土木工程在

土木工程在（精选十篇）

土木工程在 篇1

关键词：工程案例教学,土木工程,案例教学的应用研究

随着经济全球化和社会的快节奏发展, 所谓的高楼大厦、繁华多彩已经成为一座城发展水平的评价标准之一。为了提高我国建筑行业和提高建筑质量, 我国的高等院校就应培养更多的建筑人才。当今高校土木工程专业的教育中对人才的培养不仅是理论知识的灌输, 而且结合了实践能力的培训, 以更好的适应我国社会发展的需求。工程案例教学模式适应了土木工程专业的教学需要。

一、案例教学的含义

案例教学法就是指教师根据教学内容和教学目标, 预先准备适合课程内容的案例, 在课堂上以案例作为教学的线索, 学生通过案例进行个人学习、小组合作学习的方式来分析和研究案例, 从而加深学生对理论知识的理解和学生对课堂上所学内容的巩固, 使学生在实际工作中更好地运用所学到的知识来解决遇到的问题, 全面提升学生的综合能力。

在土木工程专业使用案例教学方法, 通过具体的工程来解释枯燥的理论知识, 便于学生学习和掌握。土木工程专业培养的人才不仅需要丰富的理论知识, 更需要较强的实践能力, 在工程中可以有效且合理地解决所遇到的难题, 案例教学可以将实际工程融入到课堂教学中, 适应了学生和教师的需要。

二、工程案例教学在土木工程专业教学当中的应运

土木工程专业课程的主要任务是, 通过对专业课程系统化的学习, 使学生拥有正确选择、设计方案、成功进行施工管理等能力, 为学生今后从事结构工程设计、工程监理、工程合同控制等工作掌握扎实的土木工程理论和实践知识, 具备一定的解决工程实践问题的能力, 进而提高本专业大学生的就业能力。

土木工程专业具有较强的工程实践性、案例性等特点, 为土木工程专业课程进行案例教学提供了方便, 那么该如何在土木工程专业运用工程案例教学呢?

1. 教师在备课时应根据教学内容和教学目标来选择合适的案例

案例的选择应坚持由简到难、由浅入深的原则, 使课程知识和实际工程较好的联系起来。在课程案例的准备中, 要采用当今的科学技术, 例如采用视频、图片等方式使案例更加形象具体, 容易引起学生的学习兴趣。

当老师讲“坑基建设”时, 老师参加的一项工程中坑基开挖并对其进行录像, 在课程内容讲授时利用多媒体进行播放视频, 视屏的内容主要涉及与基坑开挖方式和基坑降水有关的工程概况、场地情况、施工机械、基坑降水设备及其工作过程等内容。这样的案例教学可以引起学生学习的兴趣, 使其更加直观地了解工程现场的情况, 有针对性的进行学习。

2. 在土木工程专业中教师应运用案例创设相关情景, 提出相应的问题

老师通过对实际工程介绍, 展示工程场景和具体工程参数, 提出相关问题让学生思考和解决。老师不要直接给出答案, 而应由学生研究、讨论、分析后得出结论。工程案例教学属于启发式教学, 可以更好的让学生参与到课堂中, 调动学生学习的积极主动性。

3. 利用案例突出重点难点知识, 加深学生对理论知识的理解和应用

在“坑基建设”课程的讲解中, 坑基建设的排水问题和坑基建设的稳固问题就是重点学习的内容。使用案例教学在这部分知识的讲解中可以直观形象地表现重难点知识在实际工程中的应运。

4. 利用工程案例在土木工程专业中进行教学利于知识系统框架的构建

土木工程专业的知识有较强的系统性, 利用工程案例讲授土木工程专业知识, 可以帮助学生建立更好的知识框架体系, 使学生有更好的理论知识素养。

三、工程案例教学在土木工程专业中应运的好处

1. 案例教学不仅可以改变老师传统的教学模式, 丰富课堂活动形式, 还可以充分调动学生学习兴趣和学习积极性, 学生主动地参与到课堂活动中。

2. 利用工程案例在土木工程专业中进行教学, 可以使学生感受到工程现场的实际情况, 将理论知识与实践操作相结合, 使学生具备工程建设的需要的能力。

3. 建筑事业在不断发展, 对建筑人才的需求也不断增加, 土木工程专业是我国培养建筑人才的重要基地, 在教学中使用案例教学可以帮助学生了解岗位对就业者能力的要求, 从而进行有针对性的训练, 使其在激烈的就业竞争中获得优势。

