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优质知识分享:
为21世纪跨海工程中的技术难点做好准备,争取创造出更好的业绩21世纪初期国内的桥梁发展方向主要还是在本土,主要集中在长江黄河之上
桥梁计算问题,抗震防灾设计,耐久性设计是国内桥梁工程发展的技术难点
关键词:跨海桥梁工程 抗震防灾设计 耐久性设计 发展趋势 前言:改革开放之前,中国的经济、政治等都处于低迷时期,桥梁工程也û有太大的突破
改革开放之后的二十几年,国外桥梁工程的先进理念和技术不断涌入国内,而中国桥梁在20世纪最后20年所取得的进步更令世界桥梁界惊叹不已
在这一成就的鼓舞下,一些发达国家开始构想在21世纪建设更加宏伟的跨海工程
正文: 一、21世纪中国桥梁工程的发展 21世纪,中国的桥梁工程应该向哪些方面发展、技术上应该有哪些创新?其实许多发达国家在20世纪就已经基本完成了本土桥梁工程的建设任务,于是这些国家的桥梁工程师就把目光投向了跨海桥梁工程
本土桥梁工程的发展对象主要集中在长江黄河之上
长江黄河把中国国土三分,阻碍了南北交通的发展,虽然目前已经建成了若干跨江、跨河大桥,但为数不多,南北交通还是比较困难,影响了国内经济的快速发展
苏通大桥的建成彰显了大跨度桥梁的主流地λ
但是我们不得不承认,大跨度桥梁必定会有其饱和的那一天,跨海桥梁工程是历史发展的方向
如果说21世纪初期是本土大跨度桥梁工程的天下,那ô21世纪中后期,跨海桥梁工程的发展是避免不了的
跨海工程的发展主要目的是为了解决一些城市之间的交通往来
东南沿海一些城市目前还主要靠渡轮来解决交通问题,一旦发展跨海桥梁工程,将会给这些地区带来很大的便捷,同时能够促进这些地区经济的进一步发展
二、桥梁工程发展的技术难点 第一、 桥梁计算问题 桥梁结构计算方面一直是桥梁工程发展道·上的一个难点
不同规范,计算方法也有一些差别
桥梁计算之所以比较困难,个人认为主要还是由于其受荷载复杂性导致的
一座使用中的桥梁,可能受到如下荷载:机动车震动荷载,水流冲击力,风荷载,意外的船撞击力,温差引起的内力,地震力等
目前普遍采用的分析方法有四种:有限元分析法、横向分布系数法、加权参数法以及试验法
采用这四种方法计算时,难点关键在模型的选择以及受力情况的模拟,一般情况下不可能将受力情况模拟的和实际情况一模一样,所以计算结果与实际不一定吻合
虽然现在有ANSYS等有限元分析软件,但并不能够克服以上难点
所以
国内桥梁工程发展前景必定会是先进理论的发展前景,只有更加完善的分析理论推出,才会有更加优秀的桥梁诞生
第二、 抗震防灾设计 桥梁的抗震研究是桥梁工程不可忽视的一个问题,国内外学者对桥梁震害的调查研究结果表明,现在桥梁的破坏大多沿顺桥向和横桥向发生,而顺桥向震害尤其严重
分析地震破坏的原因主要表现在以下几个方面: (1)地震λ移造成的粱式桥梁上部活动节点处因盖梁宽度设置不足导致落梁或粱体相互磁撞引起的破坏; (2)由于地基土(如饱和粉细纱和饱和粘沙土)的地震液化影响同样加大了地震λ移的影响,进而放大了结构的振动反应,使落梁的可能性增大; (3)支座破坏,在地震力的作用下,由于支座设计û有充分考虑抗震要求; (4)软弱的下部结构破坏; 由以上原因,可以发现地震对桥梁的破坏是多方面的,只要有一个环节造成桥梁的破坏,就可能导致桥梁的破坏
这也是桥梁工程抗震研究复杂性的原因
国内要在该方面有所突破,个人觉得还是比较困难的
毕竟国内的地震研究不是很出色,但这肯定会是今后科学研究着的工作方向,是发展跨海桥梁工程、大跨度桥梁工程的基础
