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【關鍵詞】土木工程;智能結構;應用
較土木工程傳統結構而言,智能化結構主要是將智能化材料、信息技術及自動化控制等交叉融合到了傳統結構中,使其不僅擁有傳統結構的舒適性、安全性及其耐久性,還具有自控性、自感知性、自修復性及自適應性等特性。雖然,目前想要將上述所有功能集成于一身仍存在一定的難度,但是具有其中某幾項智能化特性的土木工程智能化結構已經得到了較為深入的研究。
1.土木工程智能化結構的理論體系構成
1.1 土木工程智能化結構層次的發展
對于土木工程傳統結構而言,其結構較為被動,一經設計及制造后將很難對其性能及其使用狀態進行控制和預知,因而為土木工程傳統結構的使用及其維護帶來了諸多不便。為了有效解決此問題,研發出了一種在線監測結構,其使得傳統土木工程結構具有了在線監測的功能,為進一步探知土木工程的內部結構性能帶來了曙光,并為人們方便有效地了解土木工程結構的內部物理力學場的演變提供了技術支持,此即土木工程智能化結構發展的第一個層次;以在線監測結構為基礎,在結構中進一步引入了監測數據的智能化處理機制,這使得傳統結構擁有了自動化診斷、推理及感知的功能,使得土木工程智能化結構實現了第二種層次的發展;在智能化結構的第二層次基礎上進一步引入了自動化控制及自適應機制,使得結構能夠對耦合的動作系統進行必要的反應,因而實現了對土木工程結構的智能化控制,這即第三層次的智能化發展,例如,可對土木工程結構的開裂、變形、銹蝕、老化、損傷及動力振動等多種行為進行有效的抑制性控制,并在更高層次方面對土木工程的結構進行了保護和維修。
由此可見,在土木工程智能化結構的發展及演變過程中,根據其智能化程度的高低可將其分為如下三個層次:1)自感知土木工程結構,此為智能化結構中最為低級的形式;2)自診斷土木工程結構,對第一層次的智能化結果進行了進一步加工和處理,可對土木工程結構的內部力學物理場進行自動化計算,對結構定的目標參數進行自我診斷,并以結構自身行為的對策為目標進行自我推理等;3)智能化控制土木工程結構,其為智能化結構中的最高形式。此三種層次的關系見圖1。
1.2 土木工程智能化結構的主要類型
根據材料的不同,可將土木工程智能化結構分為如下兩種類型:1)嵌入式智能化結構。即在諸如鋼結構、鋼筋混凝土結構等基體材料中嵌入具有動作、傳感及控制處理等功能的儀器或材料,并集計算機軟、硬件技術于其中,通過傳感器對結構內部信息進行采集和檢測,經計算機的加工和處理后,將分析結果傳送至控制處理器中,控制處理器根據結果對各驅動元件進行指揮和激勵,使其執行相應的動作。通常而言,此類智能化結構僅需對傳統結構進行改進即可,無須對結構內部的力學性能進行額外研究,因此,容易實現傳統結構到智能化結構的平穩過渡,因此,也是該領域的研究熱點;2)基體及智能化材料耦合結構,這些結構材料自身即具有智能化功能,可根據自身物理及力學狀態的改變來對自身性能進行改變。例如,碳纖維混凝土材料可根據受力情況對其導電性能進行改變。因此,只要探測到這些改變即可獲得土木工程結構的內部物理及力學信息。
2.土木工程智能化結構的應用情況分析
根據上述理論體系可知,土木工程智能化結構主要是為了解決傳統土木工程結構在完整性、安全性、耐久性及結構強度等方面存在的問題。通過對土木工程建筑結構的相關性能進行預報及監測,不僅可以大幅度降低維修費用,還能夠有效增強其結構預測能力,通過在結構內部設置傳感器,即可對其性能進行實時性監測。由此可見,土木工程智能化結構的應用前景十分樂觀,并已經在高層建筑、大壩及橋梁等土木工程領域得到了較為廣泛的應用。例如不少橋梁工程已經進行了監測傳感器的布設,以便對施工質量及其安全狀態進行檢測,我國香港青馬大橋及國內的虎門大橋等也紛紛裝設了傳感系統,以監測大橋使用過程中的服役安全狀態。
2.1 土木工程結構損傷及其健康方面的檢測
諸如人工目測法等傳統檢測手段及無損檢測技術均為局部結構損傷檢測方法,很難對土木工程整體結構性能的退化情況進行預報,也無法對結構的損傷及健康情況進行診斷和監測。現代化檢測可采用具有自感知、自診斷新型的智能傳感元件,例如光導纖維、壓電材料、碳纖維以及半導體材料等構成的檢測設備,這樣不僅克服了傳統傳感器在監測方面的不足,還能對結構損傷進行靈敏性檢測,并對損傷及程度進行定位和表征。以結構失效的發生過程進行判斷:首先,是裂紋及損傷的發生;而后裂紋及損傷在應力的作用下進一步擴展;最后,當所累積的損傷超過某值后,裂紋以聲速進行擴展,并可能引發災難性的事故。因此,必須對重要結構的危險截面進行實時性監測,以及時探測到結構中所存在的細微損傷。其損傷診斷過程如下:1)信號的測量;2)特征信號的提取;3)進行典型損傷特征庫的構建;4)對損傷位置、程度及類型進行識別。
2.2 智能化材料的應用
根據應用情況可將智能化材料分為如下兩種:一種是傳感元件類的制作材料,其特點是對于內、外刺激強度具有感知功能,例如,應力、光、熱、化學、物理、磁輻射及電等刺激。此類材料即所謂的感知材料,其主要包括了壓電高分子、壓電陶瓷、應變合金及光導纖維等傳感器材料。感知材料可能經電、磁場和溫度的變化而對其尺寸、形狀、剛度、內耗、振動頻率、阻尼及其他特性進行智能化改變,因此,可根據需求的不同對材料進行選擇,并加工出合適的驅動或執行元件。另一種即驅動器制作材料,包括磁流變體材料、電流變體材料、電致磁致伸縮材料、形狀記憶材料及功能凝膠等等,其特點是可以電場、磁場及溫度等的變化為依據對自身尺寸、形狀、剛性、位置、阻尼、頻率、結構或內耗等進行改變,從而使其具有環境自適應等功能。
3.結語
智能化結構是一項知識跨度大、開發難度高的一項新型學科,其研究意義重大、發展空間廣闊。隨著科學技術的發展,智能化結構已經在土木工程領域得到廣泛的應用,并且大大推動了土木工程的發展。在土木工程的交叉學科應用和結構設計理念中,智能化結構在很大程度上影響了它們的發展。因此,只有對智能化結構進行更為深入的研究和開發,才能使其在土木工程中發揮更大的優勢。此外,還應在傳統的智能化技術方面,引入集成化技術,以便對土木工程的智能化結構進行不斷創新和完善,從而進一步推動土木工程的發展。
參考文獻:
關鍵詞:土木工程施工技術創新發展
