由于独特的地理、⽓候、⽂化等因素，中国形成了以⽊结构为主流的古建筑体系［1］。中国⽊结构建筑历史悠久、类型多样、体系完整，在世界建筑中独树⼀帜，代表了中国辉煌的物质和精神⽂明，具有极⾼的历史、科技和艺术价值［2-3］。然⽽，⽊材作为⽣物材料，在长时间⾃然环境及⼈为因素作⽤下，易产⽣变形、裂缝、腐蚀［4-5］，影响建筑结构安全，造成建筑价值信息丢失。因此，需要对古代⽊结构建筑进⾏不断修复加固。
我国对于⽊结构保护修复加固的科学研究起步较晚，经过近⼏⼗年的发展，技术⽔平虽有了很⼤进步［6-7］，但⼤量保护⼯作仍以传统修缮⽅法为主，不完全符合相关保护原则［8］。亟待对⽊结构修复加固技术进⾏系统梳理，分析技术现状问题，结合遗产保护的理念和现代技术发展，进⼀步探究其未来发展趋势，以推动⽊结构修缮技术的发展完善。
⼀、古建筑⽊结构基本特点和保护原则
中国古代建筑以⽊构架为主，在⽊柱上加设梁枋，梁枋上铺设屋顶，屋顶重量经梁枋、柱⼦传递⾄地⾯。柱⼦、梁、枋等构件之间通过榫卯连接，构成富有弹性的框架结构［1］。按照构造特点，建筑构架可分为抬梁式、穿⽃式和井⼲式，按照构件类型，建筑构件可分为⼤⽊作(柱、梁、枋、⽃拱等)和⼩⽊作(门、窗、隔断、栏杆) ［9-10］。建筑构架和构件主要以⽊材为原料，⽊材具有良好的抗压和抗弯能 ⼒，同时也存在徐变⼤、弹性模量低、易⽼化、易朽坏等问题，由此导致⽊构件的各种损坏，需要持续地加固维修。
膏药制作⼆、修复加固技术现状
中国传统⽊构缮技术主要以养护、维修、更新为主要内容，按照维修⼯程的规模特点可分为：⽇常养护性维修、重点维修、局部复原、原址重建等［15］。在重点维修加固中，按照修缮的层次⼜可分为整体构架和⽊构件的修复加固，其中⽊构件的修复加固是古建筑最根本、最普遍的形式［16］。本⽂针对裂缝、糟朽、垂弯、拔榫滚动等常见损伤，综述其常⽤的传统修复加固技术及现代相关技术。
2.1糟朽的修复加固
⽊材是⼀种⽣物材料，由纤维素、半纤维素、⽊质素等有机⾼分⼦材料组成［17］。这些材料是⼀些昆⾍和⽊腐菌的营养物质，在适宜的温湿环境中，危害⽣物会快速繁殖，造成构件糟朽。
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⽊柱糟朽是由于柱⼦长期处在潮湿环境中导致，⼀般发⽣在柱根部位，传统处理⽅法主要有剔补、包镶和墩接法［18］。当糟朽较为轻微时，可剔除腐朽部分，按照原样⽤⼲燥⽊材修补完整；当糟朽⾯积超过柱⼦圆周1/2，深度不⼤于柱径1/5时，可使⽤包镶法［19-20］。即剔除糟朽部分，按剔凿长度、深度及柱⼦弧度，制备包镶材料。当柱脚糟朽严重，⾼度⼤于柱⾼1/4、深度⼤于柱径1/2时，可采⽤墩接法(见图1)。
墩接法是指截除柱⼦糟朽部分，换上新料，在接⼝处通过榫卯连接新旧材料。当柱⼦腐朽⾼度超过柱⾼1/3或折断不能墩接时，就需要抽换或加辅柱［21］。
梁、枋、桁等构件糟朽修复加固⽅法和柱⼦糟朽类似。当糟朽断⾯较⼩、剩余截⾯经过验算符合受⼒要求时，可采⽤剔补、包镶法处理［22］。当糟朽断⾯较⼤，上下深度⼤于构件⾼度1/3，⼩于3/5，且剩余截⾯承载能⼒不能满⾜使⽤要求时，可在构件上增补新料，采取⽊板夹接、钢板托接等⽅式补强［23］。如果糟朽深度超过3/5时，则需更换构件端部或整体(见图2)。
剔补、包镶和墩接法是中国古建筑传统⽊构的重要修缮形式，可以较好地保证构件外观的完整性，但是多数情况下不可逆，在⼀定程度上会影响材料的真实性。同时，新镶补的材料与原材料材性不完全相同，随着时间的推移，2种材料结合的紧密程度会下降，影响构件后期⼯作性能［24］。
