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土木工程新进展精选(九篇)

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土木工程新进展

第1篇:土木工程新进展范文

关键词:工程测量;土木工程;应用时效;测量新技术

测量是所有工程中必不可少的环节,有预测和度量的两层含义。工程测量实际上就是一种数据的采集、处理、放样、校对以及最终达到监测目的的综合操作过程,应用于建设工程中的所有测绘日程中,在土木工程中的应用也极其广泛,其实效性尤为突出。

一 工程测量的含义

工程测量有两层含义:1)用仪器确定空间、时间、温度、速度、功能等的有关数值。2)有关地形、地物等的测定工作。它是兼顾施工组织设计各环节的协调、发展和可持续的有力保障,拥有测量理论与度量数据、科学的方式方法和准确的组织推断凭证三要素。

二 工程测量的重要性

工程测量是土木工程作业的一部分,因为土木工程庞大,具有工种繁多,交叉作业明显,干扰大,更改难度大等特点,所以必须做好准备工作和有效实施。测量的质量将直接影响工程建设的质量,鉴于土木工程的特性,故工程测量应建立健全的检查制度,确保测量工具的精度,测量方法得当,测量数据全面,测量人员的安全意识。工程测量包括距离测量、角度测量和高程测量三部分。由于误差具有累加性和传递性,如不对工程测量误差做限值规范,那么工程测量将对整个工程造成非常大的影响,轻者造成停工误工、返工上的浪费,严重则造成工程功能性丧失的毁灭性伤害。

三 工程测量在土木工程中的应用

工程测量应用于土木工程的所有工序服务中,可以认为没有工程测量就无法进行工程建设,任何工序都是空谈。下面举例说明其中土木工程的相关应用实例。

(1)施工前勘测

施工测量应建立健全测量组织、操作规程和检查制度,在施工测量前应实地踏勘施工现场,对工程项目的地质、地形、地貌和周边环境进行全面勘测,根据实际情况编制测设详图,计算测设数据。测量前应检验和校正施工测量所用的仪器和工具,同时保证测量人员具有测量资质。施工前的工程测量是土木工程开展施工的前提,为施工组织设计书提供数据理论基础。

(2)施工阶段的测量

在施工阶段进行的测量工作是将图纸上设计建筑物的平面位置和高程,按设计与施工要求,以一定的精度标定到实地,作为施工的依据。在施工过程中仍需进行一系列的测量工作,主要内容有:建立施工控制网;依据设计图纸要求进行工程放样;每道施工工序完成后,通过测量检查各部位的平面位置和高程是否符合设计要求;随着施工的进展,对一些大型、高层或特殊建筑物进行变形观测等。

(3)设备安装过程中的测量

使用测量仪器根据设计图纸和基准,测定设备安装的标高基准点和中心线,并在安装过程中检测和复验安装设备的偏差和精度,保证将设备安装在正确位置上的工作。内容包括:参与基准控制网、基本水准点的定位定点的测量;检查、复测与验收设备基础的中心线、标高及沉降观测数据,复测基础轮廓及与设备相关的孔、洞、槽的尺寸和定位距离,地脚螺栓的精度保持一致;在连续性生产线上,各设备中位线、标高等,确认基础已具备安装条件;测定设备基础的主要基准点应与原始水准点组成水准环线,按二等分安装的基准点、沉降观测点、基准线和辅助线等;设水准测量精度和方法观测,全部基准点的高程测量应具备安装中的找平、找正和找标高的测定等测量工作,连续进行,以避免基础沉降而影响设备的安装精度;自设备安装到设备投产的全过程的定期基础沉降测量,实施设备安装测量的全过程包括施工前观测,并跟踪由于沉降而引起的设备标高的更改度量、施工测量和沉降观测三个阶段,中心线的位移和水平度的变化;安装结束时土木工程中设备安装位置、安装方式、整装协调性都需要工程测量。

(4)竣工监测

土木工程中竣工验收监测工作程序中的现场勘察、现场监测和数据统计处理的方式中都离不开工程测量,以此作为报告编制和报告审核阶段的数据凭证。同时项目验收时的关键点,如批复中专门提及的要求(监测工况和必要的原材料)、人环问题和总量问题等都需要严格测量,提供达标数据。

(5)后续维护测量

质量是企业的生命,更是土木工程的生命。在土木工程处于保修阶段时,工程监理检查工程质量状况、鉴定质量责任问题都需要一定的数据依据,此依据的出具仍需要精准的工程测量。

四 工程测量新技术

随着土木工程行业的不断发展与进步,企业对质量关注度的提升,工程测量的技术革新势在必行。数字化技术、全球定位技术GPS、地理信息技术GIS、遥感技术RS等高新技术已逐步应用于工程测量中,给测量带来了便捷和高的可靠性,缩短了工时,提升了测量效率,从而大大增加了工程测量的营运效率和工程安全系数。如工程测量中的遥感RS技术,由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势得到快速的普及多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地表观测获取基础地理信息的重要手段。

五 结语

工程测量在土木工程中有举足轻重的作用,应用也是极其广泛的。随着人们对质量关注度的不断温升,土木工程中的工程测量工序也备受关注,新技术的引进着实给工程测量带来了便捷,同时也使得土木工程的运营效率逐步提升,质量得以保障,工程测量在土木工程中的应用价值更加显著。

参考文献

[1] 岳建平,陈伟清。土木工程测量(第二版) 武汉理工大学出版社

[2] 王劲松,鲁有柱。土木工程测量 中国计划出版社 2008.5

[3] 胡伍生,潘庆林,黄藤。土木工程施工测量手册 人民交通出版社 2005.1.1

第2篇:土木工程新进展范文

关键词:水利土木工程,扩充现实,技术,可视化

近年来,随着水利土木工程规模的越来越宏大,对环境的冲击力越来越大,为了预测工程对自然环境、人类健康和生活质量的影响,就要在工程开工前对其冲击力做出评价。最初主要应用可视化冲击评价(VIA)对环境作评价,是一种更加感官化的和描述性的方法,它主要关心人类的欣赏观以及人类同环境的交互关系。它通过在图纸和文字资料中查阅或通过绘图和尺度化的模型等方法来显示,这些方法不直观或不能很好地反映客观情况。后来虚拟现实系统(VRS)开始盛行,在英法海底隧道工程、香港机场填海工程、三峡截流工程等大型工程中得到了广泛应用。虽然VRS可以让用户对计算机合成的虚拟环境进行体验和交互作用,但VRS通常需要繁重的建模和昂贵的三维图形加速器来快速绘制复杂的场景,并且绘制的画面不够自然逼真。而扩充现实技术(AR)将拥有丰富视觉信息的真实世界与VRS相结合,实现了虚拟世界与真实世界的结合。基于实景图形构造出的虚拟图像比VRS的逼真度要高,易于实现实时交互,免除了建模工作的繁琐程度且不需要昂贵的三维图形加速器,大大提高了工作效率,给水利土木工程领域带来了巨大的经济效益。

1. 扩充现实技术

VRS技术是一种通过计算机图形学、人机交互、传感、人工智能等技术用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人通过适当装置,作为参与者自然地对虚拟世界进行体验和交互作用的技术。由于VRS给人的感觉不真实,人们便将拥有大量有效信息的真实世界与VRS相结合,扩充现实技术(AR)就诞生了。AR使观察者不仅能够看到真实世界,还可以看到扩充了的真实世界的、来自于计算机模型的信息,从而具有更丰富的空间信息。AR技术是将科学技术转化为生产力的一个结合点,它可以广泛应用于大型土木工程建设的仿真、城镇与环境规划、环境评价等,还可以用于医疗、娱乐和军用飞机等。将AR技术较好地应用于大型水利土木工程可以实现更加客观地对方案进行设计,对工程施工过程进行指导和对工程信息平台进行建设,为专家和领导提供准确、及时的支持决策。

2. 方法

扩充现实最本质问题就是将计算机所产生的虚拟物体准确地添加到图像序列当中。实现扩充现实技术的方法以及辅助工具较多,在这篇文章里,讨论了更加实用的扩充现实技术,这种方法不需要使用己知的三维标定物对像机参数事先标定,即基于视觉的免标定扩充现实。当将三维虚拟物体放进用户环境的过程中,首先要确定虚拟物体在三维场景中的准确位置,通常用仿射或透视进行定位,然后当像机位置改变时,虚拟物体应相对像机做正确的投影。由于虚拟物体添加到场景中的过程中,有可能和场景中的实物之间产生遮挡,故在实际的算法中,须考虑这一点。

2.1 基于四点的仿射结构

根据运动的仿射结构,可以推出点的仿射重建特性。假设O,P1,P2,P3是场景中的四个非共面点,由这四个点构成空间仿射系的基。假设P为空间中的任意一点,则P的投影可以表示为:

公式(1)

m表示第m帧图像, 是点P的投影,P1,P2,P3是基点,u、v为P的投影坐标, 是原点的投影, 是P点仿射坐标的齐次表示,公式(1)表示仿射框架下的投影方程。由此可知只要在每帧图像中获得场景的任意四点坐标就可以得到投影矩阵。

2.2 虚拟物体的定位

在仿射坐标下,基点位置决定虚拟物体的位置,诸如Z缓冲、剪切等图形操作可以进行,这样可以对空间物体在深度方向上进行排序,进行消隐。光轴η可以表示为

公式(2)

空间点P的变换可表示为

公式(3)

w是P的z值。

2.3 虚拟物体的放置

采用交互式方法确定虚拟物体上一点在两帧图像中的位置。两帧图像中点P的位置是有关联的,只要确定点P在一帧图像中的位置,就可以根据对极几何确定点P在另一帧图像中的位置。点P的位置确定后就可以求出仿射坐标,实现重投影。

2.4 扩充现实中的遮挡问题

以上方法可以使虚拟物体叠加到真实场景中,但是虚拟物体与真实场景会出现相互遮挡的问题。可通过立体图像的密度图导出其深度图来解决这个问题,然而这种方法的精确度不高。为此我们提出了一种采用基于轮廓关键点的方法,这种方法通过三维重建把阻挡轮廓恢复。通过两帧图像中阻挡轮廓关键点的坐标来得到每一帧图像阻挡轮廓的重投影。

3. 结果

本研究用数字照相机、带VC++软件的计算机来验证上述方法的有效性。首先用大方盒来模拟真实场景,取大方盒上的任意四个顶点为追踪点,构成仿射原点和基点。用小盒子模拟虚拟物体,交互获取小盒子的顶点坐标,解得小盒子各顶点的仿射坐标,重投影并消隐。结果表明利用此方法可以快速、准确地将虚拟物体投影到不同视点下的三维场景中,从而显示了此方法的有效性。

4. 结论

现实扩充技术通过虚拟物体与现实图像的融合为水利土木工程项目的可视化评价提供了一种手段,仅需一台数字摄像机和计算机,就可以对水利土木工程对环境的冲击做出评价,改善水利土木工程的仿真效果,对避免环境质量退化及实际工作有着特殊的意义,为水利土木工程的可视化冲击评价提供了广阔的应用前景,并且可以大大提高工作效率,给社会带来巨大的经济效益。

参考文献:

[1] 吴炜煜,任爱珠. 多媒体计算机辅助技术在土木工程领域的新进展[J]. 土木工程学报,2000,33(1): 1-4.

[2] 陈泽志,吴成柯,刘勇. 对极几何估计的鲁棒性新算法[J]. 计算机学报. 2000,

23(6): 634-639.

第3篇:土木工程新进展范文

关键词:弹性力学;土木工程;教学;探索

弹性力学是高等学校土木水利等专业的一门理论性与应用性都很强的基础课程,目前各高校很多学科根据本专业本科教育培养目标,实现宽口径、厚基础的教学基本要求,减少课时和精简内容。另外,土木类专业所面临的现代工程结构设计问题大多为非杆系的复杂结构体系,所以许多高等院校要求开设弹性力学和有限元课程,其目的是加强土木类本科生对复杂结构数值分析能力的培养,以提高他们从事科学研究和现代结构设计的能力。然而学生普遍认为弹性力学解决实际工程的能力远不如材料力学和结构力学,而且弹性力学理论抽象,数学推导麻烦,课程枯燥乏味,提不起学习兴趣。因此在现有的学时下如何保证教学的基本要求和基本内容,用什么方法和手段达到既增大信息量,减少教学时数,又能强化学生能力的培养,成为弹性力学教学中需要关注的问题。

一、高校弹性力学教学现状

为了提高结构力学和弹性力学的相关教学水平和研究成果,教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会结构力学及弹性力学课程教学指导小组定期召开工作会议,2006年工作会议在武汉理工大学召开,2009年工作会议在成都西南交通大学举行,2014年10月工作会议在北京工业大学举行,各高校在每次会议中都对弹性力学的教学进行了教学改革成果和经验交流,对教学实践、课程建设和资源积累等问题进行了研讨。北京工业大学在弹性力学的教学中也进行了很多研究和改革,北京工业大学弹性力学课程的设置和教学与国内其他高校具有类似特点与问题。2006年之前弹性力学作为土木工程本科专业的必修或必选课,学时一般为40学时左右,使用教材以徐芝纶《弹性力学简明教程》为主要教学参考书。在2007版本科教学改革之后,弹性力学在土木工程专业本科中仍然设置为学科基础必修课,但学时改为16学时,考试时采用闭卷考试,对学生学习要求较高,较多学生仍然认为太偏重于理论,理论抽象,数学推导烦琐难以理解,并且其解决实际工程的能力远不如结构力学。在2012版教学计划后,课程性质以及学时都没变,但考试时采用开卷考试,对学生的公式推导要求降低。改为16学时时,教师和学生的感觉都是时间太紧张,学习压力大,所以在刚完成的2015版土木工程本科教学计划中,弹性力学进行了很多变化,首先课程性质发生了改变,由学科基础必修课改为学科基础选修课,让学生有选择的空间,其次学时增加为24学时,让选修弹性力学的同学能真正学习到弹性力学的主要内容。所以目前在现有的学时下,如何保证教学的基本要求和基本内容,用什么方法和手段达到既增大信息量,减少教学时数,又能强化学生能力的培养,成为教学中关注的问题,由此也产生了弹性力学教学内容多和学时少的矛盾。许多高校和研究者在弹性力学课程教学和研究上进行了教学改革,取得了较多有益成果,尽管如此,土木工程专业弹性力学课程在以下几方面尚有待研究与改革:

(1)教学对象上,弹性力学通常主要在工程力学专业开设,需要充分考虑结合土木工程专业的特点。

(2)教学思路上,仍然偏向工程力学方法,在内容选择上较偏向数学,主要是理论上的教学,对理论分析和数值分析结合对比方面缺少。

(3)讲课内容中未能充分引入弹性力学领域的最新进展,尤其是与土木工程结构相关进展,因此在弹性力学课程的教学方式、教学内容、考试形式等方面需要进行一些思考和探讨,对弹性力学教学中的普遍与特殊问题进行研究与实践,将促进学校土木工程学科力学教学的发展。

二、尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平

根据高等院校土木类专业本科指导性专业规范以及2015版培养方案规定的学时,需要考虑在既有学时下,使学生的理论水平能达到当今土木类专业的培养要求。

1.重点突出弹性力学分析思路和概念。在教学中,在分析思路上,一般重点讲授弹性力学平面问题的相关问题,并且对弹性力学平面问题基本理论采取精讲的形式,对空间问题基本理论采取和平面问题基本理论相对比方法进行讲解。如果根据实际,直接从实际工程的三维问题,再到讲授二维问题可能更符合思维过程以及实际工程问题,使得思路更加自然,并且能节省教学课时。另外,在讲授方法思路中应突出思路、概念与结论。如弹性力学中的概念问题:弹性力学中应力的方向以及正负号的定义,平面应力问题和平面应变问题的区分,应力边界条件和位移边界条件的确定方法,处理局部边界条件的圣维南原理,等等,这些都是讲述平面问题基本理论中要熟练掌握的概念。

2.结合具体土木工程实例教学,附加一些分析程序和工具的介绍,拓宽学生分析方面的应用能力。在介绍分析思路时,需要结合有实际工程背景的工程算例来分析,这样可以明确学习目的,激发学生的学习动力。在理论分析完成后,还可以介绍相应的数值分析方法,介绍Matlab计算程序或有限元分析工具,对理论分析过程数值化,让学生自己操作计算,分析结果。最后由于土木工程专业学生在实际工作中需要学会运用,可以结合一些设计规范进行学习,如:公路隧道设计规范(JTGD70-2004)建议采用弹性力学数值方法—有限元法计算围岩的隧道支护结构内力和变形等,通过在理论分析结果和数值分析对比的同时,还可以通过规范要求进行验算。

三、根据当今土木类本科生的培养要求,编写适合土木工程专业学生使用的教材

就目前而言,对于土木类本科生的弹性力学课程,各高等院校所安排的教学内容、教学时数及选用的教材均存有不同。换言之,对教学内容、教学时数及教材均没有统一的指定,仍处在各高校教师根据自己的教学经验进行不断地探索与总结。目前已出版的弹性力学教材有很多种,所使用的教材一般为《弹性力学简明教程》,徐芝仑编,高等教育出版社出版。这本教材所涵盖的内容较多、较全面,也比较深刻,对概念思路的解释较为简洁,但仍然有需要改进之处:

(1)基本上从平面问题到空间问题最后到板壳一些特殊问题,分析讲解思路可以变化,让学生更快更容易的理解。

(2)理论讲解较多,实际土木工程案例的分析较少。

(3)理论推导比较多,数值分析对比较少,数值分析工具的应用较少等,另外学生学习的课余指导用书比较少。为此,编写更加适合土木工程专业的教材以及教材指导用书是有必要的。

四、改革单一的板书教学模式,研制《弹性力学》的CAI电子教案

作为一门强调理论与应用的课程,仅以单一的板书教学模式明显不足。例如,本课程中复杂的理论推导数学演示,这些均可通过CAI电子教案的教学来表述。此项教改工作的目的是在教学时数不足的情况下,就如何实现课堂教学气氛活跃、高效率地完成教学内容、突出理论联系实际等方面而为之。根据本课程教学大纲中教学内容的要求及依据更加丰富的教材,可以编制本门课程的CAI电子教案。在实际教学中,采用多媒体与板书相结合的教学模式,预期可以达到较好的教学效果,授课学生能给出较好的评价。另外,课内教学是本课程的主要任务。但由于本门课程在土木专业上的应用性较强,学生的课程设计、毕业设计均会遇到实际结构问题的数值分析,对此需要课外指导,因此建立教师学生互动平台和窗口也是有必要的。

五、结语

为了提高土木工程专业弹性力学课程教学质量和效果,本文分析了土木工程专业弹性力学课程的教学相关问题,并探索了土木工程专业弹性力学课程的教学改进方法。

1.尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平,使学生的理论分析水平达到当今土木类专业的培养要求。

2.根据当今土木类本科生的培养要求,编写适合土木工程专业学生使用的教材。

3.改革单一的板书教学模式,研制《弹性力学》的CAI电子教案,并建立教师互动平台和窗口。

参考文献:

[1]徐芝纶.弹性力学[M].第3版.北京:高等教育出版社,1990:181.

[2]马崇武,秦怀泉.力学与土木工程专业的力学课程教学[J].高等理科教育,2007,(6):135-137.

[3]张宇星,吕建国.工程力学考试方法的探索与实践[J].高等理科教育,2005,(4):128-129.

[4]铁木辛柯,古地尔.弹性理论[M].第3版.北京:清华大学出版社,2004:168.

[5]杨桂通.弹性力学[M].北京:高等教育出版社,1998.

[6]刘京红,等.土木工程专业弹性力学课程教学改革的探索[J].科技情报开发与经济,2007,(24).

[7]王雁然.弹性力学及有限元教学的实践与研究[J].建筑教育改革理论与实践,2005,(6)

[8]原方,吴洁.研究生弹性力学教学方法及问题探讨[J].力学与实践,2005,(2).

[9]周全太.土木工程专业弹性力学课程教学的若干思考[J].无锡教育学院学报,2005,25(2):73-76.

[10]W.C.Young&R.G.Budynas.TheoryofStructure(sSec-ondEdition)[M].北京:清华大学出版社.

第4篇:土木工程新进展范文

环境岩土工程课程作为本科高年级选修课,涉及岩土、环境、卫生工程以及土壤学等多个领域,是一门新兴的综

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[2] 张在明.对于发展环境岩土工程的初步探讨[J].土木工程学报,2001, 34(2): 1-6.

[3] 胡中雄, 李向约, 方晓阳.环境岩土工程概论[J].岩土工程学报,1990, 12(1): 98-108.

[4] 周健, 吴世明, 徐建平.环境与岩土工程(岩土工程新进展丛书)[M].北京:北京建筑工业出版社,2001.

[5] 朴春德, 曹丽文, 杨建平.环境岩土工程学课程研究型教学模式探讨[J].牡丹江师范学院学报:自然科学版,2012(3): 69-70.

[6] 胡敏云, 田兴长, 许四法.土木工程专业环境岩土工程课程建设探讨[J].高等建筑教育,2009,18(2): 88-90.

[7] 沙晨燕, 何文珊, 童春富,等.上海近期酸雨变化特征及其化学组分分析[J].环境科学研究,2007, 20(5): 32-34.

Teaching research and practice of environmental geotechnical engineering

RAO Pingping, SONG Zhongqiang, ZHANG Feixiang

(Department of Civil Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, P. R. China)

Abstract:

第5篇:土木工程新进展范文

关键词:土木工程生产实习改革与实践

中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:

随着科技的进步,新材料、新技术、新工艺不断涌现并应用到建筑结构中,对土木工程专业从业人员的理论知识、实践能力和创新能力提出了新的挑战。土木工程生产实习是土木工程专业教学计划中重要的实践环节,是巩固深化学生所学理论知识,培养学生实践能力和创新精神的重要手段。在学校卓越应用型人才的培养目标和实习教学资源越发紧缺的条件下,研究如何提高生产实习教学效果和加强学生实践能力、创新精神显得更加重要。

近年来,高校不断扩招,越来越多的应届毕业生缺乏实践经验和动手能力的形势下,各招聘单位却越来越注重毕业生实际的工作经验和动手能力。为此,各个高校都在积极寻求加强实践教学的措施和方法,本文将针对土木工程专业生产实习教学模式的改进进行初步的探索。

一、土木工程专业生产实习现状

1、生产实习时间短,不能系统掌握建筑全部施工过程。

根据土木工程专业教学计划,生产实习一般安排在第六、七学期,时间一般为两周左右。由于建筑工程项目的庞体性、复杂性、综合性、多样性,施工周期往往较长、而实习时间相对较短,实习期间有的工地在施工主体,而有的工地才刚刚开挖或已封顶,学生接触到的仅仅是一个或几个分项工程,很难系统的掌握建筑施工全过程。同时,学生进入工地实习需要一个适应过程,很多学生刚刚适应工地环境,实习就将结束,达不到预期的实习效果。

2、联系实习工地难度大。

建设项目参建单位多,关系较难协调。土木工程施工现场环境复杂,很多施工单位基于工程进度、施工安全等管理方面因素的考虑,不愿接收大批量的在校学生进场实习。部分施工单位虽然能接受部分学生实习,但是也不能确保施工实习的延续性和全面性。联系建设单位、监理单位安排实习,因为现场施工工程师没有得到实际利益,同时出于安全考虑,不允许学生亲自实践,限制了学生实习的范围和深度,大大影响了实习效果。

3、实习指导教师业务水平有待提高

很多民办高校教师队伍两极分化比较严重,多以外聘、返聘的老教师带动青年教师,中生代教师较少,以青年教师为主。很多教师都是一毕业就直接走向工作岗位,没有从事过土木工程设计、施工等工作,缺乏工程实践经验和管理经验,对施工现场生产工艺流程、施工组织管理等方面还不很熟悉,在实习指导过程中无法起到应有的指导作用。

4、学生对生产实习不重视,害怕吃苦。

施工现场技术人员因没有指导学生的义务,如果责任心不强的话会导致少数自我约束能力差的同学因为没有指导老师的监督,可能会放任自由,三天打鱼,两天晒网,甚至不去工地实习。这样在整个实习过程中,学生不可能去发现问题,更谈不上去分析和解决问题。同时,越来越多的90后成为了教学主体,优越的生活条件导致了很多学生吃苦耐劳的精神严重缺失。进入施工现场嫌脏怕累,不愿意深入施工一线,游离在工程之外,不能够掌握施工工艺、施工技术的精髓。实习结束后,指导教师对学生的实习成果性材料评价及考核不到位,流于形式。

5、实习地点分散,实习经费不足。

基于建筑行业特点,施工单位接收实习学生数量有限,一个项目部最多只能接收十几名或几名学生。学生实习地点多而分散,且外地实习单位居多,一名指导教师要联系指导好几个施工单位的实习学生,仅通过电话网络联系,很难起到监督指导的作用,定期赴施工现场检查学生实习情况,必将带来较多的交通、住宿、通信、伙食等费用。而实习经费不足是各高校普遍存在的问题,没有足够经费就难以选择最优的实习地点,也很难保证有充足的实习时间、质量和效果。比如我校现行生产实习经费按人头为100元/人,这些经费只能满足本地区企业的入厂费、讲课费和交通费等,无法满足其他内容的生产实习,更谈不上到外地企业。

二、生产实习教学的改革与探索

1、采取延续实习或跟踪实习的方式进行生产实习。

将生产实习安排在第六学期最后两周进行,有效利用暑假,延长工地实习时间。一般学生在进场两周之后才能逐渐适应施工现场工作环境。此时延长实习时间,将有助学生提升动手能力,帮助现场工程师进行现场管理,积累真正的工程经验。与实习单位保持联系,要求学生与工地工程师保持沟通状态,及时了解工程项目最新进展情况,并利用周末或假期时间进场继续学习。