小结

随着高校教育改革的实施, 高等院校不再一味地讲解理论知识, 更加注重对学生实践能力的培养, 特别是在土木工程这种对实践能力要求较高的专业中, 如何更好地将理论知识与实际操作相连接变得越来越重要。工程案例教学更好地将理论知识与实践操作相结合, 符合广大师生的需求, 有利于培养更多具有理论知识和实践能力的建筑人才。

参考文献

[1]祁玲, 孙南屏, 张慧珍.改革开放以来土木工程专业产业背景的主要变化[J].广东工业大学学报 (社会科学版) , 2011 (06) .

[2]苏胜, 岳素贞.浅论多媒体在土木工程材料教学中的作用[J].中国科教创新导刊, 2009 (22) .

[3]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 (01) .

[4]朱健.关于工程测量课程教学模式的探索[J].中国科教创新导刊, 2013 (26) .

测量在土木工程中的作用 篇2

测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面(包含空中、地下和海底)点位的科学。它的内容包括测定和测设两个部分。测定是指使用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据，或把地球表面的地形缩绘成地形图，供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。测设是指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据。测量学按照研究范围和对象的不同，产生许多分支科学，在工程建设中所进行的各种测量工作，就叫工程测量学。

一、工程测量学的内容

如果按工程测量服务的对象来讲，包括工业建设测量、铁路公路测量、桥梁测量、隧道及地下工程测量，水利工程建设测量、输电线路及输油管道测量及城市建设测量。一般的工程建设基本上可以分为三个阶段，即规划设计阶段、建筑施工阶段与经营管理阶段。

第一，工程建设规划设计阶段的测量工作。在本阶段中，主要是提供各种比例尺的地形图与地形数字资料，另外还要为工程地质勘探、水文地质勘探及水文测验进行测量。对重要的工程或地质条件不良的地区进行建设则还要对地层的稳定性进行观测。

第二，工程建设施工阶段的测量工作。每项工程建设的设计经过讨论审查和批准之后即进入施工阶段，这时首先要将所设计的建(构)筑物，按施工要求在现场标定出来，作为实地建设的依据。为此，根据工程现场的地形、工程的性质，建立不同的施工控制网，作为定线放样的基础，然后采用不同的放样方法，逐一将设计图纸转化为地上实物。

第三，工程建设经营管理阶段的测量工作，在工程建筑物运营期间，为了监视其安全和鉴定情况，了解其设计是否合理，验证设计理论是否正确，需定期地对建筑物、构筑物进行位稳、沉陷、倾斜以及摆动进行观测，并及时反馈测量数据、图表等工作。

由此可见，工程测量学就是研究各项工程建设在勘测，设计，施工和管理阶段所进行的各种测量工作的学科，它是直接为工程建设服务的，而且在土木工程中具有极其重要的作用。

二、工程测量的重要性

(一)建筑用地的选择，道路、管线位置的确定等，都要利用测量所提供的资料和图纸进行规划设计

1．在工程设计中提供图纸资料、明确占地范围、了解周边工程、了解占地范围内有无城市地下管线、是否对勘探和机械设施造成影响，如果没有工程测量带来的各种比例尺地形图及管线探测图，工程设计就成了无米之炊。2．在施工过程中，工程的第一步就是建筑物、构筑物的实地定位放样，因为建筑物在什么地方摆放，不可能随随便便找个地方，根据建筑物的用途、工艺流程或对于同一建筑物的个不同部分，其精度要求是不一致的，而且往往相差非常悬殊，此时应正确制定工程建筑物定位的精度要求，如果定得过宽，就可能造成质量事故，反之若定得过严，则给放样工作带来不少困难，从而增加放样的工作量，延长放样时间，也就无法满足现代化高速度施工的需要。

