木結構古建筑的預防性保護和維修技術研究

【摘要】本文結合曲阜孔廟木結構古建筑的特點，深入探討了木結構建筑預防性保護和維修的方案，對木構架常見的殘損形式提出了相應的加固修繕方法，以期為今后曲阜孔廟木結構古建筑開展預防性保護和維修工作提供指導。

【關鍵詞】木結構；古建筑；維修保護

【中圖分類號】K826.6 【文獻標識碼】A

我國木結構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，現存的木結構古建筑往往在不同程度存在損壞的現象。為了保護這些珍貴的歷史遺產和古跡、傳承中華文化，我們應當定期對其加以進行維護和加固。曲阜孔廟濃縮了我國傳統木結構古建筑的精華，同時具有自身的特色。本文以曲阜孔廟為例，探討了傳統木結構建筑的預防性保護和維修方法。

一、曲阜孔廟木結構建筑的結構形式

（一）木構架

在中國傳統建筑中，木構架屬于主要的承重構件。在曲阜孔廟建筑如奎文閣、大成殿的木結構中，穿斗式和抬梁式結合的方式較為常見。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，從而構成了三角形的屋架。在建筑中，經常使用的其他連接構件主要包括枋、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構建筑的特色之一。在這方面，曲阜孔廟木結構建筑在建設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；用于垂直構件和水平構件的拉結、交互，如饅頭榫、箍頭榫、透榫以及半榫；用于水平構件的連接，主要包括銀錠榫、刻半榫等；用于水平構件與斜構件的搭接，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，斗栱最早出現于春秋時代。對于高大的廳堂和宏偉的亭臺樓閣，斗栱能夠起到擴大氣勢、增加屋檐深度的作用。到了隋唐時期，這一結構在官方和民間的大量建筑中都得到了運用。而在宋代以后，斗栱在建筑中的應用進一步擴大，漸漸成為我國傳統木結構建筑的定型構件，以斗栱截面作為基本尺度來衡量梁枋的比例。在曲阜孔廟木結構建筑的抬梁式結構中，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、彰顯孔廟的地位。

二、曲阜孔廟木結構建筑預防性保護和維修的方案選擇

（一）修繕原則

在修繕曲阜孔廟木結構建筑的過程中，要嚴格遵循“對不可移動文物進行修繕、保養、遷移，必須不改變文物原狀”的規范。為此，維修人員要根據孔廟建筑原有的構造及細部的工藝，盡可能減少現代修繕工作對文物原貌的破壞，以有效保護建筑中蘊含的豐富歷史文化信息，使其原有的歷史風貌和特色得以保存。

（二）修繕內容

第一，集中維修，對孔廟木結構建筑中損壞比較嚴重的部件進行修理；第二，局部修補，對孔廟木結構建筑的部分地面、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，延長其使用年限。

（三）修繕方案

孔廟木結構建筑的修繕方案應當從地面、木構架、彩繪、屋面防水、圍墻及門窗部位、木質裝飾、天井排水、防蟲防腐處理、防火等多方面對維修和保護措施進行詳細闡述。修復工程應當繪制實測圖與設計圖加以細致的比對和分析。而且還要編制設計說明，具體闡明修理的目標以及方法、手段，作為維修施工的參照依據。

三、曲阜孔廟木結構建筑預防性保護和維修的具體方法

（一）柱加固修繕

對于因為降水侵蝕、昆蟲咬噬所造成的根部腐朽狀況，如果柱子已經無法滿足承載能力的要求，在加固或者對地基進行處理的時候可運用打牮撥正的方式將柱抬起。對于由于木料自身原因所導致的干縮裂縫和劈裂裂縫，可采用插入膩子和木條的方式進行加固。對那些開裂部位裂縫較大的柱子則可以使用鐵箍進行固定并嵌入柱內，柱外表面和外表皮應當保持齊平。而對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、剜補、加固和修補等不不同方法。如果表面的腐朽深度未達到柱子直徑的五分之一，可以運用剔補方式。沒有達到柱徑的二分之一時，則可以使用剜補手段，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候，維修人員可沿柱底部進行剜補，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，接縫處應使用枋加以連接，關鍵部位能夠鎖緊，柱頂部有模上荷載施壓，就足以確保穩定性。如果木柱出現腐朽、蟲蛀或開裂等現象，情況就已經相當嚴重，不能夠正常使用且無法再應用前述幾種方式維修時，就應當及時對柱子予以更換。

