普济寺御碑亭修缮工程中的角梁保护.pdf

186文物古建/WENWU GUJIAN在该背景下，文章以普济寺御碑亭修缮工程为对象，对角梁外加固技术进行深入解析，通过分析角梁的结构特点和受损情况，制定针对性的加固方案，借助现代科技手段，对角梁加固过程中的受力情况进行实时监测和分析，确保加固效果达到预期目标。御碑亭角梁保护刻不容缓普济寺御碑亭，因亭内立有雍正皇帝御笔石碑而名扬四海，坐落于照壁之北，海印池之南，普济寺的中轴线上，环境优雅，绿树环绕。此亭建筑坐北朝南，主体布局呈矩形，采用重檐木结构歇山式造型，外侧由砖墙围护，内部则四面开敞。亭内天花板采用棋盘格设计，屋面覆盖琉璃瓦，额枋之上饰以精美的旋子彩画。御碑亭的出檐设计独特，角部构件外挑尺寸较大，承重负担重，老角梁外拽主要依靠角科斗栱支撑，连接方式导致角部牢固度逊于正身。加上屋面戗脊局部开裂，雨水渗漏导致角部构件易受潮湿影响，出现糟朽、弯垂及翼角下沉等问题，甚至局部压裂，这些状况共同导致了东南、东北、西北角的翼角明显下垂，与之相连的檩枋构件也因此弯垂、脱榫位移，加剧了整体结构的变形。御碑亭角梁现状如图 1 所示。普济寺御碑亭，作为一处承载着深厚历史文化底蕴的古建筑，见证了岁月的沧桑与变迁。然而，随着时光的流逝，其结构也遭受了不同程度的损坏，尤其是角梁部分，作为支撑亭顶的关键构件，其稳定性与安全性直接关系到御碑亭的整体结构。因此，对普济寺御碑亭角梁外加固进行调查，有利于对古建筑本体的保护，促进历史文化的传承与保护。在修缮过程中，角梁作为支撑御碑亭屋顶的重要构件，其稳定性和安全性显得尤为重要。因此，对角梁外加固成了此次工程的核心任务。该类加固技术不仅需要对古建筑的结构特点和受力机制有深入了解，还需要结合现代科技手段，探索出适用于古建筑的加固方法。普济寺御碑亭修缮工程中的角梁保护丁芳图1 御碑亭角梁现状东南角一层角部下垂，相对位移约 50mm西北角一层角部下垂，位移约 50mm东北角一层角部下垂，相对位移约 40mm西南角角部未明显下垂187WENWU GUJIAN/文物古建加固时，铁件会发生严重锈蚀，降低其约束效果，还可能对御碑亭的外观造成不良影响。因此，在加固过程中，应注重防锈处理，确保加固效果持久而稳定。在使用铁箍加固的基础上，对于角梁上出现的较大面积缺损和裂缝，采用同等材质的材料进行修补，并使用环氧树脂进行压力灌浆封闭，使裂缝被完全封闭。对于较小的裂缝，使用环氧树脂胶进行表面涂抹封闭，若角梁表面存在凹凸不平的情况，也可使用环氧砂浆等找平材料进行填补。填补及使根据图 1 可以看出，御碑亭多数角梁都已经出现了不同程度的下垂，以及位移情况，因此，对御碑亭的角梁修缮工作已迫在眉睫，亟待展开。普济寺御碑亭修缮工程中角梁保护拆除角梁外附着物。在普济寺御碑亭修缮工程中，文章针对角梁的结构特点，在加固前拆除角梁外的附着物。即先对御碑亭及其周边环境进行详细调查，了解附着物的种类、位置、与主体结构的连接方式，定位和标记需要拆除的附着物，评估拆除工作的难度和可能遇到的风险，制定拆除方案和安全措施，在拆除区域周围搭建围挡并设置明显的安全警示标志。在确保整体稳定和安全的前提下，根据承重墙的布置和区域长度，将御碑亭划分为不同区域，采用交叉间隔的方式进行拆除。在拆除过程中，对与角梁紧密连接的构件，采用专业工具对角梁外的附着物进行分条修缮，由专业人员进行人工拆卸。如果附着物与主体结构通过螺丝或钉子连接，使用螺丝刀或扳手进行拆卸。对于较大或较坚固的附着物，通过人工仔细卸载。拆除完成后，对御碑亭角梁进行临时加固，利用圈梁作为支撑结构。在圈梁上，采用“十”字形槽钢支撑法，通过设计槽钢构件，提升御碑亭角梁的稳定性，同时临时支撑接触文物部位需加垫木板作为保护。临时加固完成后，对加固效果进行检查，保证加固后的角梁具有足够的承载力和稳定性。选用角梁外加固材料。在对御碑亭角梁外附着物进行拆除与临时加固后，选择角梁外加固所用的材料。即根据工程加固需求，选择合适的加固材料类型。常见的加固材料包括钢材、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。钢材强度高、韧性好，适用于承受较大荷载的场合；碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料则具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，适用于对重量敏感或环境恶劣的场合。