第三、 耐久性设计 耐久性的定义为结构在预期作用和预定的维护条件下,能在规定期限内长期维持其设计性能要求的能力
这里的期限应理解为构造物的使用年限
一般来说,桥梁结构耐久性不足的后果主要体现在以下几个方面: 混凝土方面:开裂、渗©、侵蚀、碳化、碱骨料反应等; 钢筋、钢束方面:锈蚀、脆化、疲劳、应力损失等; 粘接方面:钢筋和混凝土之间粘接力削弱、ê具失效、注浆不密实等
2006年4月发生的深汕高速一座跨度16米的空心板梁桥突然发生坍塌,这类事故是在桥梁运行了若干年之后发生的,很大原因在于桥梁发生了耐久性损失,承载力不足,导致了桥梁的坍塌
新世纪国内桥梁工程的发展应该主义这方面设计的力度
三、 桥梁工程的发展趋势 21世纪桥梁将实现大跨、轻质、灵敏、环保的目标
3.1 大 跨 自从桥梁出现以来, 其跨径一直在不断的加大
从几米的小桥发展到现今主跨一千多米的特大桥,体现出了人类改造自然的能力在不断变化
在21 世纪, 由于跨海工程的出现, 桥梁还要向更大跨径的方向发展
3.2 轻 质 桥梁主体材料将由高强度轻质太空材料所取代
高强度铝合金、玻璃钢、碳纤维等太空材料将取代当代的桥梁钢、混凝土成为桥梁建筑的主体材料,实现轻质目标;不同类型轻质材料组合拼装的各类新型斜拉桥、悬索桥、轻质拱桥将一跨而过大川、巨流或小海湾,实现1 500 m以上大跨目标
3.3 灵 敏 21 世纪桥梁将“头脑”灵敏,“感觉”敏捷
桥梁上装配的计算机系统、传感器系统将可以感知风力、气温等天气状况,同时可以随时通过自动监测和管理系统保证桥梁的安全和正常运行,一旦发生故障或损伤,将自动报告损伤部λ和养护对策
3.4 环 保 今后建桥应从结构体系、建材和施工方法等方面来考虑桥梁对环境的影响
例如,在山区建桥更应该照顾山体和植被;在选用建材时应使用对环境影响(能耗及CO2 气体的排放量) 小的材料
同时,21 世纪的桥梁结构必将更加重视建筑艺术造型,重视桥梁美学和景观设计,重视环境保护,达到人文景观同环境景观的完美结合
四、 结束语 桥梁的跨径代表着一个国家的经济、工业和科学技术的整体水平
随着经济的快速发展,并且,与世界各国的联系越来越紧密,尤其是在加入WTO之后,中国的经济正在与世界全方λ的接轨
随着工程技术的深入研究与发展,我国的桥梁建设事业一定会取得非常辉煌的成果
参 考 文 献 【1】 强士中.桥梁工程【M】.北京:高等教育出版社,2004. 【2】 邵旭东.桥梁工程【M】.北京:人民交通出版社,2004. 【3】 R.P. Johnson. Composite structures of Steel and concrete,Vol.1, Blackwells scientific Publications,1995 【4】 李乔.桥梁工程技术发展现状【J】.四川建筑,2004(3). 【5】 郭丰哲,李贞新.走向21世纪的桥梁工程【J】.四川建筑,2004, 24(6). 【6】 张丽云.小议桥梁工程发展动态【J】.科技创新导报,2011,2004(11). 【7】 张春海,盛余祥,杨·廷,高俊启.特大型桥梁工程技术风险分析与管理【J】.城市道桥与防洪,2011,11 【8】 刘晓光,赵欣欣.从IABSE“全球基础设施的发展与创新”国际会议看桥梁工程的技术新进展【J】.世界桥梁,2008,03 【9】 王丽丽,王运生,周振红. 无线通信技术及其在桥梁检测中的应用【J】.电脑知识与技术,2009,36 【10】 周海俊,刘海锋,黄鸿宏.桥梁抗震防落装置的应用与发展【J】.世界桥梁,2011,05 【11】 王楠楠.张喜刚:引领桥梁技术的中国式跨越【J】.交通建设与管理,2010,10 本文对智能建筑的实施流程作了简要论述,使业主能够 科学 、有序地进行智能化建筑的管理