2、加强校内、校外企业的合作与交流,建设稳定的实习基地。

对土木工程专业来说,实习基地是重要的教学场所,基地建设的好与坏,直接影响着生产实习教学的质量。

(1)校内实习基地建设

结合我校“专业知识+现代技能+职业素养”的办学理念,我院建立了建筑施工实习基地,引进了工作经验丰富的不同工种技术人员来校工作,可以在校进行模板工程、钢筋工程、混凝土工程、砌筑工程、脚手架工程、抹灰工程、建筑装饰工程、建筑电气工程、建筑安装工程等多个分部分项工程的施工操作实习。学生在进入施工现场前,提前学习了解施工现场环境及各个工种操作的特点,将大大缩短学生进入工地后的适应时间。同时,校内实习基地的建设大大节约了实习经费,学生进入工地很快能够上手,工地愿意接收学生实习,也节约了大量的实习入厂费。

(2)校外实习基地建设

通过协议,以校企联合、双方互惠的模式,建立实习教学基地。校方为企业优先输送优秀学生,在人才培训、委托培养、课程进修、技术咨询服务、信息交流等方面提供方便。企业为校方提供实习场地和资料,负责对学生进行安全教育,并委派技术人员指导、管理学生实习,在实习费用等方面予以优惠,为学生就餐、住宿等提供方便。

与就业资源相结合。我院设有就业组织机构,由就业院长牵头负责校企合作及毕业生就业推荐等事宜。通过多年的努力,积累了较为广泛的合作基础,已与多家建筑设计、施工单位建立了长期稳定的合作关系,并签订了协议,很多应届毕业生在这些单位参加毕业实习。利用这些合作单位,进一步扩展生产实习事宜,能够有效解决生产实习联系难的问题。

3、提高指导教师业务水平。

针对生产实习教学的重要性和特殊性,在选择指导教师时,要选择敬业精神强、能吃苦耐劳、结构和施工等方面的教师组成。并组成相对稳定的师资队伍,定期到施工现场学习,提高业务素质与实践能力,形成生产实习是一门独立专业课的概念,提高对生产实习重要性的认识。具体到某个实习工地,实习指导教师要先到工地熟悉有关情况,看懂图纸,了解现场的施工工艺;对现场用到的新技术、新材料、新工艺、新方法要加强学习;对施工现场的临时用电、机械设备、安全防护要做到心中有数。这些对提高学生的实践能力、深化对专业知识的理解与应用、扩大知识面等均起着重要的作用。

4、加强教师、学生管理,做好实习前动员,严把实习质量关,督促学生认真完成实习。

(1)加大教师监管、指导力度。指导教师的职责是负责实习工作的组织领导、学生分组、考勤、实习进度和解答学生在实习中遇到的理论问题。每名指导教师应与工地工程师、实习学生保持联系,及时掌握实习动态。在各个工地上指定学生负责人,当指导教师不能到场时,负责人应能及时总结和反馈工地实习学生状况。

(2)进入施工现场前做好实习动员工作。要求学生明确实习的意义,在实习期间须根据实纲完成单位工程施工组织设计和施工日志。实习结束后,结合施工组织设计及施工日志积累的资料进行分析和总结,写出图文并茂的实习报告,并由指导工程师和实习单位给予学生鉴定,返校后学生进行实习答辩。

5、结合实习地点等实际情况,积极调整生产实习经费划拨政策,适当增加实习经费投入。保证生产实习各个环节的运转顺畅,实习单位愿意接收学生参加实习,实习指导教师与学生、实习单位能够经常沟通交流,实习学生与实习单位合作愉快。

三、结束语

生产实习是连接理论知识与实践动手能力的桥梁。探索有效的土木工程专业生产实习方式,增强学生的实践能力和创新精神,对培养优秀的应用型人才具有十分重要意义。学院高度重视、认真准备、积极联系、有效组织、采取科学合理的指导方法,才会取得理想的效果。

参考文献:

1、滕振超,袁朝庆等.新型土木工程专业生产实习教学体系的构建[J].绥化学院学报,2011(4):174-175

2、孙鸿玲 史德刚. 土木工程专业生产实习教学方法改革的研究与探索[J]. 时代教育,2011(8):30.37

3、胡圣军,郑长成,吴晓等.新建本科院校土木工程专业毕业设计指导初探Ⅱ.高等建筑教育,2006(2):107—109.

第6篇:土木工程新进展范文

[关键词]土木工程材料;教学;方法;实践

土木工程材料是我校材料科学与工程专业的一门专业选修课,该课程主要内容包括土木工程材料的性质、用途、制备和使用方法以及检测和质量控制方法。通过对该课程的学习,学生能更深入地理解材料组分、结构与材料性质的关系、外界环境和施工工艺对材料性能的影响,以及材料性能改善的途径,为以后毕业设计、进行科研以及从事专业技术工作提供必要的基础理论和技能训练。

1课程现状

1.1课程内容多、范围广、与工程应用密切相关

土木工程材料种类繁多。根据材料的来源,有天然材料及人造材料;根据材料的功能,有结构材料及功能材料;根据材料的成分,有无机材料、有机材料及复合材料,这就使得“土木工程材料”课程的内容十分广泛[1]。另外,课程的理论性、概念性及经验性的内容比较多,以文字叙述为主,而计算推理的内容相对较少。土木工程材料与工程应用紧密相连,每种土木工程材料(原材料或产品)都有相关的技术指标,有些技术指标还在不断修改和完善。在实际工程应用中,各种材料往往构成混合材料或产品,各种材料的性能以及它们之间的相互作用对整个混合材料或产品的性能都有重要影响。另外,工程应用环境对于材料的耐久性也有重要影响。因此,土木工程材料课程既要体现各类型材料的基本特性,又要在工程应用上形成统一体系。这些因素使教和学都有一定的难度。

1.2实践课程缺乏,经费不足

实践教学是我国高等教育特别是高等工程教育的一个薄弱点。传统的三大实践教学环节(实验、实习和毕业设计),被越来越弱化[2]。“土木工程材料”作为我校材料科学与工程专业的一门专业选修课,同样存在实验设备老化、实验经费短缺、缺乏实习基地等问题。另外,该课程的理论性、概念性及经验性的内容比较多,且以文字叙述为主,容易使学生感到枯燥。作为在校学生,平时也无法接触工程实践,缺乏感性认识,如果实验配套缺乏,更加无法调动学生的学习积极性。并且单纯的理论学习,会使学生学到很多的知识“碎片”,缺乏整体性的概念。例如,只有通过实践,才能更好地理解混凝土的耐久性是与组成材料、配合比设计、养护条件、结构和构件设计紧密相关的整体论,而不是由单一因素决定的。

1.3教材内容及教学大纲滞后

近年来,科学技术的飞速发展,以“三新”(新材料、新技术、新方法)技术为标志的工程建设新时代已经到来[3]。工程应用的实际需要也促进了新材料的发展。例如普通砖的砖块体积小,施工效率低,而且砖块烧制需要毁田取土,破坏生态环境,同时消耗大量能源,而加气混凝土砌块不但体积大、施工效率高,而且使矿渣、粉煤灰等工业废物得到再利用,减少了环境污染。因此这种传统的烧结砖正越来越多地被加气混凝土所替代。但教材内容的更新速度总是较新材料的发展速度慢,而教学大纲是根据教材内容而制定的。我校的教学大纲修订年限较长,进一步导致授课内容跟不上新材料的发展速度,学生毕业后不能很好地满足工作的需要。

2教改方法

2.1结合工程案例,加强多媒体技术

在教学过程中采用工程案例教学法代替传统的理论讲授法能获得较好的效果。因为土木工程材料中叙述性的内容较多,如采用平铺直叙的教学方法,很难引起学生的学习兴趣[4]。工程案例教学法就是利用多媒体展示实际工程中常出现的现象,然后分析问题,解决问题,使学生从感性认识上升到理性认识。这一认知过程也符合人类对事物的认知规律,因此学生容易理解和接受。例如通过多媒体展示工地上出现的石灰墙面鼓包、开裂现象,北方地区出现的路面、桥梁用水泥或混凝土剥落现象、沿海地区大坝的钢筋、锈蚀现象,以及近几年出现的整栋房屋突然垮塌现象,激发学生的学习兴趣,结合各种材料特点及施工技术分析出现这些现象的原因,提高分析、解决问题的能力,增强学生的责任心。另外,由于课程中教学内容较多,通过制作多媒体课件,将文字、图片、动画、实例演示等教学信息通过屏幕呈现给学生,提高教学的形象性和生动性。例如对于钢材的拉伸性能,混凝土抗压强度的测试,以及时间长、操作难的实验等,通过播放录像的方式,让学生更加直观地了解实验过程和操作方法,增强了学生的感性认识,从而提高了教学质量。