在选择加固材料时，还考虑了与角梁原有材料的相容性，以及材料的耐久性，避免产生化学反应或导致结构破坏。随着新型材料在木构建筑加固与修复领域的应用日益广泛。在本次普济寺御碑亭修缮工程中，为确保角梁外加固效果与工程质量的卓越性，最终选择纤维增强复合材料（FRP）作为主要加固材料。FRP 以其出色的增强性能成为此次理想的加固材料，将 FRP 粘贴在御碑亭角梁底部，粘贴方式如图 2 所示。FRP 的粘贴主要依赖于其与御碑亭结构表面的紧密贴合，通过专用粘结剂实现牢固连接，通过图 2 的粘贴方式可确保加固效果的最大化。基于此，选择 FRP 作为加固材料，以为御碑亭的角梁外加固施工提供稳定保障。结合多种技术进行角梁外加固。对于角梁而言，由于长期承受荷载并受到雨水侵蚀，产生开裂现象，仅采用硬木楔紧的方式对结构变形的约束力较弱，可能无法达到预期加固效果。因此，文章计划采用铁箍加固与 FRP 加固方法的组合方案，通过多种线性技术的紧密结合，实现对角梁的强力外加固，具体流程如图 3 所示。当御碑亭角梁裂缝发展到较深层次或出现严重纵向裂缝时，利用铁件将角梁外箍紧，通过铁件的约束作用，增强构件的承载能力。但使用铁箍进行图2 FRP粘贴方式图3 角梁外加固流程188文物古建/WENWU GUJIAN用 FRP 材料在角梁外粘贴完成后，进行一周至两周的养护，使 FRP 与角梁紧密结合。养护期结束后，在FRP表面涂抹一层基底树脂，进行面层材料的涂抹，美化外观，并在表面涂刷耐火、防虫涂料，为角梁结构提供全方位的保护。至此，完成了普济寺御碑亭修缮工程中角梁外加固技术设计。御碑亭修缮保护实践施工准备。为验证此次加固技术在普济寺御碑亭修缮工程中应用的可行性，进行施工验证。组织一支由古建筑专家、结构工程师和施工技术人员组成的专业团队，对御碑亭进行详细的现场勘查和评估。通过对角梁、檩枋等关键构件的细致检查，全面掌握御碑亭的结构状况及损坏程度。根据勘查结果，对施工中需要用到的设备进行准备，设备准备情况如表 1 所示。表 1 施工设备准备表序号设备名称数量规格/型号(1)起重机2 台5 吨(2)脚手架若干长度 24 米(3)安全网若干阻燃型(4)安全帽25 顶符合国家标准(5)安全鞋25 双防滑、防砸(6)手持式照明设备5 台亮度高、防水(7)电动扳手5 把扭矩可调在施工材料的选择上，严格遵循古建筑保护的原则，优先选用与原构件材质相近的材料，并对材料进行严格的质量检测，确保其符合施工要求。对施工现场进行合理布置和规划，设置必要的安全警示标识和临时设施，为施工人员的作业提供良好的环境和条件。应用结果及分析。为验证此次加固技术在普济寺御碑亭修缮工程中应用效果，按照设计部分与施工准备部分进行施工验证，对加固后的角梁承载力进行汇总，整理数据如表 2 所示。表 2 角梁加固前后承载力对比角梁编号加固前承载力加固后承载力承载力提升率角梁 145kN78kN73.33%角梁 242kN72kN71.43%角梁 348kN85kN77.08%角梁 447kN80kN70.21%角梁 544kN75kN70.45%平均值45.2kN78kN72.50%根据表 2 角梁加固前后承载力对比情况进行分析，从加固前后的承载力对比来看，各角梁的承载力均有了显著的提升。角梁 1 的承载力从加固前的 45kN 提升到了加固后的 78kN，角梁 2 的承载力从 42kN 提升到了 72kN，角梁 3 的承载力从 48kN提升到了 85kN，角梁 4 的承载力从 47kN 提升到了80kN，角梁 5 的承载力从 44kN 提升到了 75kN，表明所用加固技术对角梁承载能力的提升效果是显著的。从承载力提升率的角度来看，各角梁的提升率均超过了 70%，平均提升率达到了 72.50%，进一步验证了加固技术的高效性。通过本次施工，成功验证了加固技术在普济寺御碑亭修缮工程中的应用效果，加固后的角梁承载力得到了显著提升，且提升效果稳定、均衡。通过深入探索与实践普济寺御碑亭修缮工程中的角梁外加固技术，结合了古代建筑技艺与现代科技手段，探索出了一套适用于普济寺御碑亭角梁加固的有效方案。通过加固技术的应用，角梁的承载能力与稳定性得到了显著提升，御碑亭的整体结构安全得到了有力保障。不仅为普济寺御碑亭的修缮工程提供了有力的技术支撑，也为今后类似古建筑的修缮工作提供了宝贵的经验与借鉴。未来，将继续深入探索古建筑保护领域的相关技术与方法，为传承和弘扬中华优秀传统文化贡献更多的力量。（作者单位：浙江安地建筑规划设计有限公司）