作為土木工程項目的重要環節,施工技術應不斷的進行創新和發展,才能使工程項目的質量得以保證,進而保障人們對居住環境的各種需求。而由于工程項目施工環節眾多,工程施工人員、施工設備及施工材料還有其他因素等都不同程度的影響到土木工程施工技術的創新與發展,不利于土木工程建設的順利發展。同時傳統的土木工程施工技術很多環節還有待完善,只有在傳統施工技術基礎上不斷的進行創新,才能保證土木工程項目的質量。因此本文對傳統的土木工程施工技術進行闡述,提出土木工程施工技術的創新,并分析未來土木工程施工技術的發展趨勢,為土木建筑工程的發展提供可靠的科學依據。
1傳統的土木工程施工技術
(1)地基施工技術。
地基施工環節是土木工程施工的基礎環節也稱之為樁基施工,在這一施工環節應嚴格按照國家標準《樁基施工規范》進行施工。通常情況下這一施工環節可分為兩種類型:一,端承型。端承型樁基是通過端莊側阻力來承載豎向荷載[1]。二、摩擦型。摩擦型樁基是通過樁磨阻來承載豎向荷載,而并非通過樁阻力。
(2)鋼結構施工技術。
傳統的鋼結構施工技術環節主要是指在鋼構件吊裝之前,要進行施工場地的清理工作,為鋼構件的吊裝環節做好準備,鋼構件運輸時應注意運輸道路的順暢。運輸到施工位置時要注意起吊的力度,保持起吊過程的平衡度,同時在鋼構件吊到相應的平臺時,應保持鋼構件施工平臺的清潔。
(3)混凝土施工技術。
傳統土木工程施工技術的混凝土施工環節,關鍵體現在混凝土的澆注方法,包括兩方面。一、現場澆注方法,是我國目前使用最多的澆注方法,主要指待混凝土攪拌完好之后將混凝土及時進行現場澆注,體現了混凝土澆注的實時性。二、將混凝土提前攪拌好待用也稱為預制法。是指事先對混凝土的需求進行了解,然后將混凝土先行攪拌好待用。
2土木工程施工技術的創新
(1)預應力技術創新。
預應力技術創新是土木工程施工技術創新的重要體現,具體是指將預應力鋼進行防護之后對混凝土構件進行環繞裹住,利用有關的設備對其采用相應的預應力技術。預應力技術創新時還應考慮極限狀態下的預應力,應按照荷載需求進行預應力結構設計,以保證建筑工程各環節構件變形和開裂的范圍在預測范圍之內[2]。以此來保證土木工程項目的質量。
(2)灌注技術創新。
土木工程灌注技術創新應包括兩個方面,首先鉆孔技術施工環節是灌注施工的基礎。因此要注意鉆孔技術的創新,創新鉆孔技術要求在鉆孔環節進行之前,對鉆孔樁周圍進行清理,同時通過精準的測量工具對鉆孔位置進行精確測量,保證鉆孔的統一,此外在鉆孔之前鉆孔技術人員應及時調試鉆孔機,使鉆孔機在鉆孔作業中能夠保證鉆孔工作質量,同時在鉆孔施工出現孔坍塌現象及孔卡鉆現象時,技術人員應立刻停止鉆孔,對出現的問題及時進行分析并解決問題,保證工程項目質量。其次灌注技術的創新主要體現在向鉆孔灌注泥漿時應充分的完善灌注技術,及時補充孔內泥漿,使泥漿充分填滿鉆孔,以保證樁體的牢固性。
(3)深基坑支護技術創新。
根據我國《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》規定深基坑是指開挖時深度≥5m的基坑。由于深基坑技術在地下開挖深度較大,因此在深基坑技術創新中要體現以下幾點。首先在深基坑開挖前要求技術人員對工程項目周邊環境進行充分的考察,考察范圍包括地下管道、光纜、電纜等埋設物、地下巖土與地下水深等參數、附近建筑物特點等。對周圍環境進行科學的調查排除深基坑施工技術進行時的障礙,為保證深基坑技術環節的工作效率做好前期準備。其次支護技術創新主要指支護結構設計創新,其包括灌注樁擋墻、連續墻等外墻圍護結構,還有錨桿、內部支撐等,在支護結構設計時要求其與深基坑技術方案相吻合,也要對周圍施工環境和地下施工狀況等進行考察,為工期順利完成做好前期準備。
3土木工程施工技術的發展趨勢
(1)技術科技化發展。
由于我國科學技術的發展促進了我國經濟建設的進步,因此我國土木工程的發展必定朝著科技化發展的方向前行。施工技術的科技化發展是實現土木工程承包單位利潤最大化的有效方法,同時也是保證我國土木建筑工程項目質量的重要途徑,為推動我國工程建設行業的持續發展做出貢獻[3]。技術科技發展是指將科學技術應用于土木工程施工技術當中,在土木工程較長的開發周期中具有較多的施工技術環節,因此利用科學技術做好施工前期的準備工作,用科學技術對工程費用進行核算,運用科學的檢測工具對施工環境進行有效檢測,利用科學技術完善施工環節中出現的各種問題,由于高科技具有省時省力的特點,因此向科技化發展的土木工程施工技術在施工環節節省了大量的時間,縮短了工期,同時節省了大量的人工,為工程項目節約了資金投入,此外由于科技技術較為發達能夠有效的對建筑設備及材料做出及時的檢測,避免了由于帶病設備的施工作業導致工程質量的問題。因此科技化發展的土木工程,必將更加有效率,同時達到工程質量最佳。
(2)技術生態化發展。
目前我國各行業的發展使我國能源和資源大量減少,因此為了保證我國經濟建設的可持續發展,節能、環保勢在必行。由此可見我國土木工程施工技術的發展必將朝著技術生態化的方向進行。在工程施工技術中,施工人員將會不斷的提高自身的職業道德素質和專業技能,在施工環節將施工材料最大化的利用,減少施工材料的浪費,達到保護資源的目的。同時土木工程施工中的施工設備、建筑材料、裝潢材料等都將采用綠色環保原料制成,使土木工程實現綠色工程的目標,進而避免環境的污染和資源的浪費,實現技術生態化的發展。
(3)技術智能化發展。
在我國機械加工制造等各個領域已經實現智能化技術的應用,技術智能化的發展通過信息技術與科技技術的結合,將整個工程作業過程更加簡單化,因此土木工程將實現技術智能化發展。智能化在土木工程施工中能有效的控制較高層土木建筑施工中起吊機高空運輸的角度和平衡度,同時能將鋼材、混凝土等材料準確的運輸到高空操作平臺,減少了高空作業由于調整位置等引發的施工安全問題。同時智能化技術在土木工程施工中的應用能夠使工程施工設備同步作業,實現統一化管理,當其中施工設備出現問題時,智能化技術能夠第一時間檢測出問題,并立刻中斷問題設備的作業,保證了施工質量。
4結論
綜上所述我國土木工程的發展離不開施工技術的創新,在建筑工程不斷發展的今天,只有在土木工程施工中對技術不斷的創新發展,才能使工程施工企業在競爭中立于不敗之地,才能為居民提供安全、可靠的生活居住環境。因此我國土木工程施工技術必將通過不斷的創新,達到技術科技化發展、技術生態化發展和技術智能化發展水平。
參考文獻
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關鍵詞:土木工程材料;現狀;發展趨勢;注意事項
1土木工程的現狀
