木結(jié)構(gòu)古建筑的預(yù)防性保護(hù)和維修技術(shù)研究

【摘要】本文結(jié)合曲阜孔廟木結(jié)構(gòu)古建筑的特點(diǎn)，深入探討了木結(jié)構(gòu)建筑預(yù)防性保護(hù)和維修的方案，對(duì)木構(gòu)架常見的殘損形式提出了相應(yīng)的加固修繕方法，以期為今后曲阜孔廟木結(jié)構(gòu)古建筑開展預(yù)防性保護(hù)和維修工作提供指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】木結(jié)構(gòu)；古建筑；維修保護(hù)

【中圖分類號(hào)】K826.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

我國(guó)木結(jié)構(gòu)古建筑擁有悠久的歷史，由于各種自然因素和人為因素的影響，現(xiàn)存的木結(jié)構(gòu)古建筑往往在不同程度存在損壞的現(xiàn)象。為了保護(hù)這些珍貴的歷史遺產(chǎn)和古跡、傳承中華文化，我們應(yīng)當(dāng)定期對(duì)其加以進(jìn)行維護(hù)和加固。曲阜孔廟濃縮了我國(guó)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)古建筑的精華，同時(shí)具有自身的特色。本文以曲阜孔廟為例，探討了傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的預(yù)防性保護(hù)和維修方法。

一、曲阜孔廟木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)形式

（一）木構(gòu)架

在中國(guó)傳統(tǒng)建筑中，木構(gòu)架屬于主要的承重構(gòu)件。在曲阜孔廟建筑如奎文閣、大成殿的木結(jié)構(gòu)中，穿斗式和抬梁式結(jié)合的方式較為常見。其主木架采用抬梁式，也就是梁架放置在柱上，梁與小梁重疊，而短柱則安放在梁與梁中間，上梁沿著梁架向上逐漸減小。脊瓜柱插在頂層梁的中間，從而構(gòu)成了三角形的屋架。在建筑中，經(jīng)常使用的其他連接構(gòu)件主要包括枋、柱、檁條、椽、斗栱登。枋與柱榫卯穿插，檁條水平則放置在柱的頂部，椽椀安裝在檁條上。椽被插入椽椀從而形成屋頂框架。在屋檐處的梁上使用斗栱以承擔(dān)上部荷載，在椽的上部安放望板，從而形成鋪瓦的平面。

（二）榫卯組合

這種組合方式屬于曲阜孔廟木結(jié)構(gòu)建筑的特色之一。在這方面，曲阜孔廟木結(jié)構(gòu)建筑在建設(shè)過程中使用了多種用途的榫卯，如：用于鞏固柱底約束的榫卯，包括管腳榫、套頂榫；用于柱子墩接的榫，如巴掌榫、抄手榫、燕尾榫等；用于垂直構(gòu)件和水平構(gòu)件的拉結(jié)、交互，如饅頭榫、箍頭榫、透榫以及半榫；用于水平構(gòu)件的連接，主要包括銀錠榫、刻半榫等；用于水平構(gòu)件與斜構(gòu)件的搭接，包括栽銷榫和穿銷榫；用于板縫拼接，如銀錠榫、木穿帶、抄手帶等。

（三）斗栱

在中國(guó)，斗栱最早出現(xiàn)于春秋時(shí)代。對(duì)于高大的廳堂和宏偉的亭臺(tái)樓閣，斗栱能夠起到擴(kuò)大氣勢(shì)、增加屋檐深度的作用。到了隋唐時(shí)期，這一結(jié)構(gòu)在官方和民間的大量建筑中都得到了運(yùn)用。而在宋代以后，斗栱在建筑中的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大，漸漸成為我國(guó)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的定型構(gòu)件，以斗栱截面作為基本尺度來衡量梁枋的比例。在曲阜孔廟木結(jié)構(gòu)建筑的抬梁式結(jié)構(gòu)中，也廣泛使用了斗栱，一方面起到了支撐作用，另一方面有助于增加建筑氣勢(shì)、彰顯孔廟的地位。

二、曲阜孔廟木結(jié)構(gòu)建筑預(yù)防性保護(hù)和維修的方案選擇

（一）修繕原則

在修繕曲阜孔廟木結(jié)構(gòu)建筑的過程中，要嚴(yán)格遵循“對(duì)不可移動(dòng)文物進(jìn)行修繕、保養(yǎng)、遷移，必須不改變文物原狀”的規(guī)范。為此，維修人員要根據(jù)孔廟建筑原有的構(gòu)造及細(xì)部的工藝，盡可能減少現(xiàn)代修繕工作對(duì)文物原貌的破壞，以有效保護(hù)建筑中蘊(yùn)含的豐富歷史文化信息，使其原有的歷史風(fēng)貌和特色得以保存。

