文物修缮工程常规修复技术（一）木结构

梁、檩、枋、柱等构件的劈裂

木构件劈裂原因大约有两种，一种是自然劈裂，由于在修建时建筑梁架所用木材没有干透，表层部分比内部容易干燥，木材内外收缩不一致，年长日久就出现裂缝。对于较短的裂缝（小于1m）,如缝宽小于30mm，用木条嵌补严实并用胶粘牢；如缝宽在30-50间或以上，除嵌木条外再用@=400mm、2mm厚铁箍加固，接头处用螺栓联结（如图）。若裂缝较长（1m以上、构件的1/2以下），可用环氧树酯腻子勾缝补漏，树酯固化后再用铁箍加固。加固完毕后铁箍表面施红丹防锈漆二道。

另外一种是重力压劈，多数是柱头劈裂此种情况虽不多见，但必须妥善处理，除对劈裂部位粘接并用铁箍加固外，一般在条件允许下，在靠近柱子的梁枋端部底皮增加抱柱，减轻柱子的荷载。

一、受弯构件维修加固

木结构中的受弯构件，主要包括梁枋和檩等构件。这些构件都是上部承受压力，下部承受拉力。由于荷载大或年久漏雨，局部糟朽，以至整体构件常常出现弯曲、劈裂或底部断等现象。中国古建筑的大梁，虽然多数简支梁，但又多是承受二处集中荷载的受弯构件。因而它的残毁因素比一般受均布荷载的简支梁更加复杂一些。常用的加固方法根据损坏情况有以下几种：

1、大梁劈裂，弯垂加固

大梁弯垂是常用的现象之一，依据有关建筑法令规定，按建筑物价值和大梁所处的位置，对大梁弯垂尺度的限制也不一致，一般情况允许为梁长的1/250-1/100，超过1/100梁长的被视为危险构件，应考虑加固处理。重要的大梁一般限制在1/200左右。事实上，凡是弯垂严重的一定带有劈裂现象出现。加固的技术措施按以下两种分别处理。

第一、弯垂的处理

大梁的弯垂在允许范围以内应视为正常现象。超过规定范围的，如果大梁无严重糟朽或劈裂现象时，一般在拆卸后反转放置，即将梁底面向上，用重物加压，经过一定时间（10-20天）一般可以压平，就被认为是可用构件。这里所说的“平”，即指弯垂在允许范围以内的尺度。事实上，此种情况下弯垂的梁，大多数在卸除梁上的荷载时，常常是自动弹回一部分，经过加压后是可以恢复到允许范围以内的。经过反置加压后，如果仍不能恢复，只要大梁无严重裂缝或糟朽情况时，凡是重要构件我们也不主张更换，在主要受力点支撑细钢柱以保持它的史证价值。同时对小的裂缝，局部进行粘接，糟朽处进行剔补。

第二、裂缝的处理

通常采用打箍和粘接的方法，梁侧面有裂缝时，一般打铁箍2-3道防止继续开裂，铁箍宽5-10厘米，厚0.3-0.4厘米,裂缝宽度超过0.5厘米时，在打铁箍前应用旧木条嵌补严实，并用胶粘接。

裂缝宽深时，在加铁箍前可灌注高分子材料粘接加固，通常用环氧树脂灌注，先将裂缝外口用树脂腻子勾缝，防止出现漏浆，勾缝时须凹进表面约0.5厘米，留待处理后最后表面作旧。每条缝应预留2个以上的注浆孔，一般情况下用人工灌注，配方如下：E—环氧树脂：二乙烯三胺：二甲胺=100：10：10（重量比），勾缝用环氧腻子，在上述灌浆液中加适量的石英粉即可。

大梁底部断裂和局部糟朽的情况是值得特别注意的，此种情况说明大梁的力学性能随着断面减小而减少。对剩余的完整断面进行力学计算，如超过允许应力2%以上时，应考虑更换或加顶柱。经计算后剩余断面仍不符合要求可在大梁两侧先将断裂处粘牢或糟朽处剔补完，整后再用钢板螺栓加固或用“U”形钢板槽螺栓加固。