2.2加强实践教学

实验教学对于学生基本原理的掌握和工程实践的培养,具有举足轻重的作用,是学生能力和素质提高的重要环节。然而由于实验学时有限,而涉及的内容较多,并且有些实验周期很长,无法在课堂内把所有实验都完成,因此应采用多种方式进行。首先,在实验课上完成基础实验,例如完成水泥细度、标准稠度用水量的测定,胶砂强度试件的制作,水泥凝结时间的检测,水泥水化产物的分析,石膏制品的制作,沥青的粘度测试等实验。其次可以利用开放实验室,以教师指导及研究生助教的形式,在课余时间完成设计性或综合性实验。例如各种矿物外加剂和化学外加剂对混凝土流动性、保水性、凝结时间、水化热、水化产物、强度等性能的影响。教师可以提供题目,学生确定选题,然后分组完成。最后每组同学递交实验结果及分析报告。为进一步提高学生的实践能力,采用校企联合培养模式,学生利用假期到企业实习,积累实践经验,鼓励部分有能力的学生直接参与企业的材料性能检测实验、新材料的开发研究或者实际工程项目,提高学生分析和解决实际工程问题的能力。

2.3关注学科发展前沿

教材是教学的依据和根本[1],但教材内容的更新速度总是较新材料的发展速度慢,因此,教师应密切关注土木工程材料研究和工程应用的最新进展以及相关技术指标的更新,引导学生及时了解学科发展动态,拓宽专业视野,培养创新意识,以适应时展的需要。在关注学科前沿和培养创新意识上,特别注意要根据我国国情和工程实际情况,研发符合我国工程特点的新材料。例如,在国内外,聚氨酯外墙保温材料得到了广泛应用,但聚氨酯的防火性较差。许多事故表明,火灾造成的巨大伤害都是由于所用材料的防火性差,并且燃烧释放出大量的毒气而造成的。由于我国的特点是人口密度大,建筑物密集且高大,聚氨酯作为外墙保温材料必然存在重大安全隐患。因此,要引导学生这些事故中吸取教训,并且研发符合我国国情特点的新材料。另外,应缩短教学大纲的修订年限,同时应把教学内容的主动权交到教师手中,紧跟时展步伐,固有体制会制约教学的发展和提高。

2.4改变考核方式

闭卷考试是应试教学方式中的传统评价方法,对培养提高学生的综合业务素质存在着一定的弊端[5]。对于考核方式,本课程采取平时成绩、实验报告与开卷考试相结合的方式。平时成绩的评定主要根据课堂出勤、上课听讲、平时作业完成情况等作为依据。平时作业紧扣教学重点,例如石灰的成分与性能的关系,骨料细度模数的计算,普通混凝土配合比设计,砂浆的配合比设计等,主要考察学生对基本知识掌握情况。实验报告反应了学生的实践动手能力,以及分析和解决问题的能力。本课程教材包含了大量关于材料的技术指标以及混凝土和砂浆配合比设计公式。随着新材料和技术的发展,很多技术指标也会不断地被修订和完善。在信息时代,电脑能够为人类提供海量数据,并可及时查询,因此很多内容无需特别记忆。因此,开卷考试能够回避很多需要记忆的内容,更多地考察学生对基础知识的应用能力,以及分析和解决问题的能力。以上三种考核方式的结合,更能全面地考察学生的综合素质。

3总结

“土木工程材料”课程教学改革紧密联系工程实例,激发学生的学习兴趣,开拓学生视野;通过实验和实践认识促进对课堂理论知识的理解和掌握,并且注重培养学生的创新意识;通过改革考核方式,全面考察学生的综合素质。

参考文献

[1]程云虹.“土木工程材料”课程教学研究[J].高教学刊,2015(4):27-28.

[2]张俊,罗伟.《材料工程基础》教改[J].广东化工,2011,38(3):200.

[3]张灵辉.《土木工程材料》课程教学的改革[J].四川建材,2015,41(2):295-296.

[4]苏达根,张志杰,钟明峰.以学为中心的网络课程设计[J].中国远程教育,2007,27(11):49-51.

第7篇:土木工程新进展范文

关键词:土木工程:结构减震;原理;控制方法

中图分类号:S969.1 文献标识码:A

地震灾害是人类面临的重要自然灾害之一,它的发生具有突发性、随机性,而且会对人民的生命财产安全产生了巨大的威胁。如何减少地震对人们的危害,是我们一直探索的。建筑作为人民生活的场所,更值得我们区深入探究如何加强其抗震性。结构减震控制是通过增加某些结构部位的强度和变形能力提高建筑结构的抗震性能,是土木工程中有效的防灾减灾方法。

1结构减震控制原理

结构减震控制指的是在建筑结构的某个特定部位设置某种控制装置、机构或种子结构,当结构出现振动的时候,主动或被动的施加外力来改变或调整结构的动力作用或动力特性,从而有效降低结构的振动反应,其最终目的就是通过采取一系列控制措施和方法,降低建筑结构在地震等强动力荷载下的反应,增强建筑结构的稳定性能,为建筑结构的安全性提供保障。要减小结构的地震响应,需要从动力学角度出发,第一,考虑消震,即不让地震输入结构,从目前现状来看,这种方法较难实现;第二,考虑减小建筑结构的惯性力,通过动力学原理发现,如果结构有着比较大的自振周期,那么它获得的加速度就会相应减小,可通过隔震方法减小结构惯性力;第三,通过在结构上增加阻尼的方法,将一些地震作用转移到阻尼上,降低结构所需负担的地震作用;第四,人为增加构件,用这些构件的塑性变形消耗一部分能量,保护结构的整体性;第五,可考虑在建筑结构上附加一个当自身频率合适时能够使附加质量块的运动方向与结构运动方向相反的系统,从而减小结构震动,达到结构减震的目的。

总之结构减震控制根据是否需要外部能量输入可分为被动控制、主动控制、半主动控制、智能控制和混合控制。其中,被动控制指在结构的某些部件附加耗能装置或子结构系统,或对结构自身的某些构件作构造上的处理以改变结构体系的动力特性。被动控制不需要外部能量输入提供控制力,控制过程不依赖于结构反应和外界干扰信息。而且因其具有构造简单、造价低、易于维护及无需外部能源支持等诸多优点,所以引起工程界的广泛关注,成为应用开发的热点,因而许多被动技术日趋成熟,并在实际工程中应用。

耗能减震是最常用的被动控制系统之一。耗能装置 ( 元件) 和支撑构件共同构成耗能部件,装有耗能部件的结构称为耗能减震结构。结构耗能减震技术是在结构物的某些部件 ( 如支撑、剪力墙、结点、联结缝或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主附结构间等) 设置耗能装置或原件,通过耗能装置产生摩擦,弯曲弹塑性滞形来耗散或吸收地震输入结构中的能量,减少主体结构的地震反应。

2土木工程结构减震方法

2.1被动控制

被动控制是通过减震、隔震装置来对振动能量进行消耗,并阻止振动在建筑结构中进行传播,构造简单,造价成本低,维护简便,且不需要外部能源支持,在土木工程结构减震中的应用越来越广泛。

(1)耗能减震

耗能减震是将结构中的一些构件比如支撑、支撑等设计成耗能部件,或者在建筑结构的某些部位比如连接处、节点处设置阻尼器,耗能部件和阻尼器在荷载作用较小的情况下处于弹性状态,在强烈的荷载作用或振动作用下,耗能部件就会进入非弹性状态,能够大量消耗输入结构的能量,避免荷载或振动作用进入主体结构造成结构进入非弹性状态,为主体结构的安全提供了可靠保障。由于耗能装置不同,耗能减震也可分为不同的体系,一种为耗能构件减震体系,常用的耗能元件有耗能支撑、耗能剪力墙等,另一种为阻尼器耗能减震体系,常用的阻尼器有金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞性阻尼器等。耗能减震具有性能稳定、适用范围广、抗震性好、经济实用、可靠性高、技术条件简单等优点,比较适用于高层建筑和超高层建筑。

