什么方法最适合古建筑木结构的维护加固？

中国保存的古建筑分布在全国各地，其中大部分是木结构。由于木材本身是一种有机化合物，除了易燃外，它还容易腐烂和蛀虫。在微生物和气候的长期影响下，木结构会变形、弯曲、开裂，难以长期保存。一些现有的木结构建筑已经处于危险之中，需要继续加固和维护。

但木结构本身比较脆弱，由于古代文物的保护原则，不宜改变结构表面。因此，加固方案的选择应谨慎。

拨正工艺

传统的矫正通常包括两个基本过程：一是打正，即用杠杆（杠杆或千斤顶）抬起下沉构件或支架倾斜构件进行复位；二是拉正，即用拉索牵引倾斜和榫头的构件进行复位。

对整体变形木构架的“打牮拨正”，可根据纠偏复位力系的布置和不同机械装置的运用，采用“水平顶推复位”、“水平张拉复位”、“顶推-张拉复位”、“顶升-撑拉复位”等工艺方法。

水平顶推复位工艺

水平顶推复位工艺是在木框架倾斜侧设置具有一定刚度的支撑刚度框架，作为复位装置的支撑或反向框架(；以千斤顶为顶推装置，布置在木框架的顶部；通过对柱顶施加水平推力，将整个框架恢复到正确的位置。

该工艺复位力简单，工艺简单，易于控制木框架的复位效果；但对刚性框架的刚度和布局空间要求较高，通常适用于单层古建筑，木框架倾斜侧空间较大。

水平张拉复位工艺

水平张力复位工艺的原理与水平顶推复位工艺基本相同，但施加的复位力为水平张力；张拉装置通常采用钢丝绳，一端固定在柱顶，另一端放置在木框架复位侧的加载刚架上；通过对柱顶施加水平张力，将整个框架恢复到正确位置。

考虑到变形木框架的节点松弛，张力系的作用点应布置在木框架倾斜侧的柱顶（如图中B轴的柱顶）；以驱动整个框架的复位。

由于张力系统的传输不受拉伸长度的限制，其加载刚性框架不必靠近木结构布局，该工艺更适用于基础较大或走廊框架较大的古建筑。在工程中，施工脚手架通常用作加载刚性框架，斜拉索用于提高刚度和稳定性，这对两层或古建筑更实用。

顶推-张拉复位工艺

木结构古建筑结构为梁柱排架系统，易整体倾斜，构件之间有一定的牵连作用；顶推装置与张拉装置综合应用，成对布置在倾斜柱架之间，两侧柱同时施加复位力系统，可获得更显著的复位效果。

顶推-张拉复位组合装置的示意图如下图所示，由花篮螺栓拉索、千斤顶支撑杆、节点套箍和钢板箍组成。花篮螺栓拉索安装在柱间两侧，千斤顶支撑杆沿柱间轴线布置；其中，花篮螺栓拉索用于向外倾斜的柱，千斤顶支撑杆用于向内倾斜的柱。用于连接千斤顶支撑杆和花篮螺栓拉索，防止木柱节点受力部位损坏。钢箍安装在柱脚与地面之间，用于固定柱底，确保柱顶有效复位。

顶推-张拉复位装置

由于顶推-张拉复位装置可布置在柱架之间，顶推-张拉复位工艺具有在建筑内复位的优点；其施工作业不受建筑外部场地的限制，可逐层复位多层木结构建筑。但需要注意的是，顶推-张拉复位装置应采取有效措施，确保柱脚及其下部结构的稳定性和安全性。

顶升-撑拉复位工艺

对于具有大屋顶的古建筑或多层亭式古建筑，作用于倾斜柱架的垂直荷载较大，施工过程中施工在柱架上的复位力也相应增加，容易加重柱架节点的损坏。顶升支撑复位工艺是以施工中的全脚手架为支撑，在其上安装顶升支撑复位装置，通过垂直顶升装置支撑全部或部分上部结构传递给柱架的荷载，减少水平顶升或拉伸装置施加的水平复位力，减少柱架节点的局部应力。

复位安全多功能支架示意图如下图所示，支架采用单刚架和工作台组装，可根据建筑空间位置和复位要求灵活布置，形成稳定的施工平台和安全支撑；复位装置由垂直千斤顶、水平支撑拉杆和水平辊导板组成，安装在工作台上，可有效提供木框架复位所需的垂直和水平力，准确控制复位施工。

顶升-拉伸复位工艺具有在建筑内复位的优点，适用于大型单层木结构古建筑的复位和修复工程。对于多层木结构古建筑，应根据楼层变形自下而上复位，下层木结构复位稳定后继续施工。

弯曲构件和檩条加固

局部腐烂、榫头、断裂、向外滚动是弯曲构件的常见病害。首先要注意检查原因，如瓦顶渗漏引起的檩条腐烂、鸟类撞击造成的损坏、支架外疝、支撑脚不稳定等。

除去除补品外，榫头是由两个弯曲的闪光灯引起的。如果拆卸后可以重新安装，可以使用传统的铁方法。如果不能拆卸，可以加一块木头，或者用铁靴盖住。榫头经常断裂，通常用硬木做新榫头，另一端也做银锭榫等新榫头插入檩条，必要时也用钉子加固。

同时，如果基础沉降不均匀或地面振动不均匀，铁钉与薄硬板、斗底面之间的连接部分容易松动。其次，修复加固中使用的木材与原斗干湿度不一致，在逐渐干燥过程中收缩程度不同，也会导致补充构件与原构件的相对位移，破坏整体性。

由于木结构的完整性，经常监测，经常修复和新，可以做好准备，防患于未然。

柱加固工艺

劈裂加固

劈裂是由于木材不完全干燥造成的。一般来说，没有受力问题，需要用木条或竹片填充。如果间隙大于3-5cm或以上，通常需要用铁箍加固。

重力加固

由于柱不能承受重力造成的裂纹、下沉等，可能与柱材料、线条、力不均匀有关，除了铁箍加固外，还应考虑调整柱荷载，如增加柱等。

扭力加固

由于柱的上下应力方向不同，如果承椽插入柱中，当横向重力大于柱线的抗剪力时，会产生扭曲和分裂。在用铁箍加固的同时，还应提高承椽对柱的压力。

柱子烂了

一般来说，当柱根腐烂不超过一半时，通常采用挖墩的方法进行维修。墩接常用的榫卯有：巴掌猎鹰、抄手猎鹰和螳螂猎鹰。

榫卯示意

在南方，由于白蚁和其他蛀虫，柱子经常因为中空而不得不更换。传统上，偷梁换柱是在这个时候使用的，但柱子可能会打开很多毛孔。因此，环氧树脂常用于20世纪70年代后的灌注。

灌注前，应加强柱周围，消除柱力。在选择柱的一侧，将10个15厘米的深槽分开到柱的中心，清除内部蛀虫，用环氧腻子密封裂缝和孔洞，防止灌注过程中流动。

注：如果柱中空是由白蚁和其他昆虫引起的，如果不治愈害虫，局部灌浆只是权宜之计，不能作为一种常见的手段。