（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，可以應用預埋木條的加固方法。如果梁的水平裂縫深度已經達到前述極限值的時候，應當檢測其承載能力。如果檢測結果表明，剩余截面能夠符合承載力的要求，仍然可以應用預埋木條的方式進行加固；如果檢測結果表明，剩余截面無法達到承載力要求的時候，可以在梁枋中安放型鋼或其他構件，從而起到加固的作用。

第二，對于梁枋表面局部損傷，在剩余截面承載力可以達到承載力要求之時，可以應用局部剜補的手段；若剩余截面的承載力難以達到承載力要求，可以應用可采用置芯、內置鋼板、鋼筋等手段。

第三，榫頭屬于梁的主要受力部位。一旦榫頭出現損壞的時候，我們就應當及時加以處理。具體來說，如果只是榫頭因立柱傾斜引起脫榫現象時，應當采用矯直的措施。在關鍵部位缺失的時候，應及時修理并鎖緊關鍵部位。如果榫頭已經完全損壞無法再使用，就應當按照原制造方法重新加以更換。如果是榫頭的個別部位出現損壞，應及時對缺失或破損的部位進行剜補。

第四，對于部分內部業已嚴重腐爛的梁，由于其表面狀態完好，為了保留孔廟的古建筑特色，可以應用內置芯材的加固手段，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導致梁的撓度變形程度嚴重甚至已經產生斷裂的時候，應當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到承載力的要求，或結構整體驗算難以達到應力的要求時，應當及時更換新的構件。

（三）枋加固修繕

對于枋出現的部分損傷，可以根據受損的部位和情況，使用剜補的手段進行修復，具體包括上刨補、下刨補、周邊刨補等方式。剜補的形狀應當避免出現尖角，也就是說，在進行剜補的時候應當盡可能避免選用有集中尖角的形狀。如果枋產生了裂縫或斷裂，可以借助下部狀態良好的枋或其他承重構件，應用中間支頂或兩端支頂的方式進行修補。對那些正心枋、外拽枋、挑檐枋出現的斜劈裂縫，可以使用螺栓加固或環氧樹脂灌漿等手段進行加固。如果出現部分腐朽，可以將腐朽的部分剔除，再使用合格的木料進行修復。如果腐朽的部分已經超過截面積的五分之二，或者檢測結果表明枋已經無法滿足安全性要求的時候，應當及時更換，更換的部件應當按照原來的樣式進行制作。

（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，使其能夠恢復水平狀態。如果斗拱受彎構件的相對撓度沒有超過一百二十分之一，就不需要進行更換。如果由于變形斗拱導致尺寸偏差，可在小斗腰部貼上硬木墊。若不影響受力，都應當按照原樣進行修補并進行固定。當受壓斗拱整體撓度大于斗拱高度的五分之一時，應更換發生變形的構件，若變形程度較小，可以對原構件進行修復。如果昂嘴出現折斷，在斷裂部分可以采用相同的粘接方式。

四、結語

我國木結構建筑具有悠久的歷史，為華夏文明的傳承和發展做出了巨大貢獻。可以說，木結構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展現。曲阜孔廟的木結構建筑是古代木結構建筑的重要組成部分，代表著中華優秀傳統文化的精髓，也是寶貴的物質文化資源。對于木結構建筑，我們應當有針對性地開展預防性保護和維護工作，繼承和傳承中華文化內涵，為后世保留豐富的研究資料。

參考文獻：

[1]段春輝，郭小東，吳洋.基于殘損特點的古建筑木結構修復加固[J].工程抗震與加固改造，2014（1）：126-130.

[2]張鵬.關于古建筑修繕的若干思考[J].山西建筑，2014（27）：29-30.

[3]耿茜.試論中國古代木結構建筑的保護與利用[J].遺產與保護研究，2018（6）：76-81.

作者簡介：孔健（1976-），男，漢族，山東曲阜人，大學，文博館員。