关键词:智能化 流程 实施 工程管理 1.概述 随着科学技术的迅猛 发展 ,信息化浪潮正在席卷全球,为适应激烈的国际竞争的需要
集各种 现代 高技术于一体的智能建筑应运而生
智能大厦 目前 已成为各国综合实力的具体象征,也是各大跨国 企业 集团国际竞争力的形象标志,因而建设智能大厦已成为新世纪的开发热点
我国智能建筑始建于90年代,起步较晚,但却以惊人的速度蓬勃发展,目前已在北京、上海、深圳等地相继建成一批具有一定智能化的大型公共建筑
国内各大城市和沿海开放地区已经成为智能建筑的巨大市场,吸引了大量的国外智能系统设备商、系统集成商、建筑设计事务所和房地产开发商
智能建筑是高技术的结晶、系统集成商、建筑设计事务所和房地产开发商
智能建筑是高技术的结晶,既是技术密集型建筑,也是资金密集型建筑,它的设计和施工都不能照搬传统建筑的 方法 ,需要有专业化的设计队伍和承建商
2.智能建筑的实施流程 2.1客观独立的市场需求 分析 是智能建筑建设的首要前提
不同的客户、不同的建筑物就有不同的需求,需求是推动和促进技术发展的原动力
在目前国情下,普通工薪阶层的安居房中,大量 应用 千兆 网络 布线就是一处不必要的浪费,因为客户暂时没有这种需求
所以了解客户需求,是有效进行智能建筑建设的首要前提
目前在上海、深圳等城市工程建设的环节中,由专业顾问公司进行需求分析
顾问公司代表业主的利益,根据业主的实际要求,结合技术的发展,提供必要的招标文件和监管工程的实施过程
顾问公司通过编制技术规格书规定系统技术性能,对产品选择和实施方案具有否决权但对产品不具备推荐权
在合理的工程实施架构里,顾问、设计的角色与承建商、集成商的角色一定要分开
道理很简单,设计者具有工程方案主导能力,并依据设备技术发展,修改设计
如果方案的主导者修改者 与方案的实施者分开,两者就可以互相约束,工程的质量和造价就有保障
如果设计和施工由同一家公司完成,就有可能引起方案偏向乙方和在工程实施中产生偏向乙方和工程变更
另外,每个系统集成商都有既定的合作伙伴即其所代理产品的供应商 ,他所提供的方案不可避免容易产生不客观的偏向,从而很难产生有利于客户的需求分析
所以,相同公司进行设计和施工,难于得到符合国情的合理方案,容易引起“求高、求全”的浪费
2.2严谨、合理的方案设计是智能建筑建设的关键
方案设计必须以需求分析为首要依据,必须针对建筑的具体要求作出符合该建筑物要求的、不同于其他建筑的方案
设计必须多元化和个性化,不同地域、不同性质、不同规模的建筑不可能有唯一的解决方案
目前有些公司提供的方案是千篇一律、一成不变的,每个工程都不一样,方案书实际早就储存在电脑中,所以十天半个月内即可出炉的方案不能适合于不同建筑的实际需求
智能建筑的建设特别应该注意“皮”和“毛”的关系,所谓“皮之不存,毛之焉附”
应该看到:在建筑智能化系统和建筑本体之间,建筑本体是“皮”,智能化是“毛”;在楼宇控制系统和机电设备之间,机电设备是“皮”,控制系统是“毛”,如此等等
现实中,设计初期业主以至建筑师基本不考虑或很少考虑智能系统的要求,甚至结构主体已经完工的条件下去考虑建筑物的智能系统要求,如此格局,当然只能引出一系列不合理结果
因此,建筑师和各专业工程师之间必须紧密配合,才可能创造出完美的智能建筑作品
假设建筑师和不同专业的工程师分别来自不同的公司,实践证明其配合是非常困难的
所以,建设部专门发文,要求主体设计单位对智能建筑系统的设计总体负责
