新昌大佛寺之無量橋病害的現(xiàn)場無損檢測與評估

趙菊芹 葉 良

(1.新昌縣博物館(新昌縣文保所)，浙江 新昌 312500； 2.浙江科技學(xué)院，浙江 杭州 310012)

無量橋(如圖1所示)位于新昌大佛寺內(nèi)部，背后(南側(cè))即為石窟寺山體，是第七批全國重點文物保護(hù)單位——大佛寺石彌勒像和千佛巖造像的一部分。無量橋背后(南側(cè))即為石窟寺山體，頂部為重修的兩層木質(zhì)閣樓，與無量橋前端三層罩閣合成五層寶塔形閣樓，橋拱下成為石窟之外延，成為殿堂一部分；無量橋東西走向，全長42.3 m，拱頂高16.1 m，寬約8.7 m，略低于石窟洞高，與石窟洞口下端緊密相銜接；拱頂厚約1 m，拱跨約13.3 m，約為拱跨的1/13；拱高約7 m，矢高比約為0.5。拱券采用聯(lián)鎖分節(jié)并列式，為單孔實腹、薄拱、半圓石拱橋。2015年新昌縣文物管理委員會辦公室啟動了無量橋保護(hù)工程。首先對無量橋現(xiàn)狀與病害進(jìn)行勘察與評估，并根據(jù)勘察與評估提出保護(hù)方案。本工作重點介紹無量橋病害的現(xiàn)場無損檢測與評估研究。

1 無量橋變形勘察

1.1 橋面標(biāo)高

通過水準(zhǔn)測量方法測定橋面各待測點(本次測繪根據(jù)本體特征，選擇北側(cè)望柱底部位置為待測點，即側(cè)墻頂部垂帶石面)高程，比較東西兩橋臺對稱位置待測點的高程數(shù)值，來反映橋面的沉降變化。本次測量使用天寶DINI03數(shù)字水準(zhǔn)儀施測，測繪成果數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。

表1 無量橋橋面標(biāo)高對比

根據(jù)表1顯示，東側(cè)橋面略比西側(cè)橋面低，其他的基本一致。西橋臺橋面標(biāo)高較平順，但東橋臺中部有凹陷現(xiàn)象。

1.2 橋臺側(cè)墻外鼓

橋臺側(cè)墻外鼓測量采用極坐標(biāo)法測定側(cè)墻垂線方向上若干點(測定點的數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場外鼓大小和面積合理確定)的三維坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行豎向數(shù)據(jù)對比，以測線的兩端為基點，計算中間各點相對兩端基點的外鼓或內(nèi)凹量(暫未考慮頂部外閃情況)，以反映側(cè)墻外鼓或內(nèi)凹程度。東側(cè)側(cè)墻外鼓測繪成果數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。

表2 橋臺側(cè)墻外鼓測繪數(shù)據(jù)

測繪結(jié)果顯示：西橋臺基本無外鼓現(xiàn)象，但東橋臺整體外鼓嚴(yán)重，最大傾角位于轉(zhuǎn)角處，為4.6°(與下端的連線與基準(zhǔn)線的夾角)，還有靠近橋拱處的外鼓量也較大，為4.03°(與上端的連線與基準(zhǔn)線的夾角)。

2 無量橋側(cè)墻裂縫勘察

由于無量橋側(cè)墻裂縫分布位置不能直接徒手丈量，本次測繪采用全站儀免棱鏡模式遠(yuǎn)距離直接觀測，根據(jù)裂縫分布位置和走向，實測每條裂縫的位置節(jié)點坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后直接繪制裂縫立面分布圖，計算裂縫長度。本次測繪具體數(shù)據(jù)如表3所示。

主要裂縫具體位置如圖2,圖3所示。

表3 無量橋側(cè)墻裂縫測繪數(shù)據(jù)

通過測量，結(jié)合現(xiàn)場照片，東側(cè)側(cè)墻存在著安全隱患，裂縫已經(jīng)導(dǎo)致側(cè)墻結(jié)構(gòu)松散，局部形成孔洞。

3 材料風(fēng)化程度檢測

3.1 券石表面水分測定及分析

本次測試使用感應(yīng)式水分儀MS310對拱券各個部位進(jìn)行了表面水分測定，測定結(jié)果如表4所示。

表4 各個部位水分值

由表面水分測定結(jié)果可以看出，券石底面有冷凝水，石窟寺內(nèi)較潮濕，且越接近地面，濕氣越重。

3.2 券石表面粗糙度測定

現(xiàn)場使用elcometer粗糙度儀對頂部表面各個部位進(jìn)行了粗糙度檢測，檢測結(jié)果如表5所示。

表5 各部位粗糙度

結(jié)果表明，內(nèi)券石表面粗糙度較大，越到拱底，粗糙度越大，此與環(huán)境潮濕及拱底曾經(jīng)的長期滲水有關(guān)。

3.3 券石表面強度測定

現(xiàn)場使用回彈儀對其強度進(jìn)行了測定，各部位回彈值及強度推定值如表6所示。

表6 各部位回彈值及強度推定值

由強度推定值可以看出，券石強度較低，約為新鮮凝灰?guī)r強度的一半。

4 結(jié)語

采用傳統(tǒng)的測量儀器測量橋面標(biāo)高、拱軸線變形、橋臺側(cè)墻外鼓、裂縫寬度等數(shù)據(jù)，可以精準(zhǔn)地勘察和評估無量橋現(xiàn)狀變形情況。采用感應(yīng)式水分儀、粗糙度儀、回彈儀等可以綜合評估無量橋石材的風(fēng)化程度。

勘察結(jié)果顯示西橋臺橋面基本無沉降，側(cè)墻基本無外鼓現(xiàn)象；東橋臺(側(cè)墻頂)中部有明顯的凹陷現(xiàn)象，側(cè)墻整體外鼓嚴(yán)重，側(cè)墻有多條大裂縫。無量橋北側(cè)(外側(cè))拱軸線有輕微的下趴現(xiàn)象，南側(cè)(內(nèi)側(cè))基本無此現(xiàn)象。券石表面有風(fēng)化現(xiàn)象，券石強度約為新鮮凝灰?guī)r強度的一半。券石底面有冷凝水，石窟寺內(nèi)較潮濕，且越接近地面，濕氣越重。干濕變化容易導(dǎo)致拱底抹灰開裂剝落及石材表面風(fēng)化剝落。