2.2裂缝的修复加固
裂缝主要由于⽊材在⼲燥过程中，切向收缩率⼤于径向或外层⽊材收缩率⼤于内层⽽产⽣［25］；⽊材长期受外⼒时，其⼒学性能退化，也会产⽣裂缝［24］。对于柱⼦裂缝，传统修缮⽅法主要为嵌补法：裂缝宽度W≤3mm时，可⽤腻⼦抹缝；当3mm＜W≤30mm时，可嵌补⽊条，⽤胶粘剂固定；当W＞30mm，且不⼤于柱径1/3时，除⽤⽊条嵌补外，尚应在裂缝外加铁箍［26］，如图3所⽰。当柱裂缝深度⼤于柱径1/3或因倾斜扭转造成时，需待构架修整复位后⽤⽊条嵌补，以铁箍箍牢［27］。当裂
缝为受⼒裂缝或可能发展成斜裂缝时，须进⾏强度验算，根据情况补强加固或
⽤⽊条嵌补，以铁箍箍牢［27］。当裂缝为受⼒裂缝或可能发展成斜裂缝时，须进⾏强度验算，根据情况补强加固或更换新柱［28］。
梁、枋等横向构件的受⼒不同于柱类构件，主要受抗弯与抗剪作⽤。对于此类构件，当裂缝较轻微时，可⽤铁箍直接加固，当裂缝较宽时，应考虑在嵌补的同时加设铁箍［29］。当构件裂缝较长、糟朽不是很严重时，需在裂缝内浇筑环氧树脂，再⽤铁箍加固。当构件裂缝宽度超过规定限值时，需验算构件承载⼒，符合受⼒要求的，仍可采⽤嵌补法，不符合受⼒要求的，则采⽤补强法［30］。
补强法包括⽀顶法和机械补强法(见图4) ［22，31］。⽀顶法主要是在梁枋下⽀顶⽴柱，防⽌构件弯垂断折。机械补强法是利⽤凿接物、⽊板、钢板等附加材料恢复⽊构件强度的⽅法，⽤于加固因抗剪能⼒不⾜⽽出现的裂缝［32］。当⽊构件损坏严重，以上⽅法都不能满⾜受⼒要求时，则需更换构件。在柱⼦下沉、梁架歪闪、构件⼲缩等情况下，⽃、拱、昂等构件也会出现裂缝、劈裂。对于这些构件的裂缝、劈裂，⼀般可⽤胶粘剂对齐固定，继续使⽤。因为⽃拱组件繁多，构造复杂，拆解修补较为⿇烦，所以对于构件⼩的破损，尽量都不拆卸，按照保持现状的原则进⾏修配。
上述补强加固为主的传统修缮⽅法⼴泛应⽤于⽊构件的各种损伤修缮中，能够保留⽊构件的原初材料，并具有较好的可逆性和持久性，但⼤量使⽤了螺栓、钢箍等铁质构件，铁制构件易⽣锈，会对⽊
质材料和构件外观造成⼀定损害［33-34］。因此，在具体修缮过程中应综合外观、价值等多⽅⾯因素，选⽤相应的材料技术［35］。
2.3弯垂的修复加固
弯垂是梁、枋、桁等构件长时间处于重⼒荷载下，因材料性能⽼化发⽣弯曲的现象。对于梁枋等构件，当垂弯⽐较轻微、不影响构件承载能⼒时，传统⽅法主要是在挑顶或翻建屋⾯时，将垂弯的构件翻转180°继续使⽤；当垂弯较⼤，挠度超过规定限值时，可采⽤传统⽀顶法、下撑拉杆加固法等［23］。
⽀顶加固主要有2种形式：当⽊梁下有梁枋时，在梁枋上设置⽊柱作为附加⽀座；当⽊梁下没有梁枋时，在⽊梁侧⽅设置铁钩拉接，铁钩⼀端钉⼊⽊梁内，另⼀端钉⼊附近梁架内［16］。下撑拉杆加固法是指在⽊梁下加设拉杆，与梁枋组成桁架，从⽽减⼩其挠度的⽅法。当梁枋弯垂较⼤，出现断裂或不⾜以承受上部荷载时，为不更换构件，还可在构件下部增加⼯字钢梁(见图5) ［36］。
桁条也是构架中重要的受⼒构件，尤其⾦桁容易弯垂。对于桁条的弯垂，可在桁条下增设⼀道桁条以抵托弯垂，也可在桁条下增加斜撑⽀托［37］。若构件没有严重糟朽劈裂，还可以在构架翻修时，将构件翻转，压平后继续使⽤［38］。⽃拱的受弯构件在受⼒不均衡等情况下，也会出现构件弯垂。当弯垂相对挠度不超过1/120时，可在⼩⽃的腰上粘贴硬⽊垫，矫正形变；当弯垂超过1/120时，则要更