二、梁架倾向的处理

当梁架系统发生构件倾斜时可以将构件抬起，解除构件承受的荷重，将倾斜、滚动、拨榫的构件重新归位拨正称为打牮拨正。经现场检查木穿逗排架均存在倾斜现象，修缮中采取花缆牮正（详附图）：即在室内的适当位置设桩，将花缆一侧的铁钩固定；同时用钢缆在柱上部将其缚牢，并与花缆另一端的铁钩挂好；再用铁棒转花缆，收紧两侧螺栓，将木构加拉至相反方向10mm左右，拆下花缆便会自动归正。一般视具体情况，选几根柱子同时进行，并且两个方向要分别进行，以实现整体拨正。整体木构架经过打牮拨正后，为防止其继续发生歪闪，一般在排架两侧木柱斜撑固定（沿穿逗排列柱隔一撑一原则），固定好拆除拨正花缆。

三、构件拨榫、滚动的加固处理

由于建筑中大木构架的倾斜，常引起大梁滚动、瓜柱歪闪、梁枋拨榫等现象。对于这种损坏，可随梁架拨正时重新归位吊正安好。

四、柱子的加固

柱子是大木结构中的一个重要构件，主要功能是用来支撑梁架，因木穿逗排架为梁架式，即所有木柱将上部荷载传递给下弦木梁，木梁再传递给纵墙。因受通风不畅影响，拆开楼板检查柱梁结点时，发现柱根有底部霉烂现象，且少量柱子受到蛀蚀。修复中，采取刻半墩接的方法替换掉已霉烂或受蛀蚀的部分。

所谓刻半墩接（俗称阴阳巴掌榫）即把所要接在一起的两截木柱，都各刻去木柱直径的1/2，搭接长度至少应留40cm，新接柱脚料可用旧木料截成，但必须材质相近，直径大小相当。刻去一半后剩下的一半就作为榫子接抱在一起，两节柱子都要锯刻规矩、干净，使合抱的两面严实吻合。墩接的高度根据现场检查虫蛀霉烂情况而定。直径较小的柱子可用长钉子钉牢，较粗的柱子可用40mm宽、2mm厚的扁欣箍进行加固，搭接长度大于50cm，铁箍嵌进柱子，与柱子表面齐平，再用@<30cm木螺丝固定。直径较大的柱子上下可各作一个暗榫相插，防止墩接的柱子滑动移位。加固完毕后铁箍表面施红丹防锈漆二道。墩接后的柱子一般强度会有所减退，故一般柱子的墩接长度不得超过其柱高的1/3。

因屋面修缮采取的方式为不落架大修，故更换新的木柱或用刻半墩接的方法对木柱进行加固，都要首先解除柱子所承受的荷载。一般采取用木柱两侧支顶的办法，将荷载转移到临时支柱上。

五、檩子的加固

檩子的残毁情况，常见的顶面糟朽，局部糟朽、拔榫、折断、劈裂和向外滚动等现象，通常采取修补、更换或隐蔽处增加预防性构件。

第一，上皮糟朽和局部糟朽：仅是上皮糟朽2-5厘米，只要剔除糟朽部分，或按原尺寸钉补完整即可。局部糟朽，经过计算端面不足承重时，应更换原料。

第二，拔榫：檩子拔榫主要是由于梁架歪闪而引起，维修时待梁架拔正或重新拆装归位后加铁锔子即可。仅是榫头折断时，可用一个硬杂木的新榫头，一端做成银锭盾头嵌入檩端粘牢并加铁箍卡牢。

第三，弯垂 ：超过檩长的1/100时，可先做翻转压平，如果弯垂程度仍不能达到1/100以内时，应考虑更换新料，如果已减少到1/00以内，施工时可在檩上皮垫木板找平，旧檩仍可继续使用。