3．是确定建筑物放样的精度，建筑物竣工时的定位误差是由施工误差和测量放样误差所引起的。由于各种建筑物或同一建筑物中各不同的建筑部分，对放样精度的要求是不同的，因此应考虑到施工现场条件与施工程序和方法，分析这些建筑物是否必须直接从控制点进行放样，对于某些建筑元素，虽然它们之间相对位置精度要求很高，但在放样时，可以利用它们之间的几何联系直接进行。因此工程测量工作前，制定必要的合理的精度，是关系到该工程建设中周期长短的一项重要的工作。

(二)施工阶段需要通过工程测量工作来衔接，配合各项中建筑工程中工序的施工，才能保证设计意图的正确执行在工程施工过程中，从工程开工一直到工程结束，均离不开工程测量工作。常见的质量通病不外乎钢筋、模板、混凝土等方面的问题，与测量放线有关的分别如下：钢筋偏位、模板平整度、墙柱垂直度、混凝土表面平整度、楼地面平整度、外墙门窗工程垂直度等。要预防上述通病的发生，除了施工人员的主观原因之外，必须为施工人员提供准确的、周到的、详细的测量控制水平线、平面控制线、垂直控制线等。如果测量工作方面出了问题，势必会引起施工质量问题的发生。我们在施工中只要把测量工作做好，对防治质量通病就起到非常积极的作用。首先对建筑物进行有效的定位，确定建筑物的实际位置，有了准确的地面标识然后才能确立次区域是否有设计后新增建(构)筑物及新埋入地下管线，以保证机械设备的使用，在基槽开挖完毕后，要进行基槽验收，以及后续的垫层、底板线的投测，对于重要设备基础，如有螺栓、预埋件及预留孔等，在稳固好后，应及时进行测量轴线标高复验，并在砼浇筑过程中进行连续监测，以防备砼浇筑过程中，发生位移、沉降等质量事故的发生。在基础施工完毕后，进行竣工线的投测，接下来设备安装需连续对设备的平整度、标高进行跟踪测量，以确保设备的工艺流程完好，保证设备联动达到设计要求。

(三)竣工后的竣工测量，为工程的验收、日后的扩建和维修管理提供资料 最后的竣工测量是规划管理竣工验收的一项重要程序，竣工测量形成的成果报告是规划竣工验收审核的重要依据，竣工测量既有工程测量的普遍性要求，也有规划管理的特殊性要求，不仅涉及到影响测绘管理部门掌握现状地理信息的正确性，而且涉及到影响规划管理部门规划审批的落实和监督管理，因此竣工测量是关系到城市建设管理和规划实施落实的一项重要测绘工作。

(四)在工程管理阶段，对建(构)筑物进行变形观测，确保工程安全使用在建筑物运营管理阶段，工程测量起着极其重要的作用。由于各种因素的影响，建筑物及其设备在运营过程中，都产生或多或少变形。这种变形在一定限度之内，所以应认为是正常现象，但如果超过了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危及建筑物的安全。例如，建筑物的沉降观测在施工过程中有着重大的意义。通过观测取得的第一手资料，可以监测建筑物的状态变化和工作情况，在发生不正常现象时，及时分析原因，采取措施，防止重大质量事故的发生。变形观测具体包括：基础边坡的位移观测；建筑物主体的沉降观测；高层建筑物的水平位移观测等。准确的观测成果为施工期间的工程质量、人民财产安全提供了最有效的保证。特别是在深基坑施工、填海区、地质断层构造带的施工工程显得尤为重要。而由于建筑物沉降、位移引起的边坡及道路坍塌、楼房及桥梁倒塌等安全质量事故屡见报端。因此我们必须努力作好建筑物的变形观测，确保工程的施工质量。因此在工程建筑物的施工和运营期间，必须进行监视观测，通过变形观测取得第一手的资料，可以监视工程建筑物的状态变化和工作情况，在发现不正常现象时，应及时分析原因，采取措施，防止事故发生并改善运营方式以保证安全。另外通过在施工和运营期间对工程建筑物原体进行观测，分析研究，可以验证地基与基础的计算方法，工程结构的设计方法，对不同的地基与工程结构规定合理的允许沉陷与变形的数值，为工程建筑物的设计施工管理和科学研究工作提供资料。