换构件［22］。更换构件是中国古建筑传统⽊构修缮常⽤⽅法，可以较好地保存⽊构的形制。但修缮次数增加，会影响建筑构件材料的原真性，因此只有在其他⽅法都不满⾜要求时，才建议使⽤。
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2.4滚动、拔榫的修复加固宁波溲疏
古建筑⽊构件以榫卯为主要结合形式，榫卯节点属于半刚性连接，在长时间荷载、较⼤外⼒等影响下，榫卯节点会出现拔榫现象，影响构架稳定性［39］。古建筑构架中常见的拔榫、滚动部位主要有梁枋与柱⼦交接处、桁条与枋⽊搭接处、⽃拱内部榫卯节点等［26］。
当梁枋等构件出现拔榫时，若榫头没有糟朽，传统⽅法是在梁架拨正后增加⼀些加固构件［26］。若拔榫是由榫头糟朽引起的，则需将榫头和其延伸部分剔除，将新制硬⽊榫头与梁枋端部相接，⽤胶和螺栓固紧［38］ (见图6)。
在构架中，桁条⼀般位于梁头，由于梁头凹槽较浅，桁条会在椽⼦向下作⽤⼒下拔榫滚动。若桁端榫⼦完好，可在拔正桁条后加设⽊块［ 40］。还可以选择每间桁条接缝处的椽⼦，⽤螺栓代替椽头铁钉穿透桁条，将椽⼦改为加固构件(俗称拉杆椽)，或在椽⼦之间⽤铁板条⾃上⽽下将桁条固定(俗称铁板椽)，见图7。如果桁条拔榫、滚动由桁端榫头腐朽导致，则先将糟朽部分锯除，然后新做榫头与原桁条搭接［ 41］。
2.5构架的修复加固
裂缝、糟朽、弯垂、拔榫滚动等是古建筑⽊构件最为常见的损坏形式，会进⼀步导致建筑构架损伤，出现歪闪、局部不
裂缝、糟朽、弯垂、拔榫滚动等是古建筑⽊构件最为常见的损坏形式，会进⼀步导致建筑构架损伤，出现歪闪、局部不均匀沉降、毁坏变形等现象。
对应不同的建筑构架残损程度，有4种传统修缮⽅法：揭⽡修缮、修整加固、打牮拨正和落架⼤修［23，26］。揭⽡修缮是在个别构件残损、屋架完好的情况下，对建筑进⾏揭⽡，并修复加固残损构件的措施。修整加固是在⽊构架变形⼩、构件位移不⼤时，不必揭⽡和拆落构架的情况下，对残损构件进⾏修复加固的措施。打牮拨正是在部分构件歪闪、倾斜、不均匀沉降时，不拆落⽊构架的情况下，⽀顶梁架，使倾斜、扭转、拔榫构件复位，并替换修补残损构件的措施(见图8)。落架⼤修是在梁架主要构件弯垂、拔榫、糟朽⾮常严重时，需进⾏彻底修整或替换复位的修缮措施。应全部或部分拆落构架，修整或替换残损构件。
以上⼏类修缮形式是中国古建筑传统屋架的修缮⽅法，⼀直沿⽤⾄今，能够较好地保护建筑构架完整性。但是这些修缮⽅法会对建筑造成⼀定的扰动，尤其是打牮拨正和落架⼤修对建筑构架扰动较⼤，会导致历史信息的丢失，因此要根据建筑类别慎重使⽤，尤其是⼀些重要的⽂物建筑［42-43］。
2.6现代修复加固技术
除上述传统技术外，随着近年来中国建筑遗产保护实践的发展，古建筑⽊构修缮技术在新概念、新⼯艺、新材料等⽅⾯均取得了较丰富成果，并应⽤于重点修缮保护⼯程。
在构件糟朽⽅⾯，对于轻微糟朽，国内已有学者利⽤有机-⽆机杂化的⽅式，在材料糟朽部位原位合成具有特定性能的材料，具有原位补强、防腐加固功效［44］。除此之外，国外还有⼀些技术值得借鉴，如ＲotDoctor和WoodenCareSystems ［31，45］，这类⽅法以环氧树脂为胶粘剂，以⽊屑、玻璃纤维作为填充物，对⽊材糟朽、裂缝等损伤进⾏填充及整容修复，能够避免挖补、包镶造成的材料损失。但环氧树脂具有不可逆性，易黄变，持久性有待进⼀步验证［46］。
在构件裂缝修复加固⽅⾯，⽬前国内已使⽤缝合法和内置芯材法。缝合法利⽤贯穿锚栓或螺旋锚栓穿⼊分裂部分，实现裂缝的缝合［31］；内置芯材法通过在构件下部或内部植⼊钢板、钢筋，以增加构件的承载⼒［47］。国外也发展了⼀些技术，如加拿⼤的WEＲSystems和荷兰的BETASystems ［48-50］ (见图9和图10)。但这些技术通常需要精确的操作施⼯，有着严格的使⽤要求［51］。微型直线电机