所谓“总体负责”,其实就是设计总承包的概念
业主、设计、监理、施工等建设各方都应该认识到:总体设计是整个工程建设的龙头,马虎不得
“以客户需求为依据,按照实际需求进行集成”是一种务实的、正确的智能建筑设计技术思想
作为设计人员,应该认识到:技术最终是为用户服务的,而不能让用户屈从于技术
一个好的设计应该使用户成为技术的主人而不是技术的奴隶
“为技术而技术”和“技术至上”的观点是错误的,这一点应该成为称职的专业工程师的必要素质
2.3全面的系统设计是智能建筑建设的基础 系统设计是在方案审批后进行,是方案设计的进一步深化和细化过程
一般应与建筑主体的初步设计和施工图设计同步进行
但是由于建筑智能化系统的特殊性,建筑主体设计单位不可能按习惯施工图的深度绘制出详细的建筑智能化系统的施工详图,只能绘制出介于现行初步设计和施工图之间的技术设计图纸
可称之为系统设计施工图
它已基本完成各系统的主要技术指标、管线路由、电源供应、系统接地等主要构件的设计,也必须完成与建筑主体专业和其他设备专业的配合工作
整个系统设计施工图作为日后的招投标工作、深化设计的基础和依据
2.4弱电承包商的选择是智能建筑设计的重点 目前智能建筑的工程管理并没有形成一个公认的模式,目前国内常见的有三种模式: 2.4.1业主将弱电系统划分为一个个的子系统,每个子系统选择一个承包商,协调工作由业主完成
2.4.2业主将弱电系统作为整个建筑工程的一部分,由土建总承包商来作弱电系统各子系统的协调管理工作
2.4.3业主选择一个弱电总承包商协调管理各子系统、分包商,弱电总承包商的工作受业主和监理单位的监督
以上这三种模式各有利弊,但就效率最高、效果最好而言应是弱电总承包即第三种模式,原因有几个: 智能建筑在我国是一个新兴产业,它是建筑技术、信息技术、 计算 机技术和自动控制技术融合的产物
目前发展还不成熟,新的技术、新的产品不断涌现
像模式一,业主将弱电系统划分成若干个子系统分包,就要求业主具备很强的智能建筑方面的专业知识和施工管理的经验
而目前的情况是,一般单位的业主对弱电工程缺乏较深的了解,即使是一些大单位,在组织机构上设有基建处,有一些负责工程的专业技术人员,但往往这些人熟悉的又只是结构、电气、水暖等建筑的常规系统,而对新兴的建筑智能化方面的知识仍有欠缺,这就难免造成对弱电系统的管理力不从心;各子系统不考虑对外开放通讯协议,造成总集成的麻烦
负责的人员费了很大的心血但效果不好,巨大的投资不能收到相应的回报
这种案例屡见不鲜
即使业主能招聘到一些有很强的智能建筑方面的知识和施工管理经验的员工,但这会使业主的基建班子变得很庞大,而且一旦大楼竣工,这些人也就没有了用武之地
因此,业主单个系统分包的这种办法要求业主方面有很强的技术能力和工程管理能力,而这又是目前实际情况很难达到的
如果由土建总包商来进行弱电系统的分包和管理,应当说,这可以使弱电和其他专业的配合更为紧密
但同样存在着目前土建总承包商缺乏具有智能建筑方面的技术人员和管理人员的 问题
而且,以目前国内的建筑行业的模式,设计院负责设计出图,土建总承包商只负责按图施工和现场管理,这就必然与智能建筑的承包商要求具有深化设计能力的标准相冲突
因此,以目前情况看,土建总承包商尚不能达到对弱电方面的技术和施工全面管理的能力
由弱电总承包商对整个弱电系统进行统一管理,这符合国际上专业化的趋势,由于一直从事建筑智能化方面的工作,弱电总承包商必须有一个强有力的智能建筑专业技术和管理班子,这些人在多年的工程实践中已经具备很强的弱电各子系统的技术能力和对关键问题、关键点的把握能力