(2)基础隔震

基础隔震是在建筑物的上部结构与基础之间设置控制机构,比如设置隔震消能装置,从而减小或者隔离地震能量向建筑物上部结构传输,使上部结构的振动减小,避免地震给建筑物带来危害。基础隔震装置必须具备一定的特性才能够满足结构减震需要,因此,装置必须具有较大的变形能力,必须能够提供较大的阻尼并具有较大的耗能,必须具有足够的初始刚度和强度。比较常见的基础隔震装置有刚滞变阻尼器隔震装置、夹层橡胶垫隔震装置、摩擦隔震装置等。基础隔震对降低结构的自振频率具有非常显著的作用,是发展最早的结构减震方法,其在技术上比较成熟,具有构造简单、性能稳定、耐久性高、经济、减震效果显著的优点,比较适用于刚性结构和中低层建筑。

(3)调谐减震

调谐减震主要是通过在建筑主体结构中附加一些子结构的方法,使主体结构在强震作用下,振动发生转移,结构中的震动能量就能在原结构与附加结构之间得到重新的分配,大大降低了震动对原结构带来的破坏。常用的调谐减震系统有调谐质量阻尼器、模式质量阻尼器、质量泵、调谐液体阻尼器、液压质量振动控制系统等,这些调谐减震系统能够有效减小地震反应。

2.2主动控制

主动控制是主要是以现代控制理论为基础,通过外部能源的有效利用以及对结构反应的实时监测,当结构受到激励振动的时候,计算出控制力,对结构施加控制力或者改变结构的动力特性,迅速将结构的振动反应降到最小,从而使结构在受派动过程中仍然能够保持原始状态,避免结构出现致命性损坏。主动控制主要是由传感器、控制器和作动器三个部分组成的,传感器的功能是对结构遇到振动时的反应情况进行测量,控制器则是对传感器所测量到的信息进行处理,作动器可产生控制力,其所需的能量由外部能源提供。主动控制能够很好的应用现代控制理论和最新研究成果。在主动控制中,作动器的控制力可连续变化,所以其有着极广的控制频率,对外界不同激励具有很强的适应性,能够取得很好的控制效果。常用的主动控制系统装置主要有主动质量阻尼器、主动支撑系统、主动拉锁系统等。

2.3半主动控制

半主动控制是通过少量的外部能源输入提供控制力的,能够通过控制装置实时改变结构的刚度或阻尼等系统的参数,此,半主动控制属于参数控制,控制过程主要依赖于结构反应信息或外干扰信息。半主动控制装置不能同时实现与位移和速度相关的控制力,一般只能够实现与速度有关的控制力。常见的半主动控制系统有主动调谐参数质量阻尼系统、可变阻尼系统、可变刚度系统等,此方法具有装置经济、系统可靠、维护要求较低的优点,己广泛应用于土木工程结构减震中。

2.4混合控制

混合控制是将主动控制和被动控制联合起来应用,即将主动控制和被动控制同时应用于同一建筑结构减震中,可以将主动控制和被动控制两种方法的优点充分发挥出来,弥补了单一控制方法的制约和不足,只需要小功率的能量输入就能直接提供控制力,控制效果非常明显,调谐范围得以扩大,结构抗震系统的稳定性、实用性和安全性大大提升。

3结语

总之,结构减震控制是一项系统且复杂的技术,在土木工程中应用结构减震控制能够有效提高建筑结构的抗震性能,减小甚至消除地震反应给建筑带来的危害,具有广阔的发展前景。随着结构减震技术的发展,减震控制系统的造价也在不断降低,土木工程减震结构建筑的经济效益将会越来越凸显,未来,结构减震技术和方法必将成为土木工程重要发展和应用趋势。

参考文献:

[1]开兴军,李小军,刘萍.土木工程结构减震控制方法综述[J]工业建筑.2006, 43 (8):59-G3.

[2] 周福霖.工程结构减震控制[M]. 北京: 地震出版社,1997

第8篇:土木工程新进展范文

关键词:现浇; 空心楼板; 施工应用

一、工程概况

随着现代建筑业的发展,大空间建筑渐渐成为了我国社会建筑发展的主要趋势,对空间的使用要求越来越高,而空心楼板的应用却大幅度的减少了这一现象。空心楼板为无梁楼板,使建筑物的空间净高更大、最大限度的节约了空间的使用,也正是因为运用空心楼板,许多大型空间并不需要进行吊顶。空心楼板特别适用于地下车库、娱乐场所等建筑物中并且在这些建筑中可以发挥较大的优势。

二、现浇砼空心楼板的设计原理

现浇混凝土空心楼盖主要有两种形式一种是有梁一种是无梁的,重量比实心楼板轻,而且承载能力等同于实心楼板,既具有安全性,又具有经济性和美观性。其设计原理依据是:在钢筋混凝土构件中对正截面而言,可以把受拉区混凝土除去一部分,形成T型截面构件,这样可节约材料和减轻自重。从正截面强度来看,两种楼板的承载能力是等同的,基于这一原理,在现浇楼板中安装内壁管形成孔洞,沿布管方向的板的正截面变成了“工”字形截面,垂直于布管方向的板的正截面和“工”型截面的承载能力等量的实心板是相同的。

三、内壁管内膜的材料控制

埋置在现浇砼空心楼盖中用以形成空腔且不取出的筒芯、箱体和筒体、块体的总称,简称内模。内模的长度一般不超过1.5米。对于本工程来说,特指薄壁内壁管。内壁管的质量是保证混凝土浇筑后楼板空心率大小和结构受力性能的重要因素。内壁管进场时,应按同一生产厂家、同一材料、同一生产工艺、同一规格,且连续进场不超过5000件为一个检验批,检查产品合格证、出厂检验报告,同时监理也应对内壁管进行见证取样,送具有相应检测资质的检测单位进行复检。对每个检验批内模的外观质量应全数目测,并对其外观质量、尺寸偏差进行检查,符合规范允许偏差要求的方能使用。

四、施工工序及工序质量控制

1.施工工序

支板底模水暖电管盒等定位绑扎板底部钢筋混凝土底部钢筋混凝土支设砂浆垫块电气布通线管道安装楼板内壁管内壁管的固定抗浮处理绑扎板上部钢筋混凝土检查验收混凝土浇筑

2.搭设脚手架和板底模安装

搭设现浇砼空心楼板模板的支架与普通的实心楼板支架不同,板的跨度、厚度相差较大,仅凭经验搭设会不安全或造成浪费,故监理应要求施工单位相关技术人员通过受力计算,确定立杆特定距离,并根据支撑的大横杆特定距离计算出木方的断面。监理工程师应对施工单位呈报的计算书进行复核,复核无误方能按照此计算书施工。

3.通线管道盒的预留、预埋定位

因正常建筑的需求,通线管道盒的预留、预埋较多,管线之间的距离比较紧密,特别是穿楼板的上下水管道,一旦埋下就不可以再移动位置;电气管线盒的预埋应尽量减少对楼盖断面的削弱,使通线管道盒尽可能在内壁管间肋处预埋,必要时可以将内壁管断开或将内壁管锯开好腾出管线的距离。所以,安装通线管道盒要先在楼板底模上放线定位,然后由施工项目部技术负责人组织土建和水电工长共同复查,无误后方可进行楼板底部钢筋混凝土的绑扎。

4.绑扎板底部钢筋混凝土、底部钢筋混凝土保护层处置

现浇空心楼盖板的底部钢筋混凝土设计一般都是双向钢筋混凝土。绑扎板底部双向钢筋混凝土必须按内壁管安装图放线后进行绑扎。底部双向钢筋混凝土绑扎完毕后,请监理进行底部钢筋混凝土验收,以免内壁管安装完毕后,底部钢筋混凝土无法检查,并保证每个内壁管在每两个最底层的钢筋混凝土之间,同一个方向中间的正上方安装。钢筋混凝土绑扎正确为以后内壁管的抗浮处理打下基础。

砂浆垫块的安装特定距离按要求不大于1米,垫块要坚固,保证底部钢筋混凝土和内壁管有足够的保护层,确保现浇空心楼盖底部混凝土受力的结构安全。

5.电通线管道盒的敷设

电气布通线管道盒的敷设掌握几个原则:

(1)参考内壁管安装图与土建进行配合安装,电通线管道必须横平竖直。

(2)按照事先的放线进行布管。

(3)必须安装在梁边、安装在内壁管横向或者纵向的间隙内。

(4)严格禁止穿透内壁管来安装通线管道。

(5)线盒、水暖穿板管等预留、预埋无法避开内壁管的时候应采取断开内壁管,事后封堵的措施,或采用小尺寸内壁管避让埋件。

6.检查验收

钢筋混凝土绑扎完毕由施工方自检合格后,报监理验收。验收除符合现行的《混凝土结构工程施工质量验收规范》外,还应按照《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》对内模(内壁管)、模板进行验收。

7.混凝土施工准备和振捣质量控制

混凝土浇筑是一系列工序的最后一个环节,特别是振捣的好坏直接影响现浇楼板的受力,所以混凝土施工前后需注意以下几点:

(1)在验收前,应将模板内的杂物清理干净。经项目技术部门预验收合格后,再请监理工程师共同进行隐蔽验收。验收后,及时办理好签证手续。

(2)采用定型马凳,搭设施工马道,防止施工人员行走,随便踩踏内壁管和钢筋混凝土,同时也可作为混凝土输送管的支架。

(3)混凝土振捣宜优先选用平板振捣器和小直径振捣棒。浇筑宜沿着内壁管纵轴单向进行,不宜沿着垂直内壁管方向做多点围合式浇筑。

五、结论

现浇混凝土空心楼板技术克服了传统预制混凝土空心楼板整体性差、跨度小、楼板容易出现裂缝、下雨天漏水还有发霉等诸多不利的现象。由于整体浇筑,无缝隙,整体性受力相对其他方式比较好。除此以外,现浇整体空心板技术,施工的步骤比较简洁,进度比较快,耗时比较小,对于“一寸光阴一寸金”的现代社会这种方法是比较实用的。随着社会的发展,科技的进步,高层建筑、大空间大跨度结构占据了现代建筑的主流位置,以轻型材料为填充的现浇混凝土空心楼板技术将发挥越来越重要的作用。

参考文献

【1】 孙建渊;李国平;石洞;李志胜;;拱式连续梁桥采用钢劲性骨架施工的内力分析[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十三届年会论文集(下册)[C];1998年

【2】 孙尚田;郭强;;安贞立交工程施工[A];中国土木工程学会市政工程专业委员会第一次城市桥梁学术会议论文集[C];1987年

【3】 余波;赵俊星;;北京地铁复八线东段工程施工技术[A];中国土木工程学会隧道及地下工程学会第九届年会论文集[C];1996年

【4】 成卓民;仉一清;钱国祯;;32m大跨度高效预应力混凝土多层框架设计与微振分析[A];高效预应力混凝土工程实践[C];1993年

【5】 张璐明;;深圳彭年广场C60混凝土的研制及应用[A];高强混凝土及其应用第二届学术讨论会论文集[C];1995年

第9篇:土木工程新进展范文

[关键词]土遗址保护;锚杆锚固技术;灌浆材料

[中图分类号]K878 [文献标识码]A [文章编号]1005-3115(2012)08-0104-03

土遗址是指主要建筑材料以土为主的古遗址,它属于不可移动文物,如长城、西夏王陵、交河故城、高昌故城、良渚遗址等。这些土遗址由于长期遭受自然与人为破坏,大部分濒临倾圮倒塌,严重影响遗址的安全。土遗址保护是世界性难题,到目前为止还没有形成一套完整的科学体系。随着科学技术的发展,土遗址的保护越来越受到人们的普遍重视,人们对土遗址的认识逐渐加深,研究也在逐步深入。对土遗址的保护,主要需解决两个问题:一是表面防风化问题;二是稳定性问题。锚杆锚固技术是加固土遗址的重要方法,可以有效地提高土遗址的稳定性。

一、锚固技术简介

锚固技术是通过埋设在岩土体中的锚杆,将结构物与岩土体紧密地连锁在一起。依赖锚杆和岩土体的抗剪强度传递结构物的拉力,使其岩土体自身的不稳定部分得到加固,以保持锚固系统(岩土体、灌浆体、锚杆杆体和这些介质之间的界面)的稳定。岩土锚固是岩土工程领域的重要分支。在岩土工程中采用锚固技术,能较充分地调用和提高岩土体的自稳能力和自身强度,大大减小结构物体积,减轻结构物自重,显著节约施工材料,并有利于施工安全,目前己成为提高岩土工程稳定性和解决复杂的岩土工程问题最有效、最经济的方法之一。

锚固技术经过几十年的发展,几乎已经应用于土木建筑的各个方面。如边坡、建筑基坑、隧洞、地下工程、坝体、码头、海岸、桥梁、悬索建筑的拉力基础等加固工程。锚固技术的各道工序——定位、钻孔、杆体制作、注浆材料及其工艺、锚杆的张拉及锁定等都有先进、专业的设备和操作规范。根据工程对象的工程地质条件和工作状态,可以灵活地选择、设计、采用各类锚固技术。依据不同功能,锚杆分多种类型。按锚固方式(机理),分为粘结型锚杆、摩擦型锚杆、端头锚固型锚杆和混合型锚杆;根据锚杆作用力形式(范围),分为端头锚杆和全长锚固式锚杆;按是否预先施加预应力分为预应力锚杆和非预应力锚杆;按锚固体的传力方式,分为压力型锚杆、拉力型锚杆和剪力型锚杆;按锚固体的形态,分为圆柱形锚杆、端部扩大型锚杆和连续型锚杆等。

锚固技术用于文物保护加固工程始于20世纪80年代初甘肃麦积山石窟的加固保护工程,继而云冈石窟、龙门石窟、炳灵寺石窟、蓬莱丹崖山、大足石刻等大型石刻造像的保护,相继采用锚固技术,既起到了有效的加固作用,又符合文物保护原则的要求,取得了良好的效果。

二、土木工程锚固与文物保护工程锚固的差异

(一)工程对象的规模不同

土木工程锚固的对象一般是整个边坡或巷道或地下工程的整个工程体,规模宏大。而文物保护工程的对象一般都是石窟崖壁或土遗址墙体某区段或某区域的不稳定块体,亦称为危岩体,其规模小。

(二)锚固体的锚固力不同

土木工程上的锚杆体一般要求达到几百吨、上千吨的力;而文物体的工作对象,一般只要求几吨、几十吨的力。

(三)锚杆体的规模不同

土木工程上的锚杆体钻孔孔径大,一般为100~168毫米,长度几十米至上百米;而文物保护工程锚杆体钻孔孔径从几毫米至上百毫米,长度十几厘米、几米至二三十米。

(四)灌浆材料不同

粘接性锚杆在土木工程和文物保护工程中常用,在土木工程中常用的粘结剂有合成树脂、水泥浆、水泥砂浆等,要求这些灌浆材料有足够的粘接力;而文物保护工程中的灌浆材料,尤其是土遗址保护中的灌浆材料,其粘接力不能太大,现在一般采用粘接力较小的水泥砂浆和PS系列浆液。

由于文物的特殊性,在加固时,要特别注意,防止保护带来的新危害。

三、锚固技术在土遗址保护中的研究

土遗址保护由于土体自身强度不够,而且加固体积也不是很大,没有必要也不能使用大吨位的预锚技术,采用预锚技术可能会造成土遗址内部应力过大,而引起其整体破坏,只需使用全长粘接式锚杆即可,加强其整体稳定性,这样对土遗址的扰动最小,也能起到明显的加固效果。锚杆在土遗址保护中的应用主要有两方面:一是用于拉接新砌土坯和土遗址,对于有可能失稳的掏蚀区,补砌土坯是最有效的保护方法,为了使土坯和土遗址协同受力,补砌后砌筑体与文物本体应用锚杆连接,连接后的墙体整体性好,有利于提高其抗裂、抗震能力;二是采用锚杆加固可能造成墙体坍塌的墙体裂缝。裂缝发育能造成墙体坍塌而严重毁坏遗址,因此对于墙体裂缝,特别是对可能造成墙体坍塌的裂缝,应进行加固处理。墙体裂缝加固处理,通常采用锚杆锚固与裂隙灌浆或裂缝充填灌浆相结合的方法。

(一)土遗址保护锚固材料

应用于土遗址加固的锚杆材料主要有钢筋、木材、FRP即增强纤维和楠竹。20世纪90年代开始探索利用锚杆加固土遗址的新技术,薄壁钢管在甘肃安西破城子遗址进行了锚固试验,但大口径薄壁钢管、钢筋一方面造价高,另一方面易锈蚀,即耐久性差,经若干年后锚固强度大幅度下降,不符合文物保护加固的原则。根据实际调查,在西北的土遗址中保存有大量的木质结构,其耐用年限已经超过2000年,仍然能发挥很好的作用,而晚期的遗址中含有的铁质材料已严重腐蚀,耐久性不如木质材料,因此用木锚杆被尝试用来进行加固工程,常选用当地易于采购的楠竹、白蜡杆。通过对夯土加固采用木质锚杆的研究试验结果表明注浆材料与土体及木质锚杆均有较好的固结性,试验表明,木质锚杆的单位锚固力可采用 5 千牛/米,单根锚杆的锚固力大于45千牛/米,符合土遗址保护锚杆的要求。在试验基础上,敦煌研究院在玉门关、西夏王陵、河仓城、交河故城隙望台加固工程中以木质锚杆对破损墙体进行锚固,工程应用效果良好。但木质锚杆只能对小体量的墙体进行锚固,其长度不宜超过 1.5~2米。2005年,在李最雄研究员的主持下,开始楠竹加筋锚杆加固土遗址的研究,取得了较好的效果,并且在交河故城保护中得以应用。楠竹加筋复合锚杆是专门针对大体量土遗址加固设计的一种新型锚杆,南竹加筋复合土锚杆直径大且质量小,外部用环氧树脂包裹2~3层玻璃纤维布面,表面粗糙,摩擦力大,锚固力大,适宜松软土体的锚固。螺纹钢、南竹用环氧树脂封护后,有很好的防锈蚀和防腐蚀效果,锚杆的耐久性非常好,符合古代土遗址保护加固原则。