隨著全球科學技術以及生產力的提高,土木工程也有了一定的發展。建筑活動在世界上也有著很長遠的歷史。各個國家都有著大量的建筑遺跡。這些建筑都充分體現出了人類的智慧。從20世紀50年代之后,我國的土木工程有著快速的發展。在近些年來,土木工程的發展速度更是常人所無法想象的。大量建筑的拔地而起完善了土木工程領域。而一些土木工程新型材料的應用更是提高了人們的生活質量,使人們的生活水平上升了一個層。在改革開放之后,我國新的發展趨勢促進了土木工程建設的快速發展。
2土木工程的發展趨勢
科技的發展促進了土木工程的重大改革,也為土木工程的發展提供一定的技術和物質,從而使土木工程具有著一定的科學性和系統化。在今后的發展中,土木工程將具有著以下幾個特點。(1)智能化。智能化材料主要指的是材料本身能夠自行進行調節、清潔以及修復,從而能夠具有著自我監控的作用,還可以反復被應用。而土木工程材料智能化的發展可以使土木工程降低一定的成本。(2)高性能化。高性能化表明土木工程材料具有著較高的耐久性、保溫性、抗震性以及防水性等。因此,土木工程的高性能化可以使建筑物更加的安全和實用。同時,這種高性能還能夠延長建筑物的壽命。例如:目前建筑物中所應用的鋼筋混凝土結構重量非常的大。這在很大程度上限制了建筑物的高度。因此,人們可以通過減輕此阿里的重量來提高建筑物的經濟效益。在今后的發展中,人們可以通過發展加氣混凝土、空心磚等新型建筑材料來促進土木工程的進一步發展。(3)復合化和多功能化。建筑人員可以應用一些復合技術來生產具有高性能的材料,從而使土木工程材料具有著復合化和多功能化。(4)生產工業化。工業化生產主要指的是在建筑中應用一些具有先進性的工業化生產激活素來保證土木工程的規范性和系列化,從而使建筑物能夠達到民眾的要求。(5)綠色化和節能化。在科學技術不斷發展的同時,建筑材料的節能能力也在不斷提高。建筑的防水保溫能力也得到很大的改善。目前,人們對于建筑材料不僅僅只是數量上的要求,還有對于產品的質量以及更新換代速度的要求。隨著人們對于建筑材料需求的提高,人們一方面要求材料具有著較高的性能,另一方面也要求材料要有著一定的綠色化和節能化。目前,能夠應用的自然資源非常的匱乏。這主要是因為以往的建筑材料大都來自于自然資源。因此,人們需要通過一定的措施來促進建筑材料的可持續發展,從而降低對于自然資源的應用,保證可再生資源能夠得到充分的利用。另外,人們可以采用無污染、低能耗的生產技術來生產新型材料。這可以保證新型材料可以得到再生和再利用,從而促進了土木工程材料的可持續發展,體現出了土木工程材料的節能化和綠色化。
3發展注意事項
目前,土木工程面臨的最大問題是可持續發展。土木工程的發展需要大量能源的支持。這在一定程度上導致自然資源具有一定的有限性。因此,土木工程必須通過一定的方法來保持自身的可持續發展。而當前土木工程的進一步發展需要建立在節約自然資源的基礎之上。這就要求設計師能夠對土木工程整個過程進行一定的設計和規劃,從而使其能夠避免對自然環境造成更為嚴重的傷害,也要使其可以在一定程度上降低對于建筑資源的浪費,真正提高社會經濟的發展。例如:我國青藏鐵路的建設就能夠體現出可持續發展的思路。設計師在設計的過程中就已經考慮到青藏高原的環境保護問題。因此,在建設的過程中,設計師們采用了封閉構造方式來防止固體廢棄物對于青藏高原生態換幾個的污染。這也代表了土木工程的又一次發展。
4結語
綜上所述,工業革命目前已經開始發生變革產生了信息時代的變革。而信息時代的工業革命主要包含有通信工業、網絡工業以及計算機工業等。隨著這些具有信息技術的工業的發展,人類的生產以及生活方式發生了很大的變化。而在生產力不斷發生變化的同時,土木工程材料也有著不斷的發展和應用。在這個過程中,工程技術的不斷進步有著非常重要的作用。土木工程材料的變化代表著一個時代的不斷改變。隨著社會的不斷發展和改變,人們的生活水平有著很大的提升。而人們對于生活的品質也有著更高的要求。因此,人們需要通過發展新的土木工程材料來促進土木工程的進一步發展。這就要求人類能夠更加重視土木工程材料的開發和作用,以及土木工程材料對于人類和環境的影響。這樣才能夠使土木工程真正的造福于人類。
參考文獻
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關鍵詞:土木工程;信息化建設;涵義
1土木工程信息化的涵義
1.1從技術形式的分析
土木工程信息化的涵義,從技術形式層面進行分析,是指全國甚至全球的范圍內,通過網絡技術和通信技術等高科技的方法,實現的土木工程信息技術資源的開發和利用。這面向當今信息化方向的發展,使得土木工程能在線共享資源,隨時隨地的提供土木信息的支持,還能及時的互動和提供有效的問題解決方案。
1.2從行業影響的分析
從行業的影響進行分析,土木工程信息化是運用信息技術提升土木工程建設與管理的過程。其涉及的方面比較廣泛,通常有勘測、設計、施工、監理、質量監督、企業管理、政府監管等方面的工作。土木工程信息化建設,能有效解決工程建設量大和信息知識資源存在分布不均衡的問題,這是提升了行業的整體技術層面。
1.3從實現過程的分析
從土木工程信息化的實現工程可以發現,土木工程信息化的動態過程有六個要素,即信息人才、信息網絡、信息技術、信息資源、信息法規環境、信息產業。土木工程信息化的動態過程還有三個層面,第一個層面是土木信息產品制造業的持續發展,指要發展一批科研機構和企業單位進行土木工程信息的開發和研究,這給信息化建設提供有力的支持。第二個層面是對土木信息技術的開發和利用,即借助互聯網等信息技術,制定土木工程信息的網絡傳輸標準。這個網絡傳輸標準包括軟件和硬件方面。而信息建設的基礎是大力研發土木工程信息的傳輸終端。第三個層面是土木工程信息資源的開發和利用過程,信息化建設的核心和關鍵,是建設好國家土木工程信息公眾網,并完善企業局域網的建設工作。
2土木工程信息化的特點
土木工程信息化的特點主要有智能化、網絡化;實時性、遠程性、互動性;具有知識經濟性;還有核心動力是人力資本等特點。土木工程信息化的這一系列特點,體現了向信息技術方向的提升。
①具有知識經濟特點。土木工程信息化是通過互聯網這一工具,實現核心生產要素。即土木工程的技術知識、信息,均通過互聯網的功能來實現。而土木工程信息化主要表現在土木信息資源的生產、傳輸以及應用方面。