（二）修繕內(nèi)容

第一，集中維修，對(duì)孔廟木結(jié)構(gòu)建筑中損壞比較嚴(yán)重的部件進(jìn)行修理；第二，局部修補(bǔ)，對(duì)孔廟木結(jié)構(gòu)建筑的部分地面、門洞、屋面采用有效的防水、防蛀及防腐措施，以提升建筑物的耐久性，延長(zhǎng)其使用年限。

（三）修繕方案

孔廟木結(jié)構(gòu)建筑的修繕方案應(yīng)當(dāng)從地面、木構(gòu)架、彩繪、屋面防水、圍墻及門窗部位、木質(zhì)裝飾、天井排水、防蟲防腐處理、防火等多方面對(duì)維修和保護(hù)措施進(jìn)行詳細(xì)闡述。修復(fù)工程應(yīng)當(dāng)繪制實(shí)測(cè)圖與設(shè)計(jì)圖加以細(xì)致的比對(duì)和分析。而且還要編制設(shè)計(jì)說明，具體闡明修理的目標(biāo)以及方法、手段，作為維修施工的參照依據(jù)。

三、曲阜孔廟木結(jié)構(gòu)建筑預(yù)防性保護(hù)和維修的具體方法

（一）柱加固修繕

對(duì)于因?yàn)榻邓治g、昆蟲咬噬所造成的根部腐朽狀況，如果柱子已經(jīng)無法滿足承載能力的要求，在加固或者對(duì)地基進(jìn)行處理的時(shí)候可運(yùn)用打牮撥正的方式將柱抬起。對(duì)于由于木料自身原因所導(dǎo)致的干縮裂縫和劈裂裂縫，可采用插入膩?zhàn)雍湍緱l的方式進(jìn)行加固。對(duì)那些開裂部位裂縫較大的柱子則可以使用鐵箍進(jìn)行固定并嵌入柱內(nèi)，柱外表面和外表皮應(yīng)當(dāng)保持齊平。而對(duì)于那些柱體表面存在的部分腐蝕，要按照侵蝕深度的差異，使用剔補(bǔ)、剜補(bǔ)、加固和修補(bǔ)等不不同方法。如果表面的腐朽深度未達(dá)到柱子直徑的五分之一，可以運(yùn)用剔補(bǔ)方式。沒有達(dá)到柱徑的二分之一時(shí)，則可以使用剜補(bǔ)手段，其形狀可以采用矩形或圓錐形。如果損傷位于柱底部附近，在剩余截面能夠滿足承載力要求的時(shí)候，維修人員可沿柱底部進(jìn)行剜補(bǔ)，通常使用的方式包括全包鑲加固和部分包鑲加固。至于柱上部木柱與木柱的連接和加固，可采用凹凸直榫墩接的方式。采用這種手段，接縫處應(yīng)使用枋加以連接，關(guān)鍵部位能夠鎖緊，柱頂部有模上荷載施壓，就足以確保穩(wěn)定性。如果木柱出現(xiàn)腐朽、蟲蛀或開裂等現(xiàn)象，情況就已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，不能夠正常使用且無法再應(yīng)用前述幾種方式維修時(shí)，就應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)柱子予以更換。

（二）梁加固修繕

第一，梁枋裂縫加固。如果梁枋的水平裂縫深度沒有超過梁枋的水平寬度或者梁枋直徑的四分之一，可以應(yīng)用預(yù)埋木條的加固方法。如果梁的水平裂縫深度已經(jīng)達(dá)到前述極限值的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)檢測(cè)其承載能力。如果檢測(cè)結(jié)果表明，剩余截面能夠符合承載力的要求，仍然可以應(yīng)用預(yù)埋木條的方式進(jìn)行加固；如果檢測(cè)結(jié)果表明，剩余截面無法達(dá)到承載力要求的時(shí)候，可以在梁枋中安放型鋼或其他構(gòu)件，從而起到加固的作用。

第二，對(duì)于梁枋表面局部損傷，在剩余截面承載力可以達(dá)到承載力要求之時(shí)，可以應(yīng)用局部剜補(bǔ)的手段；若剩余截面的承載力難以達(dá)到承載力要求，可以應(yīng)用可采用置芯、內(nèi)置鋼板、鋼筋等手段。

