技术领域
[0001] 本
发明涉及古建筑木结构修复技术领域，具体为一种局部腐朽古建木梁的原位植筋灌注加固方法。
背景技术
[0002] 古建筑是科技文化知识与艺术的结合体，也是重要的历史载体，承载了丰富的人文内涵。我国古建筑以木结构为主，在建筑规划、结构构造和文化艺术等方面都取得了辉煌成就。许多古建木结构一直挺立至今，彰显了木结构建筑的优良特性。
[0003] 古建木结构在长期服役过程中，受各种荷载的作用及自然环境的侵蚀，不可避免会出现各种损伤。古建木结构木梁出现虫蛀和腐朽时，会造成梁
力学性能的退化，进而威胁整体结构的安全性，需要进行加固修复。对于损伤程度不严重的梁，可以采用涂刷或
喷涂防腐剂、在虫孔中灌注高分子灌浆料的方式进行修复；当损伤程度较大时，如构件截面缺损严重时(例如构件受损面积高达构件截面高度的50％时)，由于木梁处于受弯状态，即梁截面下部受拉，上部受压，即使对腐朽的空洞填充灌浆料，由于填充材料和木材之间的粘结性能有限，也不能有效恢复木梁的承载力。目前，对于出现局部严重腐朽的构件，往往采用直接替换的方式进行修复。替换方法一般需要进行落架，不仅工期长、
费用高，而且需要对原有结构进行拆解，难免会破坏原有结构和构造，极易造成次生损害。另外对木梁替换，会造成文物信息的不可逆丢失，这与古建维修尽可能保留原有文物的信息的原则相违背。
[0004] 除落架替换外，现有的一些
专利公开了一些古建木结构木梁的加固修复方法。如“古建筑木结构原位修复方法”(
申请号200910041608.8)中所述的利用虫蛀孔灌注防腐剂及高分子
灌浆材料对虫蛀木构件进行防腐防虫处理；又如“木梁加固施工方法”(申请号201310261127.4)中所述的利用预
应力钢筋对木梁进行的加固的方法。
[0005] 上述古建木梁加固修复方法主要存在如下问题：
[0006] 1)“古建筑木结构原位修复方法”(申请号200910041608.8)公开的技术修复加固后仅能抑制或减缓木材腐朽的继续发展，对于木梁承载性能的增强作用有限。同时，该技术仅适用于截面受损面面积较小且孔洞位于构件内部时的木构件加固，对于截面受损较大，或表层出现损伤的构件并不适用。
[0007] 2)采用“木梁加固施工方法”公开的技术进行加固时需要外加
垫块、锚
固件及预应力筋等构件，外加的构件外露，破坏了古建木结构的外观。且该方法需要在木梁端部设置锚固件，对于端部插入木柱的木梁并不适用。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于克服
现有技术的不足之处，提供一种局部腐朽古建木梁的原位植筋灌注加固方法。本发明方法在不需要落架的情况下对局部严重腐朽木梁进行加固修复，在不改变木梁外观的情况下恢复木梁的抗弯承载力。
[0009] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0010] 本发明提出的一种局部腐朽古建木梁的原位植筋灌注加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0011] 1)采用阻抗仪或应力波等无损或微损方法对木梁上的腐朽
位置进行
定位；
[0012] 2)在木梁腐朽位置两侧分别设立竖向
支撑杆和侧向支撑杆，所述竖向支撑杆、侧向支撑杆和木梁之间设置有垫板，该垫板靠近木梁腐朽位置一侧的边缘至木梁腐朽位置边缘的距离不超过1倍梁高；
[0013] 3)对木梁腐朽位置进行切割、打磨，将腐朽的木材清除，直至露出未腐朽的木材并形成一个孔洞，该孔洞大小应保证腐朽木材全部被清除，且未腐朽木材
切除厚度不超过20mm；采用0.3～0.7MPa气流冲洗所述孔洞的表面，直至将杂物清理干净；
[0014] 4)在所述孔洞两侧平行于木梁纵轴方向钻设若干植筋孔，各植筋孔的深度不小于植筋孔直径的3倍，各植筋孔轴向之间互相平行，且间距不小于3.5倍植筋孔直径，最外层植筋孔与木梁表层的距离不小于2倍植筋孔直径；
[0015] 5)在各植筋孔中注入适量结构胶粘剂，然后插入增强筋，使增强筋与木梁牢固粘结；所用增强筋为
钢筋或
纤维增强
复合材料，其直径比植筋孔的直径小1-4mm，且增强筋的横截面积之和与其
抗拉强度的乘积不小于2倍所述孔洞在木梁横截面的投影面积与木材抗拉强度的乘积；由所述孔洞两侧伸出的增强筋在长度方向具有重叠，重叠长度不小于5倍增强筋直径；
[0016] 6)采用内侧涂有
脱模剂的模板将所述孔洞处木梁包裹，木梁底部的模板开设有与灌注管连接的灌注孔，木梁侧面的模板设有通气孔，通过所述灌注孔向孔洞内灌注高分子灌浆料，直至孔洞被填满；
[0017] 7)待灌注的浆料完全
固化后拆除所述模板、支撑杆和垫板。
[0018] 本发明的优点：
