古建筑修复如何偷梁换柱?
偷梁换柱是一个与古建筑相关的成语,其语义与《史记》卷三中殷本纪第三的内容密切相关。原文包括:纣倒九牛,抚梁易柱也,意思是纣王力大无穷,能拉九头牛,能手握梁换柱。后世偷梁换柱多指所施手段。据《史记》第87卷《李斯列传》第27卷记载,秦始皇原本打算立长子扶苏为皇太子,但丞相李斯与宦官赵高、秦始皇十八子胡亥密谋,决定将诏书篡改为立胡亥为皇太子篡改诏书是偷梁换柱的做法。
《偷梁换柱》一词在中国古代文献中完全记载,早在曹雪芹(1715-1763年)写的《红楼梦》第97次见过。其中有:偏偏凤姐想出了偷梁换柱的计划。贾宝玉想娶林黛玉,王熙凤用薛宝钗代替林黛玉。易知,“偷梁换柱”的一般含义为以假代真,暗中改变事物的本质,从而更换事物原有关键内容,使其不能发挥作用。但在我国古建筑领域,偷梁换柱是一种科学实用的修补加固方法。
梁柱属于我国古建筑的大木构件。梁位于水平面内,主要用于承受上部构件和屋顶重量,并向下传递给支撑构件。柱是梁底部的垂直支撑构件。立柱位于地面上方和梁下方,或因长期承受上部结构的重量而开裂,或因柱底部长期受地面水分影响而腐烂,降低木柱强度,无法正常支撑梁。在上述情况下,可采用偷梁换柱的加固方法。该法典型工程应用实例为故宫太和殿某柱加固。2004年,工程技术人员在调查太和殿时,发现柱下部有腐烂问题,采用偷梁换柱的加固方法,包括曝光、偷梁、抽柱、换柱等。
暴露是为了暴露有问题的立柱。
偷梁是支撑梁的谐音,即用假柱支撑原柱上部的梁。“假柱”为完好的木料,被安装在原有立柱附近,用于临时支撑梁。本工程原立柱上方有两根梁,施工人员分别采用上下两根假柱进行支撑。这样,即使原柱被移除,上梁架也不会受到明显影响。其主要科学机制是,梁及其上框架的重量已由假柱承担,并通过假柱将重量下传至基础。
抽柱是将柱底部的腐烂部分取出,以便用新柱代替。去除原柱的腐烂部分后,剩余部分做成手掌形:将柱直径的1/2截面伸出底部,柱直径的1.5倍长度与新柱连接。抽柱后,原柱处于架空状态,不能工作,但不影响上部结构的安全。主要原因是假柱支撑梁起支撑(偷)梁的作用。
换柱是用新柱代替原柱的烂部分。新柱的材质、形状、尺寸与抽出的烂部分相同,顶部也做成巴掌榫。这样,新柱与原柱的剩余部分重叠后,不仅在外观上形成整个柱,而且在垂直上形成一定长度的重叠面。随后,施工人员在搭接长度范围内用铁箍将固立柱,有利于新立柱与原立柱相互挤压,共同发挥支撑作用。换柱后,拆除假柱,即原柱加固完成。
偷梁换柱的加固方法对原梁柱干扰小。从梁的角度来看,它是一个水平受力构件,两端向下传递外力。梁只有保持水平稳定,才能保证整个大木结构的稳定。在加固古建筑时,偷梁实际上是支撑梁,即原柱、假柱和新柱分别支撑梁,梁在整个过程中始终得到支撑,从而始终保持水平稳定。从柱的角度来看,它是垂直支撑构件,最终将上部构件的重量传递给基础。只有当柱具有足够的承载力和可靠的连接梁时,才能有效地承受梁的作用力。在换柱加固过程中,虽然技术人员将原柱拔出,但假柱提前设置在原柱附近,使假柱取代原柱发挥支撑作用。因此,换柱过程基本上不影响整体结构的稳定性。更换柱完成后,新柱具有与原柱相同的材料、尺寸和与梁相同的可靠连接方式,因此可以完全替代原柱发挥支撑作用。
从上面可以看出,偷梁换柱作为中国古代成语,原意包含贬义内容,但在古代建筑领域,它是用于加固损坏木柱的科学方法。偷梁换柱的方法不仅加固效果好,而且对整体结构稳定性影响不大。因此,偷梁换柱是中国古代建筑加固方法的科学应用,也是中国古代工匠建筑智慧的体现。