我國保存下來的古代建筑星羅棋布，分布在全國各地，其中，大多數(shù)是木質(zhì)結(jié)構(gòu)。由于木材本身為有機化合物，除易燃外，還易腐爛和蟲蛀。在微生物和氣候的長期影響下，木質(zhì)結(jié)構(gòu)會發(fā)生變形、彎曲、龜裂等現(xiàn)象，很難長久保存?，F(xiàn)存的一些木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑都已岌岌可危，需要繼續(xù)加固維修。
但是，木質(zhì)結(jié)構(gòu)本身較脆弱，出于文物古建保護原則，不宜對結(jié)構(gòu)表面進行改變。故而加固方案的選擇需慎之又慎。
傳統(tǒng)的“打牮撥正”通常包含兩項基本工藝：其一是“打牮”，是用“牮桿”（杠桿或千斤頂）抬起下沉的構(gòu)件或支頂傾斜的構(gòu)件，使其復(fù)位；其二是“撥正”，是用“拉索”牽引傾斜、脫榫的構(gòu)件，使其復(fù)位。
對整體變形木構(gòu)架的“打牮撥正”，可根據(jù)糾偏復(fù)位力系的布置和不同機械裝置的運用，采用“水平頂推復(fù)位”、“水平張拉復(fù)位”、“頂推-張拉復(fù)位”、“頂升-撐拉復(fù)位”等工藝方法。
“水平頂推復(fù)位”工藝，是在木構(gòu)架的傾斜一側(cè)設(shè)置具有一定剛度的支撐剛架，作為復(fù)位裝置的支座或反力架（；采用千斤頂作為頂推裝置，布置在木構(gòu)架的柱頂部位；通過對柱頂施加水平推力，使整個構(gòu)架恢復(fù)到正確的位置。
“水平頂推復(fù)位”工藝示意圖
該工藝的復(fù)位力系簡捷、工序簡單，便于控制木構(gòu)架的復(fù)位效果；但對支撐剛架的剛度和布置空間有較高的要求，通常適用于單層古建筑、且木構(gòu)架傾斜一側(cè)有較大的空間場地的情況。
“水平張拉復(fù)位”工藝的原理與“水平頂推復(fù)位”工藝基本相同，但施加的復(fù)位力為水平拉力；張拉裝置通常采用鋼絲繩拉索，一端固定于柱頂，另一端安置在木構(gòu)架需復(fù)位一側(cè)的加載剛架上；通過對柱頂施加水平拉力，使整個構(gòu)架恢復(fù)到正確的位置。
“水平張拉復(fù)位”工藝示意圖
考慮到變形木構(gòu)架的節(jié)點松弛，宜將張拉力系的作用點布置在木構(gòu)架傾斜一側(cè)的柱頂上（如圖中B軸的柱頂）；以帶動整個構(gòu)架復(fù)位。
由于張拉力系的傳遞不受拉索長度的限制，其加載剛架不必緊貼著木構(gòu)架布置，該工藝對有較大基座或外廊構(gòu)架的古建筑較為適用。工程上通常利用施工腳手架兼作加載剛架，并采用斜拉索增加其剛度和穩(wěn)定性，這對于兩層或多層木構(gòu)架古建筑更具實用性。
木構(gòu)架古建筑的結(jié)構(gòu)為梁柱排架體系，易發(fā)生整體傾斜，且構(gòu)件之間具有一定的牽連作用；將頂推裝置與張拉裝置綜合運用，成對地布置在傾斜柱架之間，對兩側(cè)的柱子同時施加復(fù)位力系，可獲得較為顯著的復(fù)位效果。
某種“頂推-張拉復(fù)位”組合裝置的示意圖如下圖所示，該裝置由花籃螺栓拉索、千斤頂撐桿、節(jié)點套箍和鋼板箍組成。花籃螺栓拉索安裝在柱間的兩側(cè)，千斤頂撐桿沿柱間軸線布置；其中，花籃螺栓拉索用于張拉向外傾斜的柱子，千斤頂撐桿用于支頂向內(nèi)傾斜的柱子。節(jié)點套箍用于連接千斤頂撐桿和花籃螺栓拉索，并防止木柱節(jié)點受力部位損壞。鋼板箍安裝在柱腳與地栿之間，用于固定柱底，保證柱頂有效復(fù)位。
“頂推-張拉復(fù)位”裝置
由于“頂推-張拉復(fù)位”裝置可以布置在柱架之間，因此“頂推-張拉復(fù)位”工藝具有在建筑物內(nèi)部實施復(fù)位的優(yōu)點；其施工作業(yè)不受建筑物外部場地的制約，且可以對多層木構(gòu)架建筑進行逐層復(fù)位施工。但需要注意的是，“頂推-張拉復(fù)位”裝置以柱腳作為固定點施加復(fù)位力，應(yīng)采取有效的措施保證柱腳部位及其下部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。
