济渎庙为全国重点文物保护单位，建于隋开皇二年（582年），是我国现存最完整、规模最大的四渎祠庙，位于河南省济源市。寝宫是济渎庙的主体建筑，建于北宋开宝六年（公元973年），为河南省现存最早的木结构建筑，其屋顶坡度平缓，出檐宽广深远，斗栱雄巨疏朗，虽经宋、金、元、明、清历代维修，但主要结构构件和整体面貌没有大的改变，是研究宋代古建筑的珍贵实例，具有极高的历史价值和建筑价值。近期，济渎庙寝宫维修工程基本完工。此次维修由古建筑专家郭黛姮主持设计，河南省的杜启明、杨焕成、张家泰、吕军辉、赵刚、余晓川等一批古建筑专家参与方案论证和施工咨询，大家群策群力、反复研究、逐步解决了一系列重大技术难题。可以说，此次寝宫维修工程是科学维修宋代木结构古建筑的一件典型案例，代表了目前河南省古建筑维修工程的最高水平。本文简要回顾寝宫维修工程中的主要技术难题与解决方法，希望对古建筑界的同仁们有所帮助。
寝宫的基本情况
寝宫坐北朝南，平面呈长方形，面阔五间（20.9米），明、次、稍间面阔依次递减，进深四架椽（8.14米）。
四周一共14根檐柱，外檐柱向内稍有侧脚，角柱比明间檐柱稍有生起。柱头施阑额和普柏枋，通过阑额相互拉结形成一体。殿内四根柱子分别位于四榀梁架的中部位置，但与承接的四椽栿没有合理交接关系，用材比檐柱小很多，柱础形制也与檐柱明显不同，应为民国初年维修时增加的柱子。
关于横向梁架，前后檐柱之间通过四椽栿相互联系；明间两榀及西次间一榀梁架的四椽栿前后端伸入前后檐柱头铺作，外出为外跳第二跳华栱；四椽栿之上立两蜀柱及单斗承托的平梁，上承下平槫，蜀柱与檐柱柱顶之间施剳牵；平梁上立蜀柱承脊槫，蜀柱顶置大斗，斗口设有丁华抹颏栱，单栱承托替木、脊槫，用叉手支顶脊槫。东次间的四椽栿为1964年维修时更换，截面比其他三根四椽栿宽厚很多。
关于纵向梁架，在四椽栿中部梁上皮位置，设有襻间枋；蜀柱顶有顺脊串；东西两榀梁架与对应的两山檐柱之间，以丁栿相连，丁栿一端伸入山面柱头铺作，前出为第三跳耍头，另外一端搭在四椽栿背上；在四椽栿两端背部，承托来自补间铺作里跳的素枋，此素枋围成一圈，加强了梁架的整体性。
外檐斗栱分为柱头铺作、补间铺作、转角铺作三种。转角铺作4朵，为五铺作单栱双杪偷心造。正身外跳诸栱与横栱相交出跳相列，华栱列泥道栱，令栱列小栱头；45°方向出两跳华栱，上出角昂；内跳角华栱出三跳，偷心，上施鞾楔承接角昂后尾。柱头铺作10朵，为五铺作单栱双杪不出昂。外跳，第一跳华栱偷心，第二跳华栱上施令栱出耍头，令栱之上为替木承橑风槫；横栱，泥道栱上施两重素方，素方间施散斗。里跳，第一跳华栱改为木沓头，承在四椽栿下。补间铺作10朵，为五铺作单栱双杪不出昂，前后檐每间各施补间铺作一朵，山面未施补间铺作。外跳，第一跳华栱偷心，第二跳华栱上施令栱出耍头；泥道栱上施两重素枋，素枋间施散斗；里跳形同外跳。
屋顶施黄色琉璃瓦，正面、背面均用绿色琉璃瓦码出三个菱形。从吻兽上的刻字得知，屋顶瓦件曾在清光绪三十一年（1905年）维修时更换过。
寝宫维修工程的基本情况
此次维修前，寝宫存在严重残损病害。由于柱子支顶，四椽栿出现横纹劈裂；外檐斗栱残损严重，承托挑檐的出跳栱普遍向下倾斜，大量构件扭闪、错位、挤压，导致撩风槫滚动、走闪，影响屋面整体稳定。瓦件残损严重，屋面漏雨，导致木构件糟朽腐坏。2013年9月，寝宫维修工程经国家文物局批准立项。此后，由具备文物保护工程勘察设计甲级资质的北京清华同衡规划设计研究院制作了维修方案，设计主持人为清华大学教授、国家一级注册建筑师郭黛姮。维修方案通过了河南省文物局组织的专家论证和审批，维修方式为揭顶整修，主要整修部位为屋顶、铺作层和梁架。2016年10月，经公开招标，由具有文物保护工程施工一级资质的河南裕达古建园林有限公司进行施工。监理单位河南东方文物建筑监理有限公司具有文物保护工程监理甲级资质。目前寝宫维修工程已基本完工，正在等待全面验收。
四椽栿受力问题的解决