[0019] 1)采用本发明方法对局部腐朽古建木梁进行加固时，不需要落架，对原有古建结构的扰动小，维修周期短、维修费用低，特别适用局部腐朽严重的古建木梁。
[0020] 2)截面损伤后木梁底部的拉力将不能连续传递，采用本发明方法处理后，木梁底部拉力可通过植筋胶缝-增强筋-填充体-增强筋-植筋胶缝-木梁的方式进行连续传递，修复后可恢复木梁的抗弯承载力。
[0021] 3)灌浆材料固化后表面与木梁原表面齐平，且无外露的外加构件，尽可能地保证了古建木梁外观不受破坏。对加固处可以不作饰面处理，具有良好的可识别性，便于后期检修测量；如进行饰面处理，则可保证外观与木材一致。
附图说明
[0022] 图1为本发明
实施例所处理的已出现局部腐朽的古代木结构梁柱构架的结构示意图。
[0023] 图2为本发明实施例设置的支撑杆及垫板示意图。
[0024] 图3为本发明实施例处理后在木梁上形成的孔洞示意图。
[0025] 图4为在图3所示孔洞中钻设的植筋孔示意图。
[0026] 图5为在图4所示植筋孔中插入增强筋的示意图。
[0027] 图6为在图5所示已插入增强筋的木梁外侧设置模板的示意图。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图及实施例，对本发明的技术方案进行进一步说明。
[0029] 本发明实施例的一种局部腐朽古建木梁的原位植筋灌注加固方法，适用于截面受损面积达到总高度的50％或截面受损面积位于受拉区时且高度达到梁高的20％以上时的木梁，将本发明方法用于如图1所示的古代木结构梁柱构架(图中仅示意性地展示了其中的一跨结构)，该梁柱构架主要由木柱1和木梁2组成，在木梁2上已出现局部腐朽21。本发明方法具体包括以下步骤：
[0030] 1)采用阻抗仪或应力波等无损或微损方法对木梁腐朽位置进行定位。
[0031] 2)如图2所示，在木梁腐朽位置两侧分别设立竖向支撑杆32和侧向支撑杆31，防止在木梁在施工过程中断裂。竖向支撑杆32、侧向支撑杆31和木梁2之间设置有垫板33，垫板33靠近木梁腐朽位置一侧的边缘至木梁腐朽位置边缘的距离不超过1倍梁高，防止支撑杆与木梁
接触部位局部受力造成损伤，垫板33的尺寸与木梁的尺寸相匹配。
[0032] 3)如图3所示，对木梁腐朽位置21进行切割、打磨操作，将腐朽的木材清除，直至露出未腐朽的木材，形成一个孔洞22，其大小应保证腐朽木材全部被清除，且未腐朽木材切除厚度不超过20mm(木材是否腐朽可通过木材
颜色、组织结构是否疏松进行判断，必要时可采用阻抗仪和皮螺钉等检测设备进行确认)；采用0.3-0.7MPa气流冲洗孔洞22的表面，将锯末等杂物清理干净。
[0033] 4)如图4所示，在孔洞22两侧平行于木梁纵轴方向钻设若干植筋孔23，植筋孔23的深度不小于植筋孔直径的3倍，各个植筋孔轴向之间互相平行，且间距不小于3.5倍植筋孔直径，最外层植筋孔与木梁表层的距离不小于2倍植筋孔直径。
[0034] 5)如图5所示，在各植筋孔23中注入适量结构胶粘剂，然后插入增强筋24，使增强筋24与木梁2牢固粘结。所用增强筋24可为钢筋或纤维增强复合材料等，其直径应比植筋孔23的直径小1-4mm，且增强筋的横截面积之和与其抗拉强度的乘积不小于2倍孔洞22在木梁横截面的投影面积与木材抗拉强度的乘积。由孔洞22两侧伸出的增强筋在长度方向应有重叠(重叠处增强筋不进行绑扎或
焊接)，重叠长度不小于5倍增强筋直径。
[0035] 所述的结构胶粘剂为我国相关标准和规范认可的满足植筋工艺的结构胶粘剂，包括但不限于酚
醛树脂及其改性树脂、异氰酸酯、三聚氰胺脲醛共缩聚树脂、环
氧树脂等。注入植筋孔23中的胶粘剂的量应保证放入增强筋后能填满增强筋和植筋孔23之间的缝隙，并略有挤出，待胶粘剂完全固化后，增强筋24与木梁2牢固粘结在一起。
[0036] 6)如图6所示，采用模板25将孔洞22处木梁包裹。包裹之前在模板内测涂脱模剂。底部模板开设灌注孔27，与灌注管28连接。在侧面模板设置一个面积不小于100mm2的通气孔26。通过下侧灌注孔27向孔洞22内灌注高分子灌浆料，直至孔洞22被填满。
[0037] 所述高分子灌浆料为
环氧树脂材料等常温固化材料，并添加环氧树脂
质量3％-5％的木纤维作为辅助性材料。
[0038] 7)待灌注的浆料完全固化后(一般灌注完毕48h时后)拆除模板25、支撑杆和垫板。灌浆材料固化后表面不光滑的，则进行打磨处理。
[0039] 对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，对对上述实施方式进行的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各个组成部分均可用现有技术加以实现。
