木结构古建筑的预防性保护和维修技术研究

【摘要】本文结合曲阜孔庙木结构古建筑的特点，深入探讨了木结构建筑预防性保护和维修的方案，对木构架常见的残损形式提出了相应的加固修缮方法，以期为今后曲阜孔庙木结构古建筑开展预防性保护和维修工作提供指导。

【关键词】木结构；古建筑；维修保护

【中图分类号】K826.6 【文献标识码】A

我国木结构古建筑拥有悠久的历史，由于各种自然因素和人为因素的影响，现存的木结构古建筑往往在不同程度存在损坏的现象。为了保护这些珍贵的历史遗产和古迹、传承中华文化，我们应当定期对其加以进行维护和加固。曲阜孔庙浓缩了我国传统木结构古建筑的精华，同时具有自身的特色。本文以曲阜孔庙为例，探讨了传统木结构建筑的预防性保护和维修方法。

一、曲阜孔庙木结构建筑的结构形式

（一）木构架

在中国传统建筑中，木构架属于主要的承重构件。在曲阜孔庙建筑如奎文阁、大成殿的木结构中，穿斗式和抬梁式结合的方式较为常见。其主木架采用抬梁式，也就是梁架放置在柱上，梁与小梁重叠，而短柱则安放在梁与梁中间，上梁沿着梁架向上逐渐减小。脊瓜柱插在顶层梁的中间，从而构成了三角形的屋架。在建筑中，经常使用的其他连接构件主要包括枋、柱、檩条、椽、斗栱登。枋与柱榫卯穿插，檩条水平则放置在柱的顶部，椽椀安装在檩条上。椽被插入椽椀从而形成屋顶框架。在屋檐处的梁上使用斗栱以承担上部荷载，在椽的上部安放望板，从而形成铺瓦的平面。

（二）榫卯组合

这种组合方式属于曲阜孔庙木结构建筑的特色之一。在这方面，曲阜孔庙木结构建筑在建设过程中使用了多种用途的榫卯，如：用于巩固柱底约束的榫卯，包括管脚榫、套顶榫；用于柱子墩接的榫，如巴掌榫、抄手榫、燕尾榫等；用于垂直构件和水平构件的拉结、交互，如馒头榫、箍头榫、透榫以及半榫；用于水平构件的连接，主要包括银锭榫、刻半榫等；用于水平构件与斜构件的搭接，包括栽销榫和穿销榫；用于板缝拼接，如银锭榫、木穿带、抄手带等。

（三）斗栱

在中国，斗栱最早出现于春秋时代。对于高大的厅堂和宏伟的亭台楼阁，斗栱能够起到擴大气势、增加屋檐深度的作用。到了隋唐时期，这一结构在官方和民间的大量建筑中都得到了运用。而在宋代以后，斗栱在建筑中的应用进一步扩大，渐渐成为我国传统木结构建筑的定型构件，以斗栱截面作为基本尺度来衡量梁枋的比例。在曲阜孔庙木结构建筑的抬梁式结构中，也广泛使用了斗栱，一方面起到了支撑作用，另一方面有助于增加建筑气势、彰显孔庙的地位。

二、曲阜孔庙木结构建筑预防性保护和维修的方案选择

（一）修缮原则

在修缮曲阜孔庙木结构建筑的过程中，要严格遵循“对不可移动文物进行修缮、保养、迁移，必须不改变文物原状”的规范。为此，维修人员要根据孔庙建筑原有的构造及细部的工艺，尽可能减少现代修缮工作对文物原貌的破坏，以有效保护建筑中蕴含的丰富历史文化信息，使其原有的历史风貌和特色得以保存。

（二）修缮内容

第一，集中维修，对孔庙木结构建筑中损坏比较严重的部件进行修理；第二，局部修补，对孔庙木结构建筑的部分地面、门洞、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，延长其使用年限。

（三）修缮方案

孔庙木结构建筑的修缮方案应当从地面、木构架、彩绘、屋面防水、围墙及门窗部位、木质装饰、天井排水、防虫防腐处理、防火等多方面对维修和保护措施进行详细阐述。修复工程应当绘制实测图与设计图加以细致的比对和分析。而且还要编制设计说明，具体阐明修理的目标以及方法、手段，作为维修施工的参照依据。