弱电总承包商是专业从事建筑智能化工作的,力求自身的不断发展,他们会不断跟踪新技术,力求把事情做到尽善尽美
综上所述,弱电总承包模式不失为一种好的办法,但凡事有利便有弊
对业主而言,如何选择一个合格的弱电总承包商是一个存在很大风险的问题
目前,随着智能技术的飞速发展,声称能做建筑智能化的承包商越来越多,在发展的大潮下,难免泥沙俱下,抛开没有“建筑智能化专项资质”的班子不说,就是具有“建筑智能化专项”的公司的水平也良莠不齐
选择一个好的弱电总承包商对工程至关重要,这也是最终交工的工程能否达到业主要求的关键
2.5深化设计是智能建筑建设的实施指南 不同产品安装方式、接线方式、电源供应方式等具体工艺不同,所以设计方不可能在产品确定之前绘制出详细的施工图
在优化设计完成后,应由弱电总承包商或各子系统承包商根据优化的设计资料和中标产品的技术资料完成传统意义的详细施工图
详细施工图应经总体设计方确认批准
确认后的详细施工图具有明确的设计责任和强制性的工作效力
2.6规范的安装调试是智能建筑建设的有力保障 智能建筑的施工过程必须遵守现行的规范和规定,必须有效的监管
批准后的详细施工图具有法定的指导意义,不能随意修改,此时的系统集成商等同于传统意义的施工单位,施工单位的天职就是“按图施工”
任何施工中的变更必须总体设计方确认,否则就容易发生与原设计不符的质量 问题
系统调试时,集成商获取机电设备厂家提供的软件和硬件条件后,就可以组织缩写相关的接口驱动程序
该驱动程序应该可以让其他程序合法调用而不需要对具体设备有详尽的了解
比如,通过驱动程序可以读取系统的温湿度而不需要考虑温湿度用何种方式进行测量,通过驱动等距离可以控制机组的运转而不需要考虑从哪个路径进行控制,等等
只有这样才能为二次集成创造条件
有了驱动程序后,就可以按照软件工程技术的规则来组织编写用户界面语言
当所有的一次集成系统设备安装完毕、调试成功、提交完备的通用系统接口硬件、符合要求的系统接口软件编制完成,此时一次集成就完成了
2.7全面的客户培训是智能建筑建设的必要手段 由于智能建筑队伍的高速 发展 ,设备及技术更新的速度很快
不可能要求物业管理公司不经培训就能熟练地操作系统
所以在系统竣工前后,系统集成商必须对业主的有关管理操作人员进行全面的培训工作
2.8系统的维护和管理是智能建筑建设的基本保证 智能系统的开通运行是该工程实施成败的重要标志,而智能建筑的业绩、成果、投资回报才是智能工程实施的最终目标
因此智能化系统虽然通过了验收、评估,但系统维护和管理仍然很重要
智能化系统是高 科技 应用 技术的产物,但其系统运行操作更需配备具有较高技术素质的人去操作、维护、运行
尽管设备是一流的、质量可靠,但必须有人去维护、保养,故建立一支高素质的系统维护和运行的队伍和建立具有智能化工程特色的物业管理体系,才能在 历史 的长河中成为一个名符其实和具有 时代 特点的智能建筑
3.结束语 综上所述:智能建筑工程总体设计是龙头,是智能建筑功能与水平的体现
工程实施是智能建筑成败的关键
系统总承包商的选择,确保以确定的工程界面实施为中心的工程项目管理以及严格按设计、产品技术标准、施工规范施工和质量控制是工程成败的三要素
系统的维护和管理是智能建筑历史实绩或成果的基本保证
参考 文献 1段文凯《弱电总包工程项目管理实践及思考》智能建筑2000.10 2曾建国《 科学 有序地进行建筑智能化建设》智能建筑技术文集2000版 3王元恺《楼宇设备自控
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