本申请涉及古建筑修复的领域，尤其是涉及一种古建筑梁架原位修复施工方法。
背景技术：
斗拱，又称枓栱、斗科、欂栌、铺作等，是中国建筑特有的一种结构。在立柱顶、额枋和檐檩间或构架间，从枋上加的一层层探出成弓形的承重结构叫拱，拱与拱之间垫的方形木块叫斗，合称斗拱。
传统古建筑梁架中，为了美观往往角柱上的梁架挑梁及角梁处在同一水平面上，并通过斗拱进行支撑，在构造上则采用半榫及中半榫的结构与角柱连接。而同时角柱上部的角檐载荷较大，该部位整体稳定性差、长时间负荷状态下挑梁、角梁容易出现变形或残损现象，使得角梁及飞檐存在坍陷的问题。在传统古建筑角柱部位梁架修复施工中，常采用外加立杆支撑的形式对角梁进行支撑加固，以确保古建筑修复的完整性和稳定性，如蓟县独乐寺观音阁所采用的修缮方式。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：采用外加立杆支撑的修缮方式对，改变了古建筑的原始外形，破坏了古建筑的美观，有违文物保护的“不改变文物原状”和“最小干预”等原则，因此并不是较优的修复方式，存在改进空间。
技术实现要素：
为了最大程度的保护古建筑的原有外形，本申请提供一种古建筑梁架原位修复施工方法。
本申请提供的一种古建筑梁架原位修复施工方法采用如下的技术方案：
一种古建筑梁架原位修复施工方法，包括以下步骤：
步骤一：勘察记录梁架构造、计算载荷、检查梁架构架；
步骤二：预制牵拉件；
步骤三：将斗拱上方的飞檐、挑梁和角梁进行卸载、扶正，并对损坏的挑梁、角梁或斗拱进行修复或更换；
步骤四：安装牵拉件，通过牵拉件将角梁和立柱相连，对角梁伸出立柱的一端施加倾斜向上的斜拉力；
步骤五：逐渐释放斗拱上方的飞檐、挑梁和角梁的荷载，完成修复。
通过采用上述技术方案，在文物修复、古建筑修复领域中，行业内遵循的几大原则包括“最小干预”、“不改变文物原状”、“可识别”、“可逆”等，都要求后人在当前的技术水平下，要减少文物修复过程中对文物造成的损坏，并且使文物整体的外形与原状没有太大的区别，以及要求修复过程中采用的现代构建是可识别为后人所新增的，并且在日后科技水平逐渐提高的情况可以逆向将文物恢复原状，以便采用新的修复技术对文物再次进行修缮。现有的采用斗拱支撑挑梁、角梁进而支撑屋顶的古建筑中，因为角梁与立柱之间是通过半榫或中半榫的方式连接的，而角梁上方又需要承载较重的飞檐，因此在经年累用的使用过程中，木材容易发生弯曲形变以至于屈服，导致飞檐下榻的情况。本申请中，先对斗拱上方的飞檐、挑梁和角梁进行卸载、扶正，该过程中对损坏的构建进行修复和更换，同时在工厂预制若干用于承受拉力的牵拉件，将牵拉件的两端分别与立柱和角梁固定。牵拉件加固收紧后对角梁或挑梁进行牵拉，将梁架的荷载转移到承重立柱上，提高了角梁或挑梁的承重能力，并且避免了如蓟县独乐寺观音阁外加立杆支撑的修复方式对古建筑原有外观造成破坏，最大程度实现古建筑的修缮与保护效果，适用于立柱承载能力较好、地基完整的古建筑修复。牵拉件提高了角梁的承载能力，有利于减少角梁末端弯曲下塌的情况，使飞檐保持较好的形态，再释放飞檐、挑梁和角梁的荷载在斗拱上，完成修复。斗拱配合牵拉件共同对挑梁和角梁进行承力，有利于减少角梁或挑梁远离立柱的末端下塌，保持古建筑在飞檐部分的美观。
优选的，所述牵拉件包括用于与立柱连接的连接部、用于与角梁或挑梁连接的承载部；所述连接部和承载部之间设置有长度可调节的伸缩杆，所述伸缩杆的两端分别与连接部和承载部水平铰接。
通过采用上述技术方案，牵拉件通过伸缩杆的两端分别连接连接部和承载部，进而通过伸缩杆的长度可调节的功能，便于将连接部和承载部分别与立柱和角梁连接，并且连接部和承载部与伸缩杆铰接，使连接的位置具有一定的可调节性，可以根据现场实际需要调整牵拉件的倾斜角度。