在高昌故城的保护中,还采用了一种新型复合材料锚杆——土工长丝,杆件以土工长丝作为增强纤维,采用树脂浸裹,而后经挤压成型。杆件表面为挤压肋纹,杆中纤维的含量一般为70%~80%。它具有很好的强度和耐久性,对小型土建筑遗址墙体加固而言,土工长丝锚杆是一类优良的材料,可以代替钢筋锚杆。

不管是薄壁钢管锚杆、楠竹锚杆还是土工长丝锚杆,目前都只是在西北干旱地区土遗址保护当中使用,对中原地区含水率较高的土遗址,以及南方潮湿地区的土遗址,目前还没有成熟的锚固材料。近年来,复合纤维增强塑料简称FRP材料在岩土工程中有了长足的发展,由于其特有的性质,有可能成为今后土遗址保护锚固材料的研究方向。

复合纤维增强塑料锚杆,是由多股纤维(如玻璃纤维、碳纤维、阿拉米德纤维等)采用基底材料(聚酞氨树脂、聚乙烯树脂或环氧树脂等)胶合后,经过特制的模具挤压、拉拔成型的。根据纤维的不同,FRP可分为玻璃纤维增强塑料(Glass FRP)、碳纤维增强塑料(Cabron FRP)、阿拉米德纤维增强塑料(Armadi FRP)。FRP杆材主要采用拉挤压成形工艺生产制作而成。FRP具有轻质、高强(重量约为普通钢筋的1/5,强度约为普通钢筋的6倍)、抗腐蚀、低松弛、非磁性、抗疲劳等优点。

虽然碳纤维增强塑料锚杆的性能在三种纤维增强塑料筋中最适合土遗址保护用锚固材料,但其造价较高,且碳纤维锚杆的研究和制作工艺目前尚不成熟。而玻璃钢锚杆不管是其研究还是制作工艺,都比较成熟,且其造价较低,满足土遗址保护上大量使用的需求。

(二)土遗址保护灌浆材料

灌浆材料强度对锚杆锚固力影响很大,灌浆体强度越大,锚固力就越大,应力扩散得越慢。古遗址加固采用的灌浆体有环保、尽量保持遗址原貌的要求,所以灌浆体的选用受到限制,常用的传统材料如水泥混凝土材料无法选用。目前土遗址保护工程中所用的灌浆材料主要有水泥砂浆和PS系列材料。用碳纤维楠竹锚杆加固高昌故城城墙遗址过程中,采用高强度改性泥浆(土:水泥:粉煤灰70:20:10、5%的膨胀剂,浆体的水灰比为31%);与土工长丝锚杆配合使用的灌浆材料配比为(采用粉质粘土、粉煤灰、水泥)85:10:5配制,采用5%有机硅改性丙烯酸树脂乳液按水灰比0.38~0.45配成泥浆。必要时粉煤灰比例可以适当增大,以增强其流动性。考虑到文物的特性,水泥砂浆类灌浆材料可在土遗址载体上使用,但不能应用于土遗址本体,以免带来保护性的破坏。而PS系列灌浆材料在遗址本体和载体上都可使用,PS系列灌浆材料包括PS-C、PS-F、PS-(F+C)三种,PS是高模数的硅酸钾溶液,C是当地的粉土,F代表粉煤灰。目前的PS灌浆材料一般使用模数为3.9,浓度为24%,分别选用粉煤灰和当地粉土。粉煤灰和当地粉土各半配制浆液,水灰比控制在 0.55~0.65。

四、锚杆破坏形式研究

(一)锚杆的抗拉承载力不足

1.锚杆被拉断

锚杆锚固段处在硬质岩当中时,灌浆体和岩体的粘结强度以及锚杆和灌浆体之间粘结强度足够,且锚固段长度足够,主要由锚杆的屈服强度来决定可以提供锚固力的大小。当锚杆所承受拉力超过钢筋屈服强度时,锚杆就会被拉断。

2.锚杆与锚浆体的结合面粘结破坏

锚杆锚固段处在硬质岩当中时,灌浆体和岩体的粘结强度可能比锚杆和灌浆体的粘结强度还要高,当锚杆和灌浆体的粘结强度不足以抵抗外荷载时,锚杆和灌浆体的结合面就会发生粘结破坏,导致锚杆被拔出。

3.灌浆体和岩土体的结合面粘结破坏

锚杆锚固段处在软质岩或者土层中时,灌浆体和土体的粘结强度可能比锚杆和灌浆体的粘结强度要低得多,这使灌浆体和岩土体的粘结强度所能发挥的摩阻力比锚杆和光浆体的粘结强度所能发挥的摩阻力要低,导致破坏首先发生在灌浆体和岩土体的结合面,锚杆被拔出。

4.灌浆体的破坏

当施加于锚杆上的荷载向灌浆体传递时,灌浆体就会膨胀受压,进一步通过灌浆体将荷载传递到土体上。荷载越大,灌浆体所受到的压力越大,当压力超过灌浆体的抗压强度时,灌浆体就会被压碎破坏,导致锚杆锚固失效。

(二)土体内部破坏

1.锚固段底端有膨胀体的锚杆内部土体的剪切或受压破坏

当锚杆的锚固段底端有膨胀体且锚固段长度较短受荷相对较大时,膨胀体所受压力较大,该处灌浆体和岩土体界面的剪应力以及膨胀体对周围岩土体的亚应力都较大,和值增大到一定程度时,就有可能导致内部岩土体产生受剪破坏或受压破坏,造成锚杆整体失效。如果锚杆锚固段长度足够,一般不会出现此种破坏形式。

2.群锚效应引起的土体破坏

当锚杆布置较密时,岩土体受力区的重叠必然会引起应力和锚杆位移的叠加,就可能造成岩土体的破坏。遗址墙体锚杆加固破坏形式与传统意义上锚杆破坏不完全相同。遗址墙体加固采用的土工锚杆是土工聚合物的一种,截面较小,内部有抗拉能力很高的纤维。外部增加纤维保护材料,同时为了增大锚杆与灌浆体之间的粘结能力,锚杆外部加工有斜向抗滑肋。导致锚杆和灌浆体之间的粘结力在光面锚杆情况下不易得到保证。抗滑肋的增加大大的提高了灌浆体和锚杆之间的粘结能力,使环保和保持遗址原貌的灌浆材料选用成为可能。锚杆加固主要用于分层、开裂墙体之间的连接来提高墙体整体的稳定性。

根据这一原则可判断锚杆是否破坏。土遗址加固锚杆破坏可能有如下几种形式:锚杆与锚浆体的结合面粘结破坏;锚杆外层保护和内部纤维粘结破坏;灌浆体和土体的结合面粘结破坏;群锚效应引起的土体破坏。

五、当前研究存在的问题

锚固技术在土遗址加固保护中得到广泛应用,取得了不少成果。但由于文物本身破坏的不同和工程技术条件复杂多变,而锚杆又深埋在土体中,给锚杆力学行为及锚固机理的研究带来了很大困难。而且目前各种新型锚杆应用在土遗址保护中没有现成的规范可循,亟需要有一套详尽的锚杆研究资料来指导加固设计及施工。总之,目前存在的问题表现在如下几个方面:

第一,目前对锚固力的试验研究中,考虑的因素太少。资料显示,锚固力的大小与锚杆长度、钻孔直径、锚杆直径、灌浆体强度、杆体表面状态和倾斜角度都有关系,在以往土遗址的锚杆试验中,仅有锚固长度和灌浆体强度对锚固力的影响研究,没有考虑其他因素。

第二,缺少影响锚固体应力分布因素的系统研究。土遗址锚杆的试验大多集中在对锚杆锚固力的研究上,很少有人关注在土遗址中锚杆应力的分布情况,这对锚固理论在土遗址抱杆中的应用研究造成了很大的障碍。

第三,缺少针对土遗址锚固系统具体的设计施工方法。目前土遗址所采用的锚杆研究主要是单根锚杆的研究,锚固技术仅作为一种构造措施,未对其提出一种具体的计算设计方法。

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