②實時性、遠程性、互動性。土木工程信息化的三大特性是實時性、遠程性以及互動性,這也是信息化必須要具備的特點。這三大特點突破了地域和時間等方面的限制,即是在任何地方、任何時間都能互動的為土木工程行業提供所需要的信息服務。
③智能化、網絡化。土木工程信息化的另一個重要特點是智能化、網絡化,這個特點能對土木工程管理人員的思維形式產生深刻的有意義的影響。土木工程信息化中的智能化與網絡化特點,能夠使工程從業人員及時的在線交流,并提升了信息管理工作的科學性。
④核心動力是人力資本。土木工程信息化的核心動力主要是人力資本,這也是當今時代土木工程從業人員所要具備的重要能力。基于信息時代中,這就對土木工程的從業人員提出了要保持終生學習技能的態度,要認真把握專業知識、信息識別技術、理技能力和IT技能等。
3發展土木工程信息化的途徑
3.1土木工程設計信息化
隨著近代科學技術的快速發展,土木工程的信息化建設也有了進一步的發展。尤其是建筑材料鋼筋與混凝土的突破性發展,大大改善了耐久性、可靠性,而且強度成倍的提高,材料性能方面也更加優質、輕質、高強的實現了過去實現不了的工程結構。人們已經能有效的利用土木工程設計的信息化特點,解決復雜超靜定結構的內力和位移計算。土木工程設計信息化,是對繁雜的手工繪圖的突破,而建筑施工機械的使用,提高了施工自動化的程度。
3.2土木工程施工信息化
自動化控制技術在施工過程中的廣泛運用,提升了工程的施工效率的同時也解決了很多高難度的施工項目。比如應用到大體積的混凝土的施工質量的控制方面;對沉降進行觀測和相應數據的采集工作等。信息化技術的推廣應用,勢必會對設計技術和施工技術進行全面的革新發展。土木工程信息化的運用的領域逐漸加大,將會提升建筑工業水平的發展。
3.3土木工程管理的信息系統
信息化技術作為一種高新技術之一,適用于眾多行業的發展。進一步制定土木工程信息化的運用標準,并完善相關的信息管理系統,這樣能有效的推進信息技術在土木工程施工中的規范和高效作業。信息技術促進了工程的數字化,使工程的管理進入到一個全新的階段。
參考文獻:
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【關鍵詞】土木工程涵義 特點 未來發展方向
一、土木工程的涵義
土木工程是指建造各類工程設 施的科學、技術和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產活動有關的各類工程設施,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程技術活動。經過多年的發展,目前土木工程的實踐和研究己取得顯著成就,無論是結構的力學分析,還是結構設計的理論和方法以及結構的施工手段,都有了非常大的突破;特別是近若干年,在高層、大跨結構和鋼結構方面成績尤其驚人。但展望未來,土木工程領域中仍然有許多課題需要我們進一步探討。
二、現代土木工程的特點
(一)建筑材料方面。高強輕質的新材料不斷出現。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)已開始應用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價格過高,應用范圍受到限制,因而尚待作新的探索。另外,對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續進展。
(二)工程地質和地基方面。建設地區的工程地質和地基的構造及其在天然狀態下的應力情況和力學性能,不僅直接決定基礎的設計和施工,還常常關系到工程設施的選址、結構體系和建筑材料的選擇,對于地下工程影響就更大了。工程地質和地基的勘察技術,目前主要仍然是現場鉆探取樣,室內分析試驗,這是有一定局限性的。為適應現代化大型建筑的需要,急待利用現代科學技術來創造新的勘察方法。
(三)工程規劃方面。以往的總體規劃常是憑借工程經驗提出若干方案,從中選優。由于土木工程設施的規模日益擴大,現在已有必要也有可能運用系統工程的理論和方法以提高規劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會引起自然環境的改變,影響生態平衡和農業生產等,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規劃中,對于趨利避害要作全面的考慮。
三、土木工程的發展趨勢
(一)高性能材料的發展
鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發展。日本、美國、俄羅斯等國家已經把屈服點為700N/mm2以上的鋼材列人了規范;如何合理利用高強度鋼也是一個重要的研究課題。高性能混凝土及其它復合材料也將向著輕質、高強、良好的韌性和工作性方面發展。
(二)智能土木結構理論的體系構成
傳統的土木結構是一種被動結構,一經設計、制造完成后,其性能及使用狀態將很大程度上存在著不可預知性和不可控制性,這就給結構的使用和維護帶來不便。為了解決這一問題,發展出了在線監測結構,它賦予傳統土木結構以在線監測機制,從而為探知結構內部性能打開了窗口,使人員可以方便地了解結構內部物理、力學場的演變情況,這就是結構智能化的第一層次。在在線監測結構的基礎上,進一步增加了監測數據的智能處理機制,使得結構具有自感知、自診斷、自推理的能力,從而使結構實現了第二層次的智能化。進一步在結構中引入自適應及自動控制機制,即根據自診斷自推理的成果,由在結構中耦合的作動系統做出必要的反應,從而實現智能控制結構,這就是第三層次的智能化。比如,對結構的開裂、變形行為,結構的銹蝕、老化、損傷行為,以及結構的動力振動行為做出抑制性控制,在更高層次上對結構起到保護和維修作用。可見,在結構智能化演化過程中,按其智能化程度的不同可劃分為如下三個層次:第一層次:自感知土木結構(Self-sensoryCivilStructure),它是智能結構的最低級形式;第二層次:自診斷智能土木結構(IntelligentSelf-diagnosticCivilStructure),具有對前一層次結果的智能化加工處理,包括結構內部力學物理場的自我計算,對結構特定目標參數的自我診斷,以及以做出結構自身行為的應對策略為目標的自我推理等功能。第三層次:智能控制土木結構(IntelligentControlCivilStructure),它是智能土木結構的最高形式。
(三)發展高新技術,應用結構健康監測,實現可持續發展?
