嵌肋加固修复古建筑木梁柱的方法
技术领域
本发明是关于嵌肋加固修复古建筑木梁柱的方法。
背景技术
中国悠久的历史创造了灿烂的古代文化，中国古代建筑涌现出了许多建筑杰作，营造了许许多多传世的宫殿、陵墓、庙宇、园林、民宅。中国古代建筑以它优美柔和的轮廓和变化多样的形式而成为举世瞩目的文化遗产。它是世界建筑艺术宝库中的一颗璀璨的明珠。欣赏中国古建筑，就好比翻开一部沉甸甸的史书。但这些引人注意，令人赞赏的文化遗产，由于长期受地震、腐蚀、自然环境等外力作用及自身材料性能退化，结构的承载力和稳定性的下降，古建筑的安全性受到了被日晒雨淋、风霜雨雪残损的严重威胁，木材天然缺陷，虫蛀，跨中断纹开裂、梁端劈裂、梁柱关键受力部位，木节、木扭(斜)纹或干缩裂缝，表层腐朽和老化变质严重。古建的修复已成为保护文化遗产的重要课题。
而目前在对古建筑修复时，人们对于木梁、木柱出现腐朽、虫蛀、开裂、柱身损伤的修复，一般都是采取更换整柱、整梁，或浇筑水泥混凝土填补方法来解决的。这些方法的不足之处在于，违背了“修旧如旧”的原则，使受损的构件丧失了作为文物的价值。其次是更换梁柱前，需对古建筑的木梁柱进行卸载，其安全隐患比较大，施工进度慢，成本高，且外观与原有部分的差异大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，依据“修旧如旧”的原则，提出一种施工进度快，施工成本低，安全性高，不用更换整个构件，只对受损部分修复加固，且外观与原有部分的差异不大的嵌肋加固修复古建筑木梁柱的方法。
本发明目的可以通过以下措施来达到。一种嵌肋加固修复古建筑木梁柱的方法，具有如下技术特征：
1)勘查鉴定：首先是对建筑物的时代特征、结构特征、构造特征和残缺程度进行勘查；绘制该建筑物残损情况和尺寸的测绘图纸、照片、必要的文字说明资料和勘查结果的勘查报告；
2)检查和评定木柱残损点，在梁下端搭设支撑架，支撑架顶端与木结构接触处用软性材料隔离；
3)局部处理木柱梁受损部位：
当木柱的干缩裂缝深度不超过柱径或缩裂缝方向截面尺寸的1/3～1/4，裂缝宽度大于3mm时，用木条嵌补，并用结构胶粘剂粘牢；
当木柱柱心完好，仅有表层腐朽或有不同程度腐朽时，先将腐朽部分剔除干净，经防腐处理后，用干燥木材依原样和原尺寸修补整齐，并用结构胶粘剂粘接或贴补严实；
4)在木梁柱残损面上剔槽，将不锈钢条嵌于木梁柱表面剔槽中，然后在嵌好不锈钢条的木梁柱表面上涂胶包裹，并粘贴纤维布与原结构成为一体，纤维布优选玄武岩纤维布；
5)油饰彩画：在包裹好纤维布后，依据木构件原有的外观装饰图案进行面层的油饰彩画。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果。
本发明依据“修旧如旧”的原则，保留古建筑构件的文物价值，只对受损部分修复加固，不用更换整个构件。古建筑木构件因其文物价值是无价的，使用本工法可在古建筑木梁柱受损丧失其承载能力时保留原有部分，恢复其承载功能，符合“修旧如旧”的原则，对国家文物的保护具有重大的意义。
采用本工法对古建筑的木梁柱修复加固，其受损部位得到修复。其中采用有较高物理强度和弹性模量的不锈钢条，将其嵌于木梁柱表面，与原结构成为一体，并承担较多的荷载效应，不仅提高了木梁柱的承载能力，使外观与原有部分保持了差异不大的原貌，而且因其不锈钢条不锈蚀而延长了木梁柱建筑的寿命。
本发明在木梁柱受损表面包裹玄武岩纤维布，可达到如下效果：一是通过“模箍效应”提高构件承载力；二是提高构件的整体性，使不锈钢条与原有构件更好的结合；三是保护构件免受虫害和环境侵蚀。
效率高，节约了工期。由于只对木梁柱受损部分进行局部加固处理，不用更换整个构件，因此加快了施工进度，节约了工期。
安全性高。由于采用本工法施工时，不必卸载木梁柱建筑设施，施工的安全性大大地提高。避免了现有技术更换梁柱前需对古建筑的木梁柱卸载，安全隐患比较大的弊端。
施工成本造价低。与现有技术更换新梁柱的施工方法相比，采用本工法可以降低70％的施工成本，且节约了木材的用量，利于环保。
采用玄武岩纤维布包裹木梁柱，比使用碳纤维布有下列优势：
1、性价比高，单价是碳纤维布的20％。
2、韧性好，断裂延伸率几乎是碳纤维布的2倍；
3、可弯曲缠绕，可任意剪裁，易粘贴，施工质量易于保证。
本发明适用于对古建筑的木梁、木柱出现表层腐朽、局部虫蛀、开裂时的加固修复。
附图说明