對于具有大型屋蓋的古建筑或多層樓閣式古建筑，作用在傾斜柱架上的豎向荷重較大，施工時施加在柱架上的復(fù)位力也相應(yīng)地增大，且易使柱架節(jié)點部位的損傷加劇?！绊斏?撐拉復(fù)位”工藝是利用施工中的滿堂腳手架作為支座，在其上安裝“頂升-撐拉”復(fù)位裝置，通過豎向頂升裝置支承全部或部分上部結(jié)構(gòu)傳遞給柱架的荷重，以減少水平頂推或張拉裝置施加的水平復(fù)位力，減輕柱架節(jié)點的局部應(yīng)力。
用于“頂升-撐拉復(fù)位”工藝的復(fù)位-安保多功能支架示意圖如下圖所示，其支架采用單體剛架和工作臺板組裝，可根據(jù)建筑物的空間位置和復(fù)位要求靈活布置，形成穩(wěn)定的施工平臺和安全支撐；復(fù)位裝置由豎向千斤頂、水平撐-拉桿和水平滾軸導(dǎo)向板組合而成，安裝在工作臺板上，能有效地提供木構(gòu)架復(fù)位所需的豎向和水平作用力，實現(xiàn)復(fù)位施工的精確控制。
復(fù)位-安保支架立面示意圖
施工時，先用豎向千斤頂（編號3）支頂柱頭上的梁（編號8）；然后，用水平撐-拉桿（編號5）對傾斜的柱子（編號7）實施復(fù)位操作。由于豎向千斤頂安置在局部安全支架內(nèi)（編號4），支頂操作時不會傾覆；且在局部安全支架和工作臺板（編號2）之間安裝了水平滾軸導(dǎo)向板，能顯著地減少復(fù)位摩阻力，便于柱架復(fù)位。柔性材料（編號6）用于包裹梁的頂升部位，以減輕頂升力對木材的局部損傷。
“頂升-撐拉復(fù)位”工藝具有在建筑物內(nèi)部實施復(fù)位的優(yōu)點，適用于大型單層木構(gòu)架古建筑的復(fù)位和修繕工程。對于多層木構(gòu)架古建筑，宜根據(jù)樓層變形情況自下而上逐層復(fù)位，并應(yīng)在下層木構(gòu)架復(fù)位穩(wěn)定之后再繼續(xù)施工。
局部糟朽、拔榫、斷裂、向外滾動都是受彎構(gòu)件的常見病害，應(yīng)先注意檢查病因，如瓦頂滲漏引起的檁條糟朽，飛禽撞擊引起的破損、以及斗栱外疝、托腳不穩(wěn)等原因。
除剔補外，拔榫是由于梁架歪閃引起，如果能拆卸后重新歸安，可以用傳統(tǒng)方法鐵鋦子，如果不能拆卸，可以加一塊托木，或用鐵質(zhì)套靴套牢等。拔榫時常常有榫頭折斷，通常用硬木做一個新榫頭，另一端也要做成銀錠榫之類的新榫頭插入檁子內(nèi)，必要時還應(yīng)用鐵釘加固。
同時，這種依靠鐵釘加固的結(jié)構(gòu)，如遇地基不均勻沉降或地面震動，容易造成鐵釘與薄硬木板和斗件底面之間的連接部位松動，其次，修繕加固時所采用的木材與原有的斗件干濕程度如不一致，在逐步干燥過程中收縮程度不同，也會造成補配的構(gòu)件與原構(gòu)件產(chǎn)生相對位移，而使整體性遭到破壞。
由于木結(jié)構(gòu)的整體性，時常監(jiān)測，常修常新，才能做到有備無患，防患于未然。
劈裂是木料未完全干燥引起的，一般不存在受力問題，需要用木條或竹子片嵌補，如果縫隙大在3到5厘米或以上，一般要用鐵箍加固。
由于柱子不堪重力造成的劈裂，下沉等，可能與柱子材質(zhì)、紋路、受力不均有關(guān)，除了用鐵箍加固外，還應(yīng)考慮調(diào)整柱子荷載，如增加抱柱等。
由于柱子上下受力方向不同，如承椽枋插在柱子里，枋所受的橫向的重力大于柱子紋路的抗剪力時，就會產(chǎn)生扭曲和劈裂，在用鐵箍加固的同時，還要改善承椽枋對柱子的壓力。
一般來說，在柱根糟朽不超過二分之一時，常用挖補墩接的方法進行維修，墩接常用的榫卯有：巴掌隼、抄手隼、螳螂頭隼。
榫卯示意
在南方地區(qū)，由于白蟻等蟲蛀，柱子還常常出現(xiàn)因為中空而不得不墩接更換的現(xiàn)象，傳統(tǒng)上這時采用“偷梁換柱“的做法，但柱子可能會開很多卯口，所以，70年代后常用環(huán)氧樹脂進行灌注。
在灌注之前，應(yīng)先加固柱子周圍，消除柱子受力，在選擇柱子的一面，分開10道15厘米的深槽至柱子中央，將內(nèi)部的蟲蛀糟朽剔除干凈，將裂縫和孔洞用環(huán)氧膩子密封，防止灌注時的流淌。
注意：如果柱子中空是由于白蟻等蟲蛀引起的，如果不根治蟲害，局部灌漿只是權(quán)宜之計，不能作為慣用手段。 |