优选的，所述伸缩杆包括两根牵拉杆和位于两根牵拉杆之间的螺套，所述螺套两端分别开设有螺向相反的内螺纹，两根所述牵拉杆分别与所述螺套螺纹连接。
通过采用上述技术方案，通过螺套两端分别与两根牵拉杆螺纹连接，且内螺纹的螺向相反设置，从而通过转动螺套可以实现两根牵拉杆的相互靠近或远离，进而实现牵拉件整体的伸缩以及对连接部和承力部之间距离的调节。
优选的，两组所述牵拉杆远离所述螺套的一端均螺纹连接有连接头，所述连接头包括轴线与所述牵拉杆的轴线垂直的转轴，所述连接部、承载部分别与所述转轴铰接。
通过采用上述技术方案，两组牵拉杆的端部均螺纹连接有连接头，从而配合螺套使用，牵拉件整体的可伸缩范围更大，适应性更强。且连接头包括有转轴，转轴用于与连接部和承载部铰接，使该牵拉件的使用灵活性更高。
优选的，所述连接部包括用于与立柱套接的抱箍，所述抱箍的两端与所述伸缩杆的端部铰接。
通过采用上述技术方案，古建筑中常见的立柱一般都为圆柱型，通过抱箍可以较为容易地与立柱连接且不对立柱造成结构性的破坏，并且便于与伸缩杆铰接，材料成本也较低。
优选的，所述承力部包括两组正对的承力板，两组所述承力板的其中一端与所述伸缩杆的端部共同铰接，两组所述承力板远离所述伸缩杆的端部共同固定有用于与角梁或挑梁下端面抵接的承托板。
通过采用上述技术方案，承力板用于与伸缩杆铰接和固定承托板，承托板与角梁或挑梁的下端面接触并提供支撑力，通过承力板与伸缩杆铰接，从而有利于使承力板始终保持与角梁或挑梁的下端面，对角梁或挑梁提供支撑力。
优选的，所述承力板和承托板均镂空设置。
通过采用上述技术方案，有利于减轻承力板和承托板的重量以及减少对古建筑整体外观的影响，有利于隐蔽承力板和承托板，更满足“最小干预”、“不改变文物原状”的原则。
优选的，所述牵拉杆的外周面开设有若干沿所述牵拉杆轴线对称设置的卡口。
通过采用上述技术方案，卡口的设置便于使用者使用扳手夹持牵拉杆，进而便于使牵拉杆和螺套相对转动，实现牵拉件的伸缩。
优选的，所述螺套中部贯通开设有若干插接孔。
通过采用上述技术方案，插孔的设置用于供外接的插杆插入从而便于使用者转动螺套，增大了转动螺套时的动力臂，从而使转动更加省力。
优选的，所述牵拉杆远离螺套的一端套接有与牵拉杆螺纹连接的止松螺母，所述止松螺母用于与所述连接头抵紧。
通过采用上述技术方案，止松螺母用于与连接头抵接，从而通过增大连接头与螺纹段之间的压力，增大了螺纹之间的摩擦力，配合螺纹的自锁效应，实现止松。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过设置牵拉件将梁架的荷载转移到承重立柱上，避免了如蓟县独乐寺观音阁外加立杆支撑的修复方式对古建筑原有外观造成破坏，最大程度实现古建筑的修缮与保护效果，斗拱配合牵拉件共同对挑梁和角梁进行承力，有利于减少角梁或挑梁远离立柱的末端下塌，保持古建筑在飞檐部位的形态美观；
2.通过设置牵拉件包括伸缩杆以及两端分别连接有连接部和承载部，进而通过伸缩杆的长度可调节的功能，便于将连接部和承载部分别与立柱和角梁连接，并且连接部和承载部与伸缩杆铰接，使连接的位置具有一定的可调节性，可以根因地制宜调整牵拉件的倾斜角度，使牵拉件的受力效果更好；
3.通过设置两组牵拉杆相互远离的端部均螺纹连接有连接头，从而使牵拉件整体的可伸缩范围更大，适应性更强，且连接头包括有转轴，转轴用于与连接部和承载部铰接。
附图说明
图1是本申请的整体结构示意图；
图2是本申请的牵拉件的安装示意图；
