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古建筑領(lǐng)域 “偷梁換柱”屬于科學(xué)實用的修繕加固方法

時間:2021-09-03 09:26:30    來源:科技日報    

“偷梁換柱”是一個與古建筑相關(guān)的成語,其語義與《史記》卷三之“殷本紀(jì)第三”內(nèi)容密切相關(guān)。原文載有:“紂倒曳九牛,撫梁易柱也”,意思就是紂王力大無窮,可以拽著九頭牛,能夠手托著梁換柱子。在后世中,“偷梁換柱”多指所施手段。如據(jù)《史記》卷八十七之“李斯列傳第二十七”記載,秦始皇原意立長子扶蘇為皇太子,然而丞相李斯與宦官趙高、秦始皇十八子胡亥密謀,決定將詔書篡改為“立胡亥為皇太子”,并逼死扶蘇。篡改詔書即為“偷梁換柱”做法。“偷梁換柱”一詞完整地在我國古代文獻中記載,較早的見于曹雪芹(1715—1763年)撰寫的《紅樓夢》第九十七回。其中有:“偏偏鳳姐想出一條偷梁換柱之計”。這句話的大意是,賈寶玉想娶林黛玉,王熙鳳用薛寶釵替換了林黛玉。易知,“偷梁換柱”的一般含義為以假代真,暗中改變事物的本質(zhì),從而更換事物原有關(guān)鍵內(nèi)容,使其不能發(fā)揮作用。然而,在我國古建筑領(lǐng)域,“偷梁換柱”卻屬于一種科學(xué)實用的修繕加固方法。

梁、柱均屬于我國古建筑大木構(gòu)件,梁位于水面內(nèi),主要用于承擔(dān)其上部構(gòu)件及屋頂重量,并把它們向下傳給支撐構(gòu)件,柱子即為梁底部的豎向支撐構(gòu)件。位于地面之上、梁之下的立柱,或因長期承受上部結(jié)構(gòu)傳來的重量而產(chǎn)生開裂,或因柱底部位長期受到地面潮氣影響而出現(xiàn)糟朽,使得木柱強度下降,無法正常支撐梁。在上述情況下,可采用“偷梁換柱”的加固方法。該法的典型工程運用實例即為故宮太和殿某立柱的加固。2004年工程技術(shù)人員在對太和殿進行勘查時,發(fā)現(xiàn)有一根立柱的下部出現(xiàn)了糟朽問題,采取了“偷梁換柱”的加固方法,其過程包括揭露、偷梁、抽柱、換柱等內(nèi)容。

揭露是使出現(xiàn)問題的立柱暴露出來。

偷梁是托梁的諧音,即采用“假柱”托住原柱上部的梁。“假柱”為完好的木料,被安裝在原有立柱附,用于臨時支撐梁。該工程中,原有立柱上方有兩根梁,因而施工人員采用了上、下兩根“假柱”分別進行支托。這樣一來,即使原柱被移去,上部的梁架也不會因此受到明顯的影響。其主要科學(xué)機制在于,梁及其上部構(gòu)架的重量,已由“假柱”承擔(dān),并通過“假柱”,把該重量向下傳至地基。

抽柱是把柱子底部糟朽部分抽去,以便于用新柱代替。原柱糟朽部分去掉后,剩余的部分做成巴掌形:底部伸出柱子直徑1/2的截面、柱子直徑1.5倍的長度,用作與新柱搭接。抽柱后,原柱處于架空狀態(tài),無法發(fā)揮作用,但是這并不影響上部結(jié)構(gòu)的安全。其主要原因在于有“假柱”支撐梁,發(fā)揮托(偷)梁的作用。

換柱是用新柱替換原柱的糟朽部分。新柱與被抽去的糟朽部分同材料、同形狀、同尺寸,且頂部亦做成巴掌榫形狀。這樣一來,新柱與原柱的剩余部分搭接后,不僅僅在外觀形成一個整體的立柱,而且在豎向形成一定長度的搭接面。隨后,施工人員在搭接長度范圍內(nèi)用鐵箍箍牢立柱,這樣有利于新柱、原柱之間相互擠緊,協(xié)同發(fā)揮支撐作用。換柱后,再把“假柱”拆除,即完成了原有立柱的加固。

“偷梁換柱”的加固方法對原有梁、柱擾動小。從梁的角度而言,其為水受力構(gòu)件,并在兩端把外力向下傳給立柱。梁只有保持水穩(wěn)定狀態(tài),才能保證整個大木結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。在加固古建筑時,“偷梁”實際為托梁,即由原柱、“假柱”、新柱分別支托梁,且整個過程中梁始終受到支托,因而能始終保持水穩(wěn)定狀態(tài)。從柱的角度而言,其為豎向支撐構(gòu)件,并最終把上部構(gòu)件的重量傳給地基。立柱只有充足的承載力,且與梁有可靠連接時,才能有效承擔(dān)梁傳來的作用力。“換柱”加固過程中,技術(shù)人員雖然將原柱抽去,但是預(yù)先將“假柱”設(shè)立于原柱附,讓“假柱”代替原柱發(fā)揮支撐作用,因而換柱過程對結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定基本無影響。換柱完成后,新柱與原柱有著同樣的材料、尺寸,且與梁有著相同的可靠連接方式,因而完全能夠代替原柱發(fā)揮支撐作用。

由上可知,“偷梁換柱”作為我國古代成語,原意含有貶義內(nèi)容,但在古建筑領(lǐng)域中,則是用于殘損木柱加固的科學(xué)方法。“偷梁換柱”的方法不僅加固效果好,而且對結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定影響很小。因此“偷梁換柱”是我國古建筑加固方法的科學(xué)運用,也是我國古代工匠建筑智慧的反映。(作者系故宮博物院研究館員 周 乾)

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