土木工程在實際使用過程中,會出現不同程度的損傷或性能退化,這將影響起承載能力和耐久性,甚至引發嚴重的工程事故,帶來重大的人員傷亡和經濟損失,產生嚴重的社會影響。因此,從建筑建成的一刻起,就要做好健康監測、修復和加固的準備。
隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展,人們提出了結構健康監測的概念,給土木工程的發展帶來革命性的變化。
結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器,自動、實時地測量結構的環境、荷載、響應等,對結構的健康狀況進行評估,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,確保結構安全運營,延長結構使用壽命。
近年來,大型土木工程特別是大跨度橋梁結構的健康監測技術成為國內外工程界和學術界關注的熱點,通過科研和工程技術人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國內外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監測系統,如我國的上海徐浦大橋、江陰長江公路大橋、東海大橋、香港地區的青馬大橋,韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國Commodore Barry橋和加拿大Confedration橋等。
像這樣,通過發展結構健康監測與安全預警,在第一時間發現建筑可能出現的問題,及時進行修復與加固,既避免了可能出現的建筑事故,也基本解決了建筑過快老化損壞,不得不拆去重修的尷尬局面,及由此造成的大量經濟、資源、時間上的浪費,實現建筑使用的可持續發展
四、結語
此外,由于我國是一個發展中國家,經濟還不發達,基礎設施還遠遠不能滿足人民生活和國民經濟可持續發展的要求,所以在基本建設方面還有許多工作要做。并且在土木工程的各項專業活動中,都應考慮可持續發展。這些專業活動包括:建筑物、公路、鐵路、橋梁、機場等工程的建設,海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。
參考文獻:
【關鍵詞】土木工程;發展;趨勢;現狀
中圖分類號: F552 文獻標識碼: A
一、前言
土木工程作為一個國家建設的重要方面在人們的日常生活中有著舉足輕重的地位;另外,土木工程作為一個古老行業,真實的反應了各個時期的科技、經濟及社會發展狀況,體現了一個國家的經濟技術水平,例如長城、趙州橋、長江大橋、水立方、鳥巢、上海世博會中國館等。不僅僅彰顯的是大國風范和土木工程技術的成就,而且作為一種建筑藝術美展示大。
二、土木工程發展現狀
1.土木工程理論的發展
隨著科學技術的不斷發展和進步,與建筑相關的學科,包括:力學、結構動力學、統計學等等學科的不斷發展和進步,為土木工程的發展提供了重要的理論基礎和技術支持。信息化的不斷普及和深入發展,大型計算機在土木工程上的充分應用,包括結構抗力計算到極限狀態理論、材料特性結構分析等,使得土木工程在強大的理論基礎之上快速、全面地提升和進步。
2.建筑設計的發展
隨著土木工程的不斷發展和進步,使用概率統計來設計和分析各種數據,如: 荷載值、材料強度值。通過對風力、陽光、地震等不同自然情況的綜合分析,結合工程的選址、結構體系等實際情況,進一步研究出可靠度極限狀態的設計,得到工程的應力情況和力學性能等,以確保其滿足現代土木工程的需要。隨著土木工程理論的不斷深入和技術的逐步發展,土木工程的設計和規劃已經改變了以往憑借經驗設計工程方案的慣例,特別是大規模的土木工程,運用了系統工程的理論和方法,趨利避害地全面考慮土木工程的安全、環境、經濟等所有因素。
3.土木工程施工的發展
(一)建筑材料的發展
復合材料高強鋼材等全新建筑材料在土木工程中得到了不斷發展和應用。如: 碳纖維、鋁合金、鎂合金、鍍膜玻璃、雙層中空玻璃、玻璃纖維增強塑料( 玻璃鋼) 、各種節能混凝土等新型工程材料已在工業和民用建筑中得到廣泛使用,它們在強度和耐久性上表現出優越性,為高層、大跨和結構復雜的大型土木工程建設提供了重要物質基礎。
(二)土木工程實施工藝的發展
工程實施的設備、工具不斷地向自動化、機械化、科學化發展,如: 同步液壓千斤頂、直升機安裝技術、滑模等先進技術的出現,使得大規模的、高層的、復雜的土木工程不斷發展并得以實現。預應力技術是施工工藝中最為突出的技術之一,可以應用在大跨度、大開間等多層和高層建筑,還可應用于核電站、預應力儲倉、橋梁結構、公路工程等等。
隨著應用系統工程的理論和方法不斷應用于組織管理中,推進了土木工程的科學快速發展。并且,工程逐步趨向結構和構件標準化和生產工業化,使得土木工程的發展逐步實現節約成本、提高工程效率等需求,對于以往不能實現的施工工程,現在也可以實現。
鑒于以上土木工程的發展,雖然有了很大的進步,但是在這個人口劇增、交通擁擠、生態環境破壞嚴重的社會發展趨勢之下,可以用來建筑的土地越來越少,促使土木工程不得不快速、科學地發展,才能滿足社會發展需要。
三、土木工程發展趨勢
1.精密化的理論研究
未來土木工程的理論發展趨勢集中在力學,利用物理、化學、計算機技術對土木工程的不斷應用,重點為解決數學分析與處理。現階段,有些領域還不夠完善,比如: 對于結構復雜的、流體介質等受力分析,需要進一步精密研究。對于土木工程中復雜的數值問題,還需要專門化的數學來解決。土木工程的信息化,可以模擬更復雜的施工情況。
2.土木工程材料的發展
土木工程的施工材料不僅要求質量高、安全性高、使用壽命長,而且隨著生態型建筑理念的發展,對建筑材料造成污染、資源浪費等問題上要求更高,需要發展新型的、高新技術、生態建筑材料,以適應人和自然環境的協調發展。
(一)生態建材的發展
為了實現綠色建筑,在保證工程質量的前提下,選用生態建材是最首要和有效的途徑。比如選用環保材料、凈化材料、可再生材料、循環使用材料等等成為未來發展的趨勢。生態建材的發明和使用,大大提高了人們居住品質,減少對環境的破壞,有效降低建筑垃圾的產生,避免建筑材料的浪費,實現用最少的資源實現最高的品質要求。新型生態材料的使用,在節水節電上進一步優化,節省資源,實現人與自然的可持續發展。
(二)抗震強度高的鋼材
隨著高層建筑、大跨度結構建筑的不斷增多,對抗震材料的要求也越來越高。因此,要求建筑結構使用的鋼材逐漸向高強度化、極厚化、低屈服比、低屈服點等方向發展。日本的建筑抗震效果較好,值得借鑒。他們研究的具有高抗震設計的低屈服比和低屈服點的鋼板,它們是采用調整化學成分和改建熱處理工藝等方法制成。生產出來的低屈服點鋼材可輔助結構和減震控震裝置。當地震發生時,首先達到屈服點開始變形,吸收了地震能,從而防止主體結構的破壞。高強度的抗震材料的使用,不僅可以減少鋼材的使用量,還為抗震提供了安全保障,是未來鋼材發展的趨勢。
(三)智能化的混凝土
目前使用的高性能的混凝土,具有體積穩定性好、強度高、工作性強、耐久性好等等優點。這些混凝土,具有高抗滲性、抗腐蝕性、抗凍性等優勢,所以它們能夠在惡劣的環境下較長時間的使用。最新設計的混凝土甚至可以使用100 年或者200 年以上。隨著科學的不斷進步和發展,智能化的混凝土將成為未來發展的趨勢。智能化混凝土工程材料是指混凝土工程材料能夠接受某些環境信息,自覺地進行邏輯判斷,同時做出能夠相適應的混凝土相關材料。這種智能性的混凝土材料,可以根據工程的需要,維持和調整混凝土的性質,比如: 流動性、保水性、粘聚性等,這樣可以防止建筑受到侵害,或者對破壞進行修補,或者當有危險時也可以警報。這種智能化的混凝土是未來建筑材料發展的關鍵技術,但目前還比較昂貴,研究的人也不多。相信隨著信息科學、生命科學的不斷進步,智能化材料也將逐漸進入到土木工程的市場。
3.土木工程信息化的發展
近年來,信息化已經普及,并且逐漸帶動工業的信息化,必然也會對土木工程造成較大影響。土木工程的信息化包括智能信息處理技術、計算機技術、自動化控制技術、網絡技術等等,這些信息化技術不斷滲透到土木工程中,并且涵蓋了土木工程的全過程,不僅限于設計和施工,還有工程的物業管理、物流管理、設備維護和建筑全方位的實時監控等等各個方面。也可以利用計算機模擬管道空間布線,也可以利用信息化技術實現大型設備的整體吊裝、大型橋梁懸索受力的控制、高溫高壓的焊接控制、建筑物的爆破等等。
4.防震與減災
隨著當前超大跨橋梁、高層建筑和大跨結構建筑物的興起,結構設計呈現更高、更長的發展趨勢。在很多的情況下,地震荷載已經成為結構設計的控制因素。所以大型復雜的結構系的抗震設計及其相對應的問題也得到了進一步的關注。相關的研究包括地震動的作用機理,建筑結構的抗震機理等。
5.擴大對巖土錨固技術的應用
巖土錨固技術的應用領域要不斷的進行擴展。巖土錨固技術除了在邊坡工程、地下工程、深基坑工程、結構抗浮工程中保持著良好的發展狀態外,在橋梁工程、重力壩加固工程、抗地震工程中則有著長遠的進展;同時,錨桿錨固機理的技術仍然不成熟,仍然是土木工程界的難點。
四、結束語
綜上所述,我國目前的土木工程建設已經達到了一個比較成熟的階段,取得了比較顯著的成績,甚至在某些方面已經達到世界先進水平。但縱觀世界土木工程發展現狀,我們仍需尋求土木工程建設理論和應用上的加強、創新與發展。
參考文獻:
[1] 莊實磊. 淺談土木工程的特點與發展趨勢[J]. 黑龍江科技信息.2010(02):50-54.