图3是图2中a处的放大图；
图4为本申请的牵拉件的结构示意图。
附图标记说明：1、牵拉件；11、连接部；12、承载部；121、承力板；122、承托板；13、伸缩杆；131、牵拉杆；132、螺套；133、卡口；134、插接口；14、连接头；141、止松螺母；142、转轴；143、夹持片；2、立柱；21、斗拱；3、挑梁；4、角梁；5、飞檐。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
传统古建筑梁架中，角柱（立柱）上的梁架挑梁及角梁处在同一水平面上，在构造上采用半榫及中半榫的结构形式；而同时角柱上部的载荷较大，该部位整体稳定性差、长时间负荷状态下容易出现变形或残损现象，较常见的是角梁及飞檐坍陷的问题。在传统古建筑角柱部位梁架修复施工中，常采用外加立杆支撑的形式对角梁4进行支撑加固，以确保古建筑修复的完整性和稳定性，如蓟县独乐寺观音阁所采用的修缮方式。
本申请实施例公开一种古建筑梁架原位修复施工方法。参照图1至图2所示，包括以下步骤：
步骤一：勘察记录梁架构造、计算载荷、检查梁架构架；
步骤二：预制牵拉件1；
步骤三：将斗拱21上方的飞檐5、挑梁3和角梁4进行卸载、扶正，并对损坏的挑梁3、角梁4或斗拱21进行修复或更换；
步骤四：安装牵拉件1，通过牵拉件1将角梁4和立柱2相连，对角梁4伸出立柱2的一端施加倾斜向上的斜拉力；
步骤五：逐渐释放斗拱21上方的飞檐5、挑梁3和角梁4的荷载，完成修复。
如图3至图4所示，牵拉件1包括用于与立柱2连接的连接部11、用于与角梁4或挑梁3连接的承载部12；连接部11和承载部12之间设置有长度可调节的圆柱型的伸缩杆13，伸缩杆13的两端分别与连接部11和承载部12铰接。伸缩杆13包括两根圆柱型的牵拉杆131和位于两根牵拉杆131之间的螺套132，螺套132两端分别开设有螺向相反的内螺纹，两根牵拉杆131朝向螺套132的端部开设有对应的螺纹段，两根牵拉杆131分别与螺套132螺纹连接，从而在转动螺套132使螺套132和牵拉杆131相对转动时，两根牵拉杆131同时做相互靠近或远离的运动。
牵拉杆131的外周面开设有若干沿牵拉杆131轴线对称设置的卡口133，单根牵拉杆131上的卡口133数量至少为两组，且两组卡口133之间绕牵拉杆131的轴线互成一定的夹角，该夹角可以为90°，卡口133用于便于扳手卡接夹持圆柱型的牵拉杆131。螺套132中部贯通开设有若干插接孔，插接孔用于供外界的插杆插入，从而便于在转动螺套132时施力，插孔和卡口133配合可以便于使用者相对转动螺套132和牵拉杆131。
两组牵拉杆131远离螺套132的一端均螺纹连接有连接头14，连接头14包括两组夹持片143和固定在两组夹持片143之间的轴线与牵拉杆131的轴线垂直的转轴142，连接部11、承载部12分别与转轴142可拆卸铰接。牵拉杆131远离螺套132的一端套接有与牵拉杆131螺纹连接的止松螺母141，止松螺母141用于与连接头14抵紧，从而增大连接头14与牵拉杆131螺纹连接时的压力，增大螺纹间抵接的摩擦力，实现止松和螺纹自锁。
连接部11包括用于与立柱2套接的抱箍，抱箍的两端与伸缩杆13端部的连接头14铰接。承力部包括两组正对的三角形的承力板121，两组承力板121的其中一端与伸缩杆13远离连接部11的端部的连接头14共同铰接，两组承力板121远离伸缩杆13的端面共同固定有用于与角梁4或挑梁3下端面抵接的承托板122，其中承力板121和承托板122均镂空设置。在支撑角梁4或挑梁3时，承托板122与角梁4或挑梁3的下端面抵接，通过伸缩杆13施力将角梁4或挑梁3托起。