图1是根据本发明嵌肋加固施工古建筑木梁柱修复方法的施工工艺流程图。
具体实施方式
参阅图1。按照本发明提出的工艺流程，通常需要对古建筑受损木梁、木柱进行勘查鉴定。古建筑的勘查可分为法式勘查和残损情况勘查两类。其中法式勘查是对建筑物的时代特征、结构特征和构造特征进行勘查；残损情况勘查是对建筑物的承重结构及其相关工程损坏、残缺程度与原因进行勘查。
在对古建筑的勘查时，勘查使用的仪器应能满足相关要求。对于长期观测的对象，尚应设置坚固的永久性观测基准点；同时禁止使用一切有损于古建筑及其附属文物的勘查和观测手段，如温度骤变、强光照射、强振动等。勘查结果除应有勘查报告外，尚应附有该建筑物残损情况和尺寸的全套测绘图纸、照片和必要的文字说明资料。在勘查过程中，若发现险情，或发现题记、文物，应立即保护现场并及时报告主管部门，勘查人员不得擅自处理。
在结构可靠性鉴定中，应根据承重结构中出现的残损点数量、发布、恶化程度及对结构局部或整体可能造成的破坏和后果进行评估。
木梁、木柱残损点的检查和评定按下表进行。
1.木柱残损点的检查和评定表
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2.木梁残损点的检查和评定表
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在搭设局部支撑架及操作架时，支撑架及操作架可采用钢管脚手架、门式脚手架或工具式脚手架。采用的脚手架的搭设参数应通过荷载验算确认。
对木柱进行修复时，为减少木柱的承重，应对与柱相连的梁下端搭设支撑架。若受损位置在梁相交处，对相关的梁也应搭设支撑架。为避免损坏木结构完好部分表层的油饰彩画，支撑架顶端与木结构接触处用软性材料隔离。
在对木柱、木梁受损部位局部处理时，对木柱的干缩裂缝，当其深度不超过柱径或干缩裂缝方向截面尺寸的1/3时，且当裂缝宽度大于3mm时，用木条嵌补，并用结构胶粘剂粘牢。若木梁的水平裂缝深度超过梁宽或梁直径的1/4或木梁柱局部虫蛀时，先清除朽烂部位木块、碎屑，喷防腐防虫药剂，则用木条和结构胶粘剂将缝隙嵌补粘结严实。
当木柱柱心完好，仅有表层腐朽，可将腐朽部分剔除干净，经防腐处理后，用干燥木材依原样和原尺寸修补整齐，并用结构胶粘剂粘接。
当木梁有不同程度地腐朽时，先将腐朽部分剔除干净，经防腐处理后，用干燥的木材按所需形状及尺寸，以结构胶粘剂贴补严实。
当木梁的水平裂缝深度超过梁宽或梁直径的1/4且承载能力验算结果不满足受力要求时，则用木条和结构胶粘剂将缝隙嵌补粘结严实。
对于木梁、木柱局部虫蛀部位，先清除朽烂木块、碎屑，喷防腐防虫药剂，再用木条和结构胶粘剂将缝隙嵌补粘结严实。
在木梁柱残损面上剔槽。在对木梁、木柱的受损部位进行局部修复后，在木构件上剔槽的数量及位置与需嵌入的不锈钢条一致，剔槽的宽度、深度大于需嵌入的不锈钢条截面，剔槽长略大于需嵌入的不锈钢条的长度。
粘贴不锈钢条，在木柱受损柱面四周嵌四根或以上不锈钢条，在木梁受弯区嵌入二根或二根以上不锈钢条。在剔槽内嵌入不锈钢条时，应先用灌注结构胶，再嵌入不锈钢条。嵌入不锈钢条后，采用嵌埋木条，将不锈钢条抵紧，再一次灌注结构胶。
在剔槽嵌埋木条和不锈钢条后，涂胶包裹纤维布。纤维布优选玄武岩纤维布，也可以采用碳纤维布、玻璃纤维布。
嵌好不锈钢条，并待结构胶充分干燥后，涂刷粘贴玄武岩纤维布所用的结构胶。用滚筒刷或毛刷均匀、无遗漏地将结构胶涂在木梁柱的受损部位表面。结构胶涂布面边界应不小于所粘贴的玄武岩纤维布大小。如遇木结构表面结雾或有水分，应用电吹风将潮湿部位表面处理至干燥后方可施工。涂刷粘贴玄武岩纤维布时，用专用胶锟和刮板在玄武岩纤维布上沿纤维方向施加压力并向一个方向或从中间向两个方向滚动碾压，使树脂胶液充分浸渍玄武岩纤维布，形成复合材料，消除气泡和除去多余树脂，使玄武岩纤维和底层充分粘接。
结构胶固化。等结构胶凝胶至充分干燥后，如发现表面有突起毛刺或胶瘤，应用砂布打磨光顺，如有打磨穿的局部应重复操作以上步骤。
油饰彩画。包裹好玄武岩纤维布后，经隐蔽验收合格后，依据木构件原有的外观装饰图案进行面层的油饰彩画。在古建筑油饰彩画时，不得改变彩画等级、色彩原状和装饰题材原装。
拆除支撑架及操作架。面层装饰完成后，经验收合格拆除支撑架及操作架。
表1主要材料表
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