1CAD技術在土木工程中應用的優點
過去傳統的設計繪圖工作量大,一次性要求高,且效率一直較低。采用CAD技術進行制圖則只需要在電腦上安裝繪圖軟件及準備打印機和鼠標等電腦配套軟硬件就可以進行繪圖工作。運用CAD技術能夠在制圖過程中隨時更改錯誤,為制圖設計手段提供保障和更廣泛的表達方式及更開放的思維模式。同時,CAD技術的制圖運用大大改善了傳統繪圖分段分時的分散性,CAD軟件豐富的分類圖庫可以隨取隨用,重復使用,大大的提升了設計繪圖的速度及效率,相較于傳統繪圖設計優勢明顯。土木工程建設對裂縫寬度,承載力等參數要求非常嚴格,參數如果選取不當,在施工中可能造成工程事故或者資源浪費,從而提高了投資成本。在實際建設過程當中要求章程規范化,CAD技術在土木工程建設領域的應用能夠高精度、高速度的處理分析大量信息數據,做出科學準確的計算和得出結果,這些都是傳統繪圖設計手段無法達到的。傳統繪圖的圖表等資料容易受到環境和人為保存質量的影響與破壞,造成土木工程設計建設的損失,在CAD技術運用方面,則可以直接存儲到軟硬盤當中,避免了工程資料圖表的一些不必要損失,保存時間長,保存質量高,且更加的方便規范管理和查閱。現代科技的進步,土木工程建設技術的發展,越來越多的全新技術手段的出現和實用,更凸顯了CAD技術在土木工程建設中的重要地位和作用,比如CALS即企業和機關所有信息標準數字化,不受單位部門企業系統制約的在網絡平臺進行全過程開發、設計、運用的系統工程。最后,運用CAD技術繪圖效果大大提升了圖像質量質感,更加逼真,能夠最大限度的真實再現建筑效果,這為設計繪圖工作提供了很大的便利,同時運用CAD繪制圖形在施工中也更易于識圖,方便照圖施工,讓設計成果更加具象真實和具有說服力。通過以上對CAD技術優勢的具體介紹了解,從中可以看出CAD技術在設計繪圖等土木工程建設中有著傳統技術手段難以達到的效用,相較傳統技術手段優勢明顯。這證明了CAD技術在土木工程中的應用理論及實踐的科學正確性,應進一步研究發展CAD技術在土木工程中的應用廣度及深度,為土木工程建設提供保障和有效服務。
2CAD技術在土木工程中應用的缺點
1)繪圖局限性。CAD技術繪圖設計過程中主要通過電腦顯示器觀察工作過程及結果,電腦顯示屏幕的尺寸一般不會太大,這就決定了設計師在設計修改圖表過程中存在局限性,對工程圖表的全局性有著影響,容易導致工程整體比例失控。同時,電腦軟件的機械性和數據準確性在注重思維靈感的設計領域不一定是好事,很多時候會局限和制約設計師的靈感創意。當前有些設計工作者一味的過度依賴CAD技術會讓土木工程設計建設變成類似車間產品生產流水線般的固化機器作業,設計標準化和工業化帶來的是作品的統一模式化,缺乏個性和人文靈氣,使得土木工程建筑變成純粹的商品,這對土木工程行業長遠發展非常不利。2)投入高。CAD技術的科技含量高,技術手段運用復雜,對人力物力的投入要求很高,難免就造成了一些資源浪費的情況,增加了建設企業單位的投入成本。目前工程建筑軟件價格不菲,學習培訓費用居高不下,同時CAD技術系統的運行需要配備計算機、打印機、數碼相機、數字化儀表等高性能設備,CAD軟件需定期更新升級等,需要大量資金及后續投入。3)缺乏智能化。當前推廣應用面較廣的CAD軟件技術大多都是在二維基礎上進行工作,在設計過程中僅僅充當工具手段,缺乏智能化,沒辦法完成構建三維立體圖像和自動執行功能,不能達到真正的經濟實用和方便實際施工建設效果。當前國內嚴重缺乏標準統一的智能化CAD結構設計軟件,導致既成工程圖表需要經過設計師人工的修改調節后才能真正使用,改變這一狀況需要相關部門和有志設計師做出更多的研究和實踐。CAD技術在土木工程中的應用帶來了很大程度的便利和效率保障,但同時因為土木工程建設環境需求因素和CAD技術自身發展的不成熟性等因素影響下,CAD技術在土木工程中的應用還存在諸多的問題和不如意的地方。所以,當前土木工程建設中的CAD技術應用應在辨證的角度下看待使用,同時應該進一步的研究和拓展CAD技術運用空間,提高CAD繪圖在施工中的使用比率,加強CAD技術在土木工程應用中的探索力度,讓CAD技術真正在土木工程建設中發揮科學穩定的作用。
作者:呂曉斌 單位:太原市熱力公司
關鍵詞:土木工程;發展;現狀;發展趨勢
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A
引言
城市的高樓大廈拔地而起,各種橋梁、水利工程、四通八達的公路貫穿各個省市。土木工程是保證人類居住和交通的支柱產業,完善土木工程的建設和發展,實現經濟、社會、環境統一協調發展,成為目前土木工程的關注熱點。人類為了爭一取生存,為了爭一取舒適的生存環境,預計土木工程必將有重大的發展。
一、土木工程發展的重要意義
土木工程建設在和自然斗爭中不斷地前進和發展。城市的高樓大廈拔地而起,各種橋梁、水利工程、四通八達的公路貫穿各個省市。土木工程是保證人類居住和交通的支柱產業,完善土木工程的建設和發展,實現經濟、社會、環境統一協調發展,成為目前土木工程的關注熱點。人類為了爭取生存,為了爭取舒適的生存環境,預計土木工程必將有重大的發展。
二、土木工程的發展現狀
1、土木工程建設取得巨大發展成就
我國土木工程建設自改革開放以來取得了巨大的成就,不僅在高層建筑上的數量逐漸增長,并且高度也得到很大的突破,而且公路、鐵路等也得到飛速發展。各種新的材料、結構、工藝以及施工方法在高層建筑中得到廣泛應用,自動化程度不斷提高,大規模的土木工程修建在我國開展的如火如荼。我國上海的浦東金茂大廈和金融中心的高度已經排列世界前茅,我國的高層建筑水平已經處于世界領先領域。