本申请实施例一种古建筑梁架斗拱21体系原位修复施工方法的实施原理为：
在安装牵拉件1时，先将伸缩杆13调整至合适的长度，然后将承载部12、连接部11分别与角梁4和立柱2安装，再将伸缩杆13的两端分别与承载部12和连接部11铰接，最后通过收缩伸缩杆13的长度，使伸缩杆13将角梁4以及角梁4上的承载的载荷传导至立柱2，减少了直接施加在角梁4上的压力和荷载，从而使角梁4和角梁4上方的飞檐5保持平整耸立。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
1.一种古建筑梁架原位修复施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：勘察记录梁架构造、计算载荷、检查梁架构架；
步骤二：预制牵拉件(1)；
步骤三：将斗拱(21)上方的飞檐(5)、挑梁(3)和角梁(4)进行卸载、扶正，并对损坏的挑梁(3)、角梁(4)或斗拱(21)进行修复或更换；
步骤四：安装牵拉件(1)，通过牵拉件(1)将角梁(4)和立柱(2)相连，对角梁(4)伸出立柱(2)的一端施加倾斜向上的斜拉力；
步骤五：逐渐释放斗拱(21)上方的飞檐(5)、挑梁(3)和角梁(4)的荷载，完成修复。
2.根据权利要求1所述的一种古建筑梁架原位修复施工方法，其特征在于：所述牵拉件(1)包括用于与立柱(2)连接的连接部(11)、用于与角梁(4)或挑梁(3)连接的承载部(12)；所述连接部(11)和承载部(12)之间设置有长度可调节的伸缩杆(13)，所述伸缩杆(13)的两端分别与连接部(11)和承载部(12)水平铰接。
3.根据权利要求2所述的一种古建筑梁架原位修复施工方法，其特征在于：所述伸缩杆(13)包括两根牵拉杆(131)和位于两根牵拉杆(131)之间的螺套(132)，所述螺套(132)两端分别开设有螺向相反的内螺纹，两根所述牵拉杆(131)分别与所述螺套(132)螺纹连接。
4.根据权利要求3所述的一种古建筑梁架原位修复施工方法，其特征在于：两组所述牵拉杆(131)远离所述螺套(132)的一端均螺纹连接有连接头(14)，所述连接头(14)包括轴线与所述牵拉杆(131)的轴线垂直的转轴(142)，所述连接部(11)、承载部(12)分别与所述转轴(142)铰接。
5.根据权利要求2所述的一种古建筑梁架原位修复施工方法，其特征在于：所述连接部(11)包括用于与立柱(2)套接的抱箍，所述抱箍的两端与所述伸缩杆(13)的端部铰接。
6.根据权利要求2所述的一种古建筑梁架原位修复施工方法，其特征在于：所述承力部包括两组正对的承力板(121)，两组所述承力板(121)的其中一端与所述伸缩杆(13)的端部共同铰接，两组所述承力板(121)远离所述伸缩杆(13)的端部共同固定有用于与角梁(4)或挑梁(3)下端面抵接的承托板(122)。
7.根据权利要求1所述的一种古建筑梁架原位修复施工方法，其特征在于：所述承力板(121)和承托板(122)均镂空设置。
8.根据权利要求3所述的一种古建筑梁架斗拱(21)体系原位修复施工方法，其特征在于：所述牵拉杆(131)的外周面开设有若干沿所述牵拉杆(131)轴线对称设置的卡口(133)。
9.根据权利要求3所述的一种古建筑梁架原位修复施工方法，其特征在于：所述螺套(132)中部贯通开设有若干插接孔。
10.根据权利要求4所述的一种古建筑梁架原位修复施工方法，其特征在于：所述牵拉杆(131)远离螺套(132)的一端套接有与牵拉杆(131)螺纹连接的止松螺母(141)，所述止松螺母(141)用于与所述连接头(14)抵紧。
技术总结