灌浆施工技术在土木工程施工中应用 篇3

摘要：时代的进步，国家的综合实力的增强，我国土木工程也取得了很大发展，同时也促进了灌浆施工技术在土木工程中的广泛应用。但是，不够成熟的土木工程灌浆施工的技术是目前我国面临的最大问题，灌浆技术的选择必须以具体的施工地质为依据，只有根据具体的施工地质采取适当的灌浆技术才能确保土木工程的安全和质量。本文探讨了灌浆施工技术在土木工程施工中的应用。

关键词：土木工程；灌浆施工；技术

1引言

灌浆施工技术是一种新型技术，它通过在建筑物、土壤或者岩石中设置钻孔和灌浆通道，将比例合理的浆液在一定压力下利用灌浆机灌注到开裂或有缝隙的建筑工程地基中，使建筑物更加牢固，使得建筑物不透水防护工作更加完善。因此，具体施工地质情况是影响灌浆施工技术与方法选的重要因素

2土木工程灌浆技术材料选取

虽然灌浆技术是一种较为新兴的施工技术，但是其所用的材料就目前来看也是极为丰富的，可供我们选择的种类有很多，从大的范围来看，我们可以把这些材料分为有机类和无机类两种，其中有机类主要就是指的一些环氧树脂类和木质素类等偏化学类的材料；而无机类则主要指我们常见的一些水泥、粘土等施工材料。就目前我们在土木工程施工中常常会用到的灌浆材料来看，主要有以下三种：粘土材料、水泥和一些化学材料。

2.1 粘土浆材

粘土浆材主要的成分就是黏土和亚粘土，其最大的特点就是吸水性好、粘结力强，所以稳定性较高，因为粘土和亚粘土所含水的比例不同其粘结力和稳定性也存在较大的不同，所以在我们具体的使用之前，我们可以通过不同比例的搭配来进行粘土浆材的拌合，但是这种材料的使用也存在一个明显的不足，那就是其强度在一定程度上可能达不到一些特殊部位灌浆的要求，因此，有时我们通过在粘土浆材内添加一定量的水泥来提高粘土浆材的强度和应用效果。

2.2 水泥基浆材

水泥基浆材顾名思义就是主要采取水泥搭配而成的一种灌浆材料，我们都知道水泥的种类和型号也有很多，因此，采取不同的水泥型号配合而成的水泥基浆材在性能上也存在着明显的不同，一般说来，我们最为常用的主要是硅酸盐水泥，在配置的过程中添加一定量的二水石膏的话能够更进一步的加强其应用效果，但是这种浆材也存在一个明显的不足，那就是在注入的时候容易出现稀释现象，不容易被注入。

2.3 化学浆材

化学浆材是我们常常用到的第三种浆材，相对于前两种无机浆材来说的话，化学浆材一般粘度都很低，沉淀物少，固化时间可以人为地进行调节，主要用于一些裂缝的灌注，尤其是在一些地下灌注工程中使用的最多，并且由于其不溶于水的特性使得其耐久性能极强，但是这种化学浆材价格较高，并且还具有一定的毒性，一般来说不做单独使用。

3 土木工程灌浆技术的施工要求

灌浆技术作为一种新型的施工技术，虽然能够解决很多原有的施工技术所不能够解决的问题，但是其施工要求也更为严格，一旦要求达不到的话就很容易影响施工的质量，导致灌浆技术施工的失败。

