的壓力。

柱子爛了

一般來說，當柱根腐爛不超過一半時，通常采用挖墩的方法進行維修。墩接常用的榫卯有：巴掌獵鷹、抄手獵鷹和螳螂獵鷹。

榫卯示意

在南方，由于白蟻和其他蛀蟲，柱子經常因為中空而不得不更換。傳統上，偷梁換柱是在這個時候使用的，但柱子可能會打開很多毛孔。因此，環氧樹脂常用于20世紀70年代后的灌注。

灌注前，應加強柱周圍，消除柱力。在選擇柱的一側，將10個15厘米的深槽分開到柱的中心，清除內部蛀蟲，用環氧膩子密封裂縫和孔洞，防止灌注過程中流動。

注：如果柱中空是由白蟻和其他昆蟲引起的，如果不治愈害蟲，局部灌漿只是權宜之計，不能作為一種常見的手段。