在橋梁工程領域也取得了巨大的成功,隨著各種橋梁類型得到不斷翻新,并且一再突破主跨跨度,橋梁工程出現了另一個輝煌,斜拉橋的復興,如南京長江二橋、南浦大橋都是我國大跨結構邁向一個新的水平的標志,晉身世界先進行列。
2、新型建筑材料的開發與應用
隨著高標號的水泥大量生產,各種高強度、快硬、復合以及節能輕質的混凝土不斷的進行開發研制,鋼化玻璃、涂層玻璃等都在土木工程領域得到長足發展,從上世紀80年代以來碳纖維技術得到廣泛應用,作為土木工程領域的一個重要突破,目前已經在鋼筋混凝土中的加固起到很大的作用,并且取得了非凡的成果,我國在這一領域取得了非常矚目的成就。
3、預應力技術的應用
我國的預應力技術經過三十幾年的發展已經達到了一個新的高度,在跨度大、柱網大以及開間大的多層和高層建筑中,預應力技術得到廣泛的應用。在建筑大跨度公共建筑、會議展覽中心等結構中都需要預應力技術,對于各種新的建筑工程來說,預應力技術有其特有的優勢。對于解決路面混凝土開裂、縮縫減少等方面,都有著非常良好的應用前景。作為海洋工程建造的重要材料,預應力混凝土具有較高的抗裂性以及較好的耐久性,在各項海洋工程中可以發揮其重要的效能。對于舊建筑的加固改造、拆除以及加層中都有著非常廣泛的應用。
4、地下空間的建設與發展
我國目前已經有了20幾個正在規劃與建設地鐵系統的城市,我國的地下空間技術得到飛速的發展,當前地下空間建設的主要施工方法包括明挖法、暗挖法、蓋挖法、沉管法等,這些技術都屬于國際先進技術,在地下空間的發展中都有著舉足輕重的作用。
5、結構設計更加完善
當前土木工程設計中風荷載以及地震荷載正在成為主要的控制因素,更高、更長和更柔韌成為結構設計的發展趨勢,許多大型復雜結構體系的抗風抗震設計理念正在發生很大的轉變,對于特大跨度橋梁的結構體系設計逐漸成為熱點研究話題。
三、土木工程發展趨勢
1、土木工程材料的發展
土木工程的施工材料不僅要求質量高、安全性高、使用壽命長,而且隨著生態型建筑理念的發展,對建筑材料造成污染、資源浪費等問題上要求更高,需要發展新型的、高新技術、生態建筑材料,以適應人和自然環境的協調發展。
2、生態建材的發展
為了實現綠色建筑,在保證工程質量的前提下,選用生態建材是最首要和有效的途徑。比如選用環保材料、凈化材料、可再生材料、循環使用材料等等成為未來發展的趨勢。生態建材的發明和使用,大大提高了人們居住品質,減少對環境的破壞,有效降低建筑垃圾的產生,避免建筑材料的浪費,實現用最少的資源實現最高的品質要求。新型生態材料的使用,在節水節電上進一步優化,節省資源,實現人與自然的可持續發展。
3、抗震強度高的鋼材
隨著高層建筑、大跨度結構建筑的不斷增多,對抗震材料的要求也越來越高。因此,要求建筑結構使用的鋼材逐漸向高強度化、極厚化、低屈服比、低屈服點等方向發展。日本的建筑抗震效果較好,值得借鑒。他們研究的具有高抗震設計的低屈服比和低屈服點的鋼板,它們是采用調整化學成分和改建熱處理工藝等方法制成。生產出來的低屈服點鋼材可輔助結構和減震控震裝置。當地震發生時,首先達到屈服點開始變形,吸收了地震能,從而防止主體結構的破壞。高強度的抗震材料的使用,不僅可以減少鋼材的使用量,還為抗震提供了安全保障,是未來鋼材發展的趨勢。
4、智能化的混凝土
目前使用的高性能的混凝土,具有體積穩定性好、強度高、工作性強、耐久性好等等優點。這些混凝土,具有高抗滲性、抗腐蝕性、抗凍性等優勢,所以它們能夠在惡劣的環境下較長時間的使用。最新設計的混凝土甚至可以使用100 年或者200 年以上。隨著科學的不斷進步和發展,智能化的混凝土將成為未來發展的趨勢。智能化混凝土工程材料是指混凝土工程材料能夠接受某些環境信息,自覺地進行邏輯判斷,同時做出能夠相適應的混凝土相關材料。這種智能性的混凝土材料,可以根據工程的需要,維持和調整混凝土的性質,比如: 流動性、保水性、粘聚性等,這樣可以防止建筑受到侵害,或者對破壞進行修補,或者當有危險時也可以警報。這種智能化的混凝土是未來建筑材料發展的關鍵技術,但目前還比較昂貴,研究的人也不多。相信隨著信息科學、生命科學的不斷進步,智能化材料也將逐漸進入到土木工程的市場。
5、土木工程信息化的發展
近年來,信息化已經普及,并且逐漸帶動工業的信息化,必然也會對土木工程造成較大影響。土木工程的信息化包括智能信息處理技術、計算機技術、自動化控制技術、網絡技術等等,這些信息化技術不斷滲透到土木工程中,并且涵蓋了土木工程的全過程,不僅限于設計和施工,還有工程的物業管理、物流管理、設備維護和建筑全方位的實時監控等等各個方面。也可以利用計算機模擬管道空間布線,也可以利用信息化技術實現大型設備的整體吊裝、大型橋梁懸索受力的控制、高溫高壓的焊接控制、建筑物的爆破等等。
6、向地下、太空、沙漠、海洋空間發展
空間資源越來越緊張,開發地下、太空、沙漠和海洋空間是解決當前空間和土地資源緊張的一個有效途徑。為了綜合利用地下空間資源,地下空間開發逐步向深層發展,在地下空間開發中的應用將加強。
結束語
綜上所對土木工程發展的重要意義,土木工程的發展現狀及米來趨勢所述,土木工程行業是我國的支柱產業,影響我國基木建設的行業,高新技術對土木工程這一傳統專業的改造及影響。因而我們對土木工程的研究和實踐也更加重視。
參考文獻
[1]任秋榮,葉龍,李向召.土木工程發展現狀及趨勢田[J].制造業自動化,2011,(12):157.