三、曲阜孔庙木结构建筑预防性保护和维修的具体方法

（一）柱加固修缮

对于因为降水侵蚀、昆虫咬噬所造成的根部腐朽状况，如果柱子已经无法满足承载能力的要求，在加固或者对地基进行处理的时候可运用打牮拨正的方式将柱抬起。对于由于木料自身原因所导致的干缩裂缝和劈裂裂缝，可采用插入腻子和木条的方式进行加固。对那些开裂部位裂缝较大的柱子则可以使用铁箍进行固定并嵌入柱内，柱外表面和外表皮应当保持齐平。而对于那些柱体表面存在的部分腐蚀，要按照侵蚀深度的差异，使用剔补、剜补、加固和修补等不不同方法。如果表面的腐朽深度未达到柱子直径的五分之一，可以运用剔补方式。没有达到柱径的二分之一时，则可以使用剜补手段，其形状可以采用矩形或圆锥形。如果损伤位于柱底部附近，在剩余截面能够满足承载力要求的时候，维修人员可沿柱底部进行剜补，通常使用的方式包括全包镶加固和部分包镶加固。至于柱上部木柱与木柱的连接和加固，可采用凹凸直榫墩接的方式。采用这种手段，接缝处应使用枋加以连接，关键部位能够锁紧，柱顶部有模上荷载施压，就足以确保稳定性。如果木柱出现腐朽、虫蛀或开裂等现象，情况就已经相当严重，不能够正常使用且无法再应用前述几种方式维修时，就应当及时对柱子予以更换。

（二）梁加固修缮

第一，梁枋裂缝加固。如果梁枋的水平裂缝深度没有超过梁枋的水平宽度或者梁枋直径的四分之一，可以应用预埋木条的加固方法。如果梁的水平裂缝深度已经达到前述极限值的时候，应当检测其承载能力。如果检测结果表明，剩余截面能够符合承载力的要求，仍然可以应用预埋木条的方式进行加固；如果检测结果表明，剩余截面无法达到承载力要求的时候，可以在梁枋中安放型钢或其他构件，从而起到加固的作用。

第二，对于梁枋表面局部损伤，在剩余截面承载力可以达到承载力要求之时，可以应用局部剜补的手段；若剩余截面的承载力难以达到承载力要求，可以应用可采用置芯、内置钢板、钢筋等手段。

第三，榫头属于梁的主要受力部位。一旦榫头出现损坏的时候，我们就应当及时加以处理。具体来说，如果只是榫头因立柱倾斜引起脱榫现象时，应当采用矫直的措施。在关键部位缺失的时候，应及时修理并锁紧关键部位。如果榫头已经完全损坏无法再使用，就应当按照原制造方法重新加以更换。如果是榫头的个别部位出现损坏，应及时对缺失或破损的部位进行剜补。

第四，对于部分内部业已严重腐烂的梁，由于其表面状态完好，为了保留孔庙的古建筑特色，可以应用内置芯材的加固手段，尽可能不要改变梁的外观。

第五，如果梁的跨度较大，或由于使用年限较长导致梁的挠度变形程度严重甚至已经产生断裂的时候，应当在合理位置支顶立柱，以减小梁的挠度。

第六，如果前述几种加固手段难以达到承载力的要求，或结构整体验算难以达到应力的要求时，应当及时更换新的构件。

（三）枋加固修缮

对于枋出现的部分损伤，可以根据受损的部位和情况，使用剜补的手段进行修复，具体包括上刨补、下刨补、周边刨补等方式。剜补的形状应当避免出现尖角，也就是说，在进行剜补的时候应当尽可能避免选用有集中尖角的形状。如果枋产生了裂缝或断裂，可以借助下部状态良好的枋或其他承重构件，应用中间支顶或两端支顶的方式进行修补。对那些正心枋、外拽枋、挑檐枋出现的斜劈裂缝，可以使用螺栓加固或环氧树脂灌浆等手段进行加固。如果出现部分腐朽，可以將腐朽的部分剔除，再使用合格的木料进行修复。如果腐朽的部分已经超过截面积的五分之二，或者检测结果表明枋已经无法满足安全性要求的时候，应当及时更换，更换的部件应当按照原来的样式进行制作。

（四）斗栱加固修缮

如果斗栱和丁头栱在天井周围的檐口处下垂，此时要先将檐口处的瓦或青瓦去掉，然后将硬木一跳华栱尾部底部的柱脚，使其能够恢复水平状态。如果斗拱受弯构件的相对挠度没有超过一百二十分之一，就不需要进行更换。如果由于变形斗拱导致尺寸偏差，可在小斗腰部贴上硬木垫。若不影响受力，都应当按照原样进行修补并进行固定。当受压斗拱整体挠度大于斗拱高度的五分之一时，应更换发生变形的构件，若变形程度较小，可以对原构件进行修复。如果昂嘴出现折断，在断裂部分可以采用相同的粘接方式。

四、结语

我国木结构建筑具有悠久的历史，为华夏文明的传承和发展做出了巨大贡献。可以说，木结构建筑在一定程度上是华夏文明的记录者，也是中华建筑文明的生动展现。曲阜孔庙的木结构建筑是古代木结构建筑的重要组成部分，代表着中华优秀传统文化的精髓，也是宝贵的物质文化资源。对于木结构建筑，我们应当有针对性地开展预防性保护和维护工作，继承和传承中华文化内涵，为后世保留丰富的研究资料。

参考文献：

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作者简介：孔健（1976-），男，汉族，山东曲阜人，大学，文博馆员。