第三，榫頭屬于梁的主要受力部位。一旦榫頭出現(xiàn)損壞的時(shí)候，我們就應(yīng)當(dāng)及時(shí)加以處理。具體來說，如果只是榫頭因立柱傾斜引起脫榫現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用矯直的措施。在關(guān)鍵部位缺失的時(shí)候，應(yīng)及時(shí)修理并鎖緊關(guān)鍵部位。如果榫頭已經(jīng)完全損壞無法再使用，就應(yīng)當(dāng)按照原制造方法重新加以更換。如果是榫頭的個(gè)別部位出現(xiàn)損壞，應(yīng)及時(shí)對(duì)缺失或破損的部位進(jìn)行剜補(bǔ)。

第四，對(duì)于部分內(nèi)部業(yè)已嚴(yán)重腐爛的梁，由于其表面狀態(tài)完好，為了保留孔廟的古建筑特色，可以應(yīng)用內(nèi)置芯材的加固手段，盡可能不要改變梁的外觀。

第五，如果梁的跨度較大，或由于使用年限較長(zhǎng)導(dǎo)致梁的撓度變形程度嚴(yán)重甚至已經(jīng)產(chǎn)生斷裂的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)在合理位置支頂立柱，以減小梁的撓度。

第六，如果前述幾種加固手段難以達(dá)到承載力的要求，或結(jié)構(gòu)整體驗(yàn)算難以達(dá)到應(yīng)力的要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換新的構(gòu)件。

（三）枋加固修繕

對(duì)于枋出現(xiàn)的部分損傷，可以根據(jù)受損的部位和情況，使用剜補(bǔ)的手段進(jìn)行修復(fù)，具體包括上刨補(bǔ)、下刨補(bǔ)、周邊刨補(bǔ)等方式。剜補(bǔ)的形狀應(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)尖角，也就是說，在進(jìn)行剜補(bǔ)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)盡可能避免選用有集中尖角的形狀。如果枋產(chǎn)生了裂縫或斷裂，可以借助下部狀態(tài)良好的枋或其他承重構(gòu)件，應(yīng)用中間支頂或兩端支頂?shù)姆绞竭M(jìn)行修補(bǔ)。對(duì)那些正心枋、外拽枋、挑檐枋出現(xiàn)的斜劈裂縫，可以使用螺栓加固或環(huán)氧樹脂灌漿等手段進(jìn)行加固。如果出現(xiàn)部分腐朽，可以將腐朽的部分剔除，再使用合格的木料進(jìn)行修復(fù)。如果腐朽的部分已經(jīng)超過截面積的五分之二，或者檢測(cè)結(jié)果表明枋已經(jīng)無法滿足安全性要求的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換，更換的部件應(yīng)當(dāng)按照原來的樣式進(jìn)行制作。

（四）斗栱加固修繕

如果斗栱和丁頭栱在天井周圍的檐口處下垂，此時(shí)要先將檐口處的瓦或青瓦去掉，然后將硬木一跳華栱尾部底部的柱腳，使其能夠恢復(fù)水平狀態(tài)。如果斗拱受彎構(gòu)件的相對(duì)撓度沒有超過一百二十分之一，就不需要進(jìn)行更換。如果由于變形斗拱導(dǎo)致尺寸偏差，可在小斗腰部貼上硬木墊。若不影響受力，都應(yīng)當(dāng)按照原樣進(jìn)行修補(bǔ)并進(jìn)行固定。當(dāng)受壓斗拱整體撓度大于斗拱高度的五分之一時(shí)，應(yīng)更換發(fā)生變形的構(gòu)件，若變形程度較小，可以對(duì)原構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)。如果昂嘴出現(xiàn)折斷，在斷裂部分可以采用相同的粘接方式。

四、結(jié)語

我國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑具有悠久的歷史，為華夏文明的傳承和發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)?？梢哉f，木結(jié)構(gòu)建筑在一定程度上是華夏文明的記錄者，也是中華建筑文明的生動(dòng)展現(xiàn)。曲阜孔廟的木結(jié)構(gòu)建筑是古代木結(jié)構(gòu)建筑的重要組成部分，代表著中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的精髓，也是寶貴的物質(zhì)文化資源。對(duì)于木結(jié)構(gòu)建筑，我們應(yīng)當(dāng)有針對(duì)性地開展預(yù)防性保護(hù)和維護(hù)工作，繼承和傳承中華文化內(nèi)涵，為后世保留豐富的研究資料。

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作者簡(jiǎn)介：孔?。?976-），男，漢族，山東曲阜人，大學(xué)，文博館員。