在构件连接补强⽅⾯，铁质构件越来越多地被纤维复合材料代替［52-53］，如碳纤维条代替钢箍加固裂缝、拔榫，碳纤维布、玻璃纤维布等代替钢板对弯垂构件补强。相⽐传统材料，纤维复合材料⼒学性能优异，耐⽕，材料轻薄，对建筑外观影响⼩［54］。
在本体修缮⽅⾯，可以在最⼩⼲预、不更换原有构件的前提下，通过植⼊式或附着式构件，恢复原结
构受⼒体系或建⽴新的结构受⼒体系［55］。对于不可避免的拨正、落架等纠偏复位修缮，最新的⽊构架纠偏复位⼯艺可以通过深化传统纠偏复位、软件模拟复位⼒系、智能精确的纠偏复位⼯具，消除传统施⼯的盲⽬性［42，56］。
相⽐传统技术，新的材料技术性能优异、操作⽅便，在⼀定程度上弥补了传统技术的缺陷，但是体系尚不完善，应⽤时间短，时效性、兼容性等也有待充分的实践检验。
总体⽽⾔，中国古建筑⽊构修复加固技术⽬前呈现新旧交替的局⾯。⼀⽅⾯，传统修复加固技术在修缮⼯程中仍⼤量使⽤，在⽊构修缮体系中占有主导地位；另⼀⽅⾯，新概念、新⼯艺、新材料较多地应⽤于修缮保护⼯程。传统修复加固技术保证了中国建筑⼏千年的延续发展，是经时间检验有利于建筑长期保存的成熟技术体系。但传统技术重点在于修补，其应⽤有着特定的时代性和实⽤性。中国历朝历代对于建筑物⼀直秉持着实⽤利废的态度，不求“原物”长存［57-58］。对待建筑修缮，强调建筑形体的“真、善、美”，注重完整性和艺术性，注重“法式”⽽⾮“原样”的永续［59-60］。同时，中国以⽊结构为主要古建筑体系，为维持结构稳定，需要经常替换材料构件，由此形成了⼀种“补全换新”的技术理念［61-62］。此外，中国⽂化重“道”轻“器”，传统建筑修缮技艺主要依靠匠⼈⼝⼝相传，凭借经验判定损伤进⾏修缮，未形成⼀个完整的科学流程体系［63-64］。新的⽊构修复加固技术是在继承传统的基础上发展⽽来，但因其应⽤时间短，体系不健全，尚不能完全弥补传统技术的不⾜。
三、修复加固技术展望
建筑遗产修复加固⽬的是保护建筑的历史艺术价值，是⼀项严密的研究性⼯作，需遵循科学的保护原则、严谨规范的技术流程。中国古建筑传统⽊结构的保护技术体系在理念、流程、技术内容等⽅⾯都亟待完善和创新。
3.1修复加固理念
3.1修复加固理念
⽬前古建传统⽊结构修复加固以“修补”、“补全换新”的传统理念为主，与现代遗产保护理念并不完全相符，⽽现代⽊结构修复加固的理念也不成熟完善。未来理念应⾸先从满⾜遗产价值保护和信息留存的⾓度出发，同时要考虑中国建筑⽂化、审美、结构等特点，发展出满⾜遗产保护需求、适应本⼟⽂化的遗产保护理念［63］。
3.2修复加固流程声波驱散器
传统修复加固主要依靠匠⼈经验判断，科学性不强，现代新的修复加固技术也尚未形成⼀个完整的体系。由于古建筑⽊结构价值多元性、损伤机理复杂性，要科学地对建筑本体损伤进⾏修复，必须综合多学科，开展充分的研究准备⼯作，才能制定正确的修缮策略、技术⽅案［63，67］和⼯程体系［63］。中国⽊构修缮在保护⼯作流程⽅⾯，应该正视遗产保护的需求，根据⽊结构损伤特点，结合
三维扫描、建筑信息模型(BIM)等先进的⼯程技术，积极构建以“历史⽂化分析—测绘扫描—BIM信息化数据平台—性能和价值评估—修复加固设计”为环节的流程体系，如图11所⽰。