正常宋代木结构建筑的受力体系是，梁栿受力后中部微微下垂，端部微微上翘，与具有侧脚、生起的檐柱共同形成向中心挤压的力量，斗栱的榫卯因此挤紧，形成一个稳定平衡的受力状态。寝宫四椽栿下的民国时期柱子，虽然起到支护作用，但改变了原本的受力体系。四椽栿中部被向上顶起，出现横纹劈裂。四椽栿两端下垂，导致斗栱受力不合理，普遍出现歪闪、变形、斗耳脱落等现象，进一步引发撩风槫滚动、走闪和屋檐下垂，甚至造成了部分受力构件断裂和局部坍塌。这就需要卸除中柱荷载，对四椽栿进行结构补强，对外檐斗栱各构件进行维修、归位、找平，重新形成稳定平衡的受力状态。针对寝宫四椽栿的受力情况，设计单位还进行了力学验算。根据国家木结构建筑的标准规范，考虑寝宫屋面荷载，约8米跨度的四椽栿断面至少应为60厘米×30厘米，但现存断面仅为40.2～47厘米×38厘米。如果撤除中柱，仅靠四椽栿不足以承担相应受力荷载。
为解决这项技术难题。设计方提出了第一套方案，计划采用新材料碳纤维布进行四椽栿包裹加固，并取消四椽栿下的柱子。碳纤维布广泛应用于加固混凝土结构建筑，具备诸多优点。一是强度高，经计算能够有效加强四椽栿承载能力。二是柔性材料，不需要对四椽栿粘接面进行平整处理，对周围构件扰动很少。三是密度小、厚度薄，基本不增加四椽栿自重和断面尺寸。四是加固过程可逆。围绕是否使用碳纤维布，专家们进行了激烈争论，认为使用碳纤维布也存在一些问题。一是碳纤维布理论上使用寿命至少为20至30年，但从20世纪80年代开始用于混凝土建筑至今，其使用寿命还没有得到长期历史的检验，而古建筑维修必须为历史负责。二是实地考察发现，大量使用碳纤维布加固木结构古建筑的案例在全国范围内都很少，用于加固跨度8米的主要承重木梁，更是没有先例。三是四椽栿下的柱子反映了历史维修信息，应尽可能予以保留。
最后，寝宫维修工程采用了更传统、更稳妥的另一套方案。在四椽栿上皮用环氧树脂贴补木枋，两端各加两道钢箍箍紧，用这种方法增加了四椽栿的截面尺寸，满足了受力要求。同时，保留了四椽栿下的柱子，并将其上端截短，与四椽栿间留出5厘米的间隙，中间为弹性橡胶垫片。
白蚁虫害问题的解决
2017年3月，在寝宫维修工程施工中，墙内柱、普柏枋、斗栱等部位发现了白蚁虫害。白蚁是群居动物，其破坏具有广泛性、严重性、隐蔽性、传染性的特点，对木结构建筑危害极大。以往主要活动于淮河以南，近年来，由于冬季气温偏高，白蚁活动区域有向北扩散的趋势。如何做到既消灭白蚁虫害，又尽可能保留遭受虫害的寝宫原构件，这成了摆在大家面前的一项难题。
为此，施工、设计、监理、建设单位反复商讨，并与古建筑专家们开会交流，最终形成了一套科学的办法。对于白蚁虫害，由河南舞钢市白蚁研究所进行治理，采用了投药诱杀、室内外地坪埋设诱饵、设置诱杀监控坑等方法予以消灭，并长期跟踪治理。对于木构件，全部进行药剂涂刷、喷洒等以防治白蚁。对于被白蚁危害过的木构件，尽最大程度保留其历史信息。例如，很多墙内柱虫蚀严重，虫蚀超过柱高三分之一的采用抽芯留皮法予以更换，并保留柱头；虫蛀不超过柱高三分之一的去除虫蚀部位后进行墩接；轻度虫蛀的进行剔补包镶。普柏枋、斗栱、四椽栿等虫害较轻，也采用类似方法分虫害程度进行了相应处理。
对历史维修相关问题的反思和处理
寝宫经过历代多次维修，保留了很多历史维修留下的痕迹。此次维修工程严格按照“修旧如旧”原则，最大限度保留了寝宫的原形制、原结构、原材料、原工艺。但是，历史维修中的一些错误做法，对寝宫造成了不利影响，我们在此次维修工程中进行了慎重研究和科学处理。一是民国时期在四椽栿下增加的四根柱子，改变了寝宫原本的受力结构，导致了一系列问题。此次维修后仍然保留这四根柱子，但卸除了其荷载。二是寝宫的墙体原为土墙，在历史维修中被包上一层青砖，但砖墙上没有留下通风用的柱窗，使得墙内柱长期处于潮湿环境，一定程度上导致了虫害和糟朽。此次维修中，我们在砖墙上的柱根和柱头部位增加了柱窗。三是1964年维修时，更换了东次间东缝的四椽栿，并做成弯曲形状以仿照宋代月梁，其截面也比其他四椽栿宽厚很多。但今天来看，仿制的并不好，与宋代月梁的形状相差较远，此次维修中仍然保留。
来源：中国文物信息网