遇有特殊情况，经过力学计算，证明原构件断面尺寸不够大，此时可以从两方面来考虑，首先考虑用减轻檩上荷载来解决，如果不可能，在条件允许的情况下，将檩子与檩下的垫板、枋子等用铁箍或螺栓联为一个整体，变成复梁的形式。如果几种方法都不可能，最后才考虑更换新料。

第五，檩子向外滚动的加固措施：檩与梁头的搭交形式常见的有几种：檩、垫、枋三件联用（或檩、垫二件联用）。檩下用攀间枋和用托脚的。第一种圆檩置于梁头半圆槽内，第二种搭在枋上，梁头凹槽更浅，稳定性较差。当上层椽子受力后在檩上产生向下的推力，促使檩向外滚动。第三种有托脚的，断面尺寸大的尚可挡住，断面小的作用不大。因而在修理过程中为防止檩向外滚动，经常采取加固措施来加以预防。最简单的方法是在梁头上皮紧贴檩搭缝处，用楔形木块顶住檩头，并用铁条钉在梁头两侧。经验证明此种做法并不理想，因为檩外所露梁头尺寸很小（一般长为半椽径）、楔形木块受力后常易滑脱。比较有效的方法是利用檩上的椽子做为加固构件，习惯上称为“拉杆椽”。

六、梁枋糟朽与更换

根据糟朽后剩余完好木料的断面尺寸，进行力学计算，如仍能安全荷重时应进行修补，将糟朽部分剔除干净，边椽稍加归整，然后依照糟朽部位的形状用旧料钉补完整，胶粘牢固钉补面积较大时加1-2道铁箍。

糟朽严重经过力计算不能承担荷载时，可以更换新料，严格按照原来的式样尺寸制作。最好选用与旧构件相同树种的干燥木材。新砍伐的木材应经干燥处理后才能使用。制作时应注意以下几点：

第一、榫卯式样尺寸，除依照旧件并须核对与之搭接构件的榫卯，新制构件应尽使搭交严密。

第二、梁、枋断面四边抹楞的，应仔细测量其尺度。找出其砍制规律进行制作。如原构件用铁锛砍制的则不要刨光，以保持原有建筑物的特征。

第三、原构件为自然弯曲构件，斜梁在选料时应特别注意寻找弯曲形状相识的树木，进行复制。

第四、更换梁、枋的原则上应照制用整根木料更换，如遇特大构件木料不能解决而影响施工进度时，可以改拼合梁，内部拼合处理可采用新结构的技术，但外轮廓及榫卯式样不得改变。如原构件为包镶作法，也不要无根据的用整料代替，应保持原来建筑的时代特征。

七、梁枋修配时的预安装

各种维修的梁枋构件，修补或更换的过程中，都需要随时与其相连构件校核榫卯是否严实，尺寸是否相符。在安装前，修配构件较多时，一般要进行预安装，实践证明这是一项保证工程质量的必要工作。具体做法是，在施工现场的空地上将每缝梁架的大梁两端支垫平稳，按结构次序自下而上的进行实地安装。凡尺寸不符，榫卯不严的应及时进行修改，然后拆卸保存以等待正式安装。如果是落架重新安装或新复原的梁架，预安装就是一道不可缺少的工序。

八、檩木、随檩枋更换与修整

对于一端支座于木穿逗排架，一端支座于横墙收尖墙的屋面檩木、随檩枋更换，吊装时使用吊装加人工安装。木穿逗排架及收尖墙一侧均设木跳或移动脚手架，便于施工人员操作。檩、随檩安装就位后，收尖墙一侧零星砖砌体补洞固定，待一榀屋架所有檩、随檩安装完毕后，再对收尖墙支撑斜面20厚1:2水泥砂浆抹灰。

对于檩、随檩一端支座在横墙收尖支座砖砌体松动、破损现象，首先用水平管抄出随檩、檩安装高度抄平。在横墙收尖一段用木柱临时固定随檩、檩至抄平标高后将支座松动的青砖砖砌体零星拆除，拆除后立即用M5纸筋麻刀混合砂浆、仿古青砖零星砌体。