通过历史探究和现场考古了解建筑⽊构件年代、历史演变、结构特征等背景信息。通过三维激光技术，结合传统测绘⽅法，建⽴从结构整体到构件的三维⽴体精细化模型［68］。利⽤红外热成像、三维应⼒波等技术和相关实验探究，勘测结构或构件材性、损伤，全⾯掌握构件残损特征信息［69］。在此基础上构建建筑信息模型［70-71］，对建筑结构、构件开展各种性能和价值评估。如基于BIM，构建糟朽、裂缝等不同损伤模型，开展有限元静⼒分析和虚拟修复加固，评估修复前后的安全性能；基于构件材性和残损信息，构建不同类型累积损伤时变模型，对构件进⾏可靠度评估［72-73］；基于构件历史⽂化分析和现场勘测信息，依据遗产保护理论和法规，建⽴价值评估模型。通过性能和价值评估，为修复加固设计提供可靠理论依据。
3.3修复加固技术
传统技术以嵌补、补强、换新等为主，并不完全满⾜遗产保护“精细化”的需求。新的技术⽅法也存在⼀定弊端，时效性有待验证。未来古建筑⽊构修缮⽅法应该在传承和探索传统材料、⼯艺的基础上，积极引⼊新材料、新技术以弥补传统技术的不⾜［74］。
⼀⽅⾯，积极推动传统修复加固技术的科学利⽤。对于传统胶粘材料，可以利⽤现代科学技术分析材
料组分配⽐，探究其作⽤机理，通过相关实验测试其物理、⼒学性能等，实现材料应⽤的科学化，为修复加固提供科学的依据［75］；对于传统铁件加固补强，可以通过软件模拟和⼒学实验分析加固前后的性能变化，探究其抗弯、抗剪、抗压等效果，给出合理的加固设计建议［76-77］。
另⼀⽅⾯，引⼊经过实践验证合理有效、满⾜遗产保护要求的新材料、新技术，以弥补传统技术的不⾜。对于损伤构件修复，可以探索通过⽆机纳⽶技术、⽆机-有机物杂化的⽅式，合成⼒学优良性能、抗菌、疏⽔的复合材料，实现损伤材料的原位⽆损修复［78-79］；还可以利⽤⽣物技术，通过纤维素细菌在⽊质微观结构中合成纤维素，修复⽊材微观细胞结构，恢复材料性能［80］。对于损伤构件加固，可以加强纤维复合材料代替铁质构件的研究，同时探索植芯、缝合等更有效、更隐蔽的加固⽅式，以更好满⾜遗产保护需求等。
四、结语
中国古建筑⽊结构修复加固技术由传统的房屋修缮技术演变⽽来，根植于中国独特的建筑⽂化观念和结构特点。理念上注重“补全换新”，流程上注重经验判断，技术内容上以传统材料和⼯艺为主。这种技术体系有效地维护了中国传统建筑的发展，成为建筑遗产“真实性”内容的⼀部分，但这种传统⽊构修缮技术不能完全满⾜现代建筑遗产保护的需求［67］，同时现代修复加固技术尚不能较好地弥补传统技术体系的不⾜。未来应在继承传统技术的基础上，紧密围绕建筑遗产保护的核⼼理念，基于多学科协作，采⽤新的技术和材料，对现有技术体系进⾏积极地改进完善。
在理念上，应从满⾜现代遗产保护原则出发，尊重中国传统的⽂化理念、审美和建筑结构特点，提⾼遗产保护修复⾏为的“研究性与严密性”，保护好建筑遗产的价值信息。
在⼯作流程上，应综合建筑⽂化、测绘、结构⼒学、计算科学等多学科，充分利⽤现代技术⼿段，建⽴系统严谨的保护⼯作流程体系，通过科学地评估分析，制定合理的修复加固⽅案。
在技术内容上，要在传承和探索传统技术的基础上，积极采⽤新材料和新技术弥补传统⼯艺技术的不⾜，不断更新完善⽊结构保护的技术体系。
通过理念改进、⼯作流程完善、材料技术创新，才能更好地保存好古建筑原有形制、结构和材料，形成满⾜现代遗产保护需求、具有显著东⽅建筑特⾊的古建筑⽊结构保护实践科学体系［81-82］。
护需求、具有显著东⽅建筑特⾊的古建筑⽊结构保护实践科学体系［81-82］。参考⽂献：略
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