關鍵詞:土木工程 施工技術
中圖分類號:TU74 文獻標識碼: A
引言
近年來,我國建筑業的發展速度是驚人的,尤其是高層建筑的發展,在一定程度上為城市節省了土地資源,提高了利用率。而土木工程在高層建筑施工中有著重要地位,施工技術是整個建筑的核心所在,可以說施工技術決定著建筑物的質量以及后期使用功能的實現。目前,土木工程建筑施工技術方面仍然存在諸多問題需要解決,只有施工技術得到改善和發展,才能更好的促進施工質量的提高,才能促進整個土木工程建筑的發展和進步。由此看來,對土木工程建筑施工技術進行分析研究很有必要性。
一、土木工程建筑施工技術的重要性
土木工程建筑施工技術貫穿在施工建筑的各個環節,它可以有效的提高工程的質量,降低工程的生產成本,土木工程建筑工程施工技術的的有效應用,不僅可以有效節省建筑工程項目施工建設過程中的費用開支,同時也可以在很大程度促使建筑工程項目社會效益與經濟效益的實現。在施工建設過程中,能否有效的處理和運用土木工程建筑施工技術,直接關系著工程的質量、進度、安全、效益等各個方面,由此可見,土木工程建筑施工技術是提高工程建設的整體水平,確保建筑企業穩定發展的重要途徑。
二、幾種主要的土木工程建筑施工技術分析
1、基坑支護施工技術
要對認真分析和調查該土木工程施工處的土質類型,同時還要注重開挖的深度、開挖手段以及邊坡的留置時間等相關因素,并且要保證其與土質類型相結合,合理設置土方的邊坡。在具體的施工過程中,土方開挖是不能忽視的,如果開挖的土質相對而言較均勻還具有標準的濕度,同時基坑或管溝地面的標高比地下水位要高,而且它的敞露時間比較短,那么就可以減少放坡和加支撐工序的施工過程,同時還要重視基坑開挖的深度,嚴格依據國家規定的標準進行。倘若當地的土質的濕度比較適宜,而且地質狀況比較好,開挖深度也沒有超出5米的范圍,此時可以考慮不加支撐。
2、鋼筋混凝土施工技術
在土建工程施工過程中,混凝土應嚴格按照有關規定進行選擇,在實施鋼筋混凝土施工技術的過程中,首先實際操作人員需先進行清孔作業,尤其是內部底板材料從兩端橫隔梁逐漸向中心分段進行澆筑,在此過程中應注意施工質量。混凝土澆筑施工過程中,可分兩次完成,第一次施工過程中先綁扎鋼筋,然后對模板混凝土、頂板等澆筑施工;第二次施工過程中,所用到的混凝土可通過輸送泵方式輸送到模內。混凝土澆筑過程中,應當在注意振搗、插釬振搗設備的選擇,以快插、慢拔方式為主;當混凝土混合料的表面沒有泛漿、氣泡時,即可停止操作。如果是在冬季進行施工,要在混凝土沒凍之前.根據水泥的高空作業的臨界強度標準采取一定保溫和擋風措施,其在受凍前的抗壓標準應該高于設計強度抗壓標準的30%-40%左右。
三、土木工程建筑施工技術的具體要求
1、對土方填筑與壓實的要求
要選用合適的土料進行填筑,有些土料是不適合作為填筑土料的。壓實的方法包括振動法、碾壓法、夯實法及通過工具進行壓實等方法。壓實過程中必須注意壓實度、土的含水量以及每層鋪土厚度。填土應由低到高,由下向上整個寬度分層鋪填碾壓或夯實。填方應分層進行并盡量采用同類土填筑。應在相對兩側或四周同時進行回填與夯實。當天填筑應在當天壓實,填土壓實質量符合規范規定。
2、對基坑土方的開挖的要求
在基坑開挖前應當先確定順序和分層的厚度,然后再進行施工。為避免地基土出現擾動現象,施工時要連續,切勿中斷。在開挖過程中要隨時檢查,并對地下水位進行觀測,如果到達水位以下,就必須采取必要的措施以降水。
四、加強土木工程建筑施工技術的措施
1、加強施工技術資料管理
1.1 及時收集和整理技術資料,確保技術資料的完整性
技術資料是工程項目進行技術方案設計的重要基礎,也是對于建筑工程整體質量的一種反映。因此,無論從哪個角度來看,收集、整理建設項目的技術資料,有助于確保土木工程質量和安全,在這一方面具有著重要的價值和意義。
1.2 要確保技術資料的正確性和可靠性
工程項目的技術資料不僅是工程質量的真實反映,還是進行工程結算的重要依據。所以,在具體的施工過程中,施工的相關人員在收集和整理技術資料的時候務必要做到認真、仔細,嚴禁造假等不良情況出現。這樣一來,即便是出現質量安全問題,也可以做到有因可查、有責可咎。
2、加強現場施工技術的質量管理
工程開工前應組織實施現場的“三通一平”工作,并協同施工承包單位,做好施工現狀圖及其他原始記錄,作為有關分項工程決策的依據。對承包單位、監督單位進行資格審查,并報現場分管領導批準。嚴格要求施工承包單位按招標書、合同、設計文件及現場施工驗收規范的要求施工。對于到場的各種材料、設備的質量進行嚴格的檢查,嚴禁不合格材料、設備用到工程項目中。確保隱蔽工程驗收制度的正常進行,及時做好隱蔽登記,不得事后補辦簽證手續。還要定期召開工程的每周例會,及時解決施工中的問題,并做好記錄。同時還要做好對工程進行全過程的監督檢查工作。
3、逐步建立相關的獎勵制度,促進施工技術的發展
建立獎勵制度并制定各種激勵措施,結合崗位責任制進行指標考核,只有根據相應的指標進行考核,才能根據每個崗位的評級情況進行獎勵,這樣才能提高施工人員的責任意識,從管理上根本解決管理人員的惰性,做到誠信務實。獎勵機制還可以提高施工人員的主人翁意識,并加強施工人員的工作積極性,在保證施工質量的前提下,還可以提高工作效率,從而加快建筑工程施工進度,提高建筑工程綜合效益。
五、土木工程建筑施工技術的發展
1、健全土木工程建筑施工技術管理體系
土木工程施工技術要建立一個完善的管理體系,才能促進其發展。科學、合理的體系是保證施工技術發展的前提條件,在建立和完善該體系的基礎上,采用科學的管理方法,不斷進行創新和發展,從而更好地提高施工技術。與此同時,在充分掌握現有技術的基礎之上,分析土木工程施工技術的創新方式。如,分析深基坑擋土墻技術,可以逐步建立樁、錨、支擋和承重結構逐漸走向一體化的系統,因為過去的施工,存在著傳統的施工工藝效果不好的問題,使其產生的效果不能滿足人們的需求,而且造成施工效率低下的后果,而新技術的創新和發展在一定程度上,能夠很好地緩解此狀況,不斷提高施工效率,提升施工質量,降低工程成本,獲得最大的經濟和社會效益。
2、促進土木工程施工技術的智能化發展
建筑施工技術的智能化發展,主要表現在新技術革命成果在建筑施工領域的滲透和應用。隨著科學技術的不斷發展,信息自動化、智能化施工技術理念是現代建筑業的發展方向。利用智能型機械設備、電子信息技術管理終端和全自動化控制系統對土木工程的施工轉換到智能化、自動化的發展方向是土木工程施工技術創新發展的趨勢。計算機的應用更是大大提高了建筑施工工程的建設、信息服務和科學管理的水平。
3、促進土木工程建筑施工技術的生態化發展
土木工程建筑施工技術要研究節約型、創新型的建筑材料,運用新型的節能環保建筑施工機械設備進行施工辦公,減少污染和能源損耗。而建筑施工設計的目標,設計的進程和施工的整個過程,都必須考慮到對生態環境的影響,盡量減少污染,減少能量的消耗,選擇適當環保的建筑材料和技術設備。從使用功能出發,盡量的利用工業廢料,合理的利用資源和節約能源。還要注重引進新型的建筑材料和建筑技術,發展住宅用的化學建筑產品提高化學建材在建筑中的應用。
結束語
總而言之,土木工程的施工技術涵蓋的內容比較廣泛,所以在具體的施工中需要充分分析相關的各種因素,選擇最佳的施工方案和最適合的施工技術。并要結合現代化發展的需求,促進土木工程建筑施工技術不斷完善其管理體系,促使土木工程建筑施工技術走向生態化和智能化,從而確保土木工程建筑施工技術的長久發展。
參考文獻:
[1]楊偉國.探究土木工程施工技術及其未來發展[J].城市建設理論研究,2011(34).