3.1 灌浆的压力因素

灌浆施工中浆材流动的主要动力来源就是我们施加的灌浆压力，所以，灌浆的压力对于整个灌浆施工来说格外重要，尤其是对于灌浆的效果影响最为重大，因此，我们需要实现规划好灌浆施工所需要施加的压力大小，在计算的过程中我们还应该充分的考虑到浆材在流动的过程中因为周围的环境因素所造成的阻力对于压力计算的影响，尤其是在不同的地质中浆材的流淌扩散的阻力也是各不相同的，另外，不同材质的浆材所需要的压力也各不相同，一般说来，化学浆材所需要的压力比其他浆材要小得多，这就更需要我们进行事先的调查研究，最终确定一个最为恰当地灌浆压力，以便达到最好的灌浆效果。

3.2 扩散半径和有效的扩散距离

灌浆施工中浆材的扩散半径和扩散距离也是需要我们关注的，这里所说的扩散距离并不是指浆材实际的扩散距离，而是指的浆材的有效扩散距离，而能够影响到浆材的扩散半径和有效扩散距离的因素主要是地层的渗透系数和压力，此外，浆材本身的一些黏性和扩散能力也能够影响到其扩散的具体状况，所以我们可以参考这些因素后采用一些公式来进行计算，最终得出浆材扩散半径和有效扩散距离的约值。

3.3 浆材的凝固时间

最后，浆材的凝固时间也是需要我们注意的，浆材的凝固时间主要是由浆材本身所决定的，但是我们可以通过往这些浆材中添加必要的凝固剂来改变其固有的凝固时间，最终使其能够按照我们实现规划好的时间进行凝固，虽然我们一般对于浆材的凝固时间没有一个苛刻的规定，但是越符合科学凝固时间凝固的浆材越能够确保土木工程灌浆的效果。

4土木工程灌浆技术的应用

在土木工程中灌浆技术的具体方法有很多，但是总的来看可以分为堵水防渗灌浆和加固灌浆两类，但是具体细分的话就包括很多的不同方法，具体来看的话，当前常用的主要有以下三种灌浆施工方法。

4.1 填充灌浆法

填充灌浆，这种方法主要应用在一些大型的灌浆施工中，尤其是对于一些地下洞穴的灌注最为合适，效果也最好。

4.2 渗透灌浆法

渗透灌浆法主要是运用到土木工程中的一些无法大范围的改变当地的地形和地质条件，进而采取的直接把配置好的浆材灌注到我们需要填入的裂缝当中，尤其是对于深层次的裂缝最为适用，此外，在一些砂砾层中也可以采取这种方法来进行浆材的灌注。

4.3 压密灌浆法

压密灌浆法从名称我们就可以看出，这种方法主要就是通过给浆材施加一定的压力使其浓度变大，进而增大其外侧的压力，最终迫使浆材进行地底层，这种方法

对于一些粘质的土层最为适用。除了上述的三种常用的灌浆施工方法之外，还有很多的方法被应用在土木工程中的各种不同的情况下，比如电动化灌浆法和劈裂灌浆法也是我们土木工程施工中常用的两种方法。

4.4 严重漏水状况下灌浆技术的应用

土木工程的施工过程中，经常会出现地基严重漏水的情况，地基出现严重漏水的情况，主要的原因是土木工程在进行选择施工地点的时候出现了失误，特别是在岩溶地区进行施工，出现严重漏水的情况更加的明显。在进行填充物的选择时，一定要对填充配料中的砾石的大小进行严格的控制，在模袋中，只是使用砾石是没有办法达到预计的效果的，所以要在水泥砂浆中使用砾石，砾石和水泥砂浆进行混合，可以达到更好的使用效果。

5 结语

综上所述，随着灌浆技术在土木工程中的广泛应用，关注度变的越来越高的是灌浆技术在实际操作存在的问题，進一步研究土木工程中灌浆施工的技术与方法是我国目前必须进行的，并且根据不同的施工地质选择不同的灌浆技术，使灌浆技术能够更加科学有效地应用在土木工程施工过程中，促进我国灌浆技术的完善。同时，将灌浆施工技术与方法运用在土木工程中，不仅要确保灌浆技术含量，而且要对施工过程中的各项重要参数进行严格把握，这样才能确保我国土木工程的安全和质量。

参考文献：

[1] 任兴华. 帷幕灌浆技术在某工程中的应用[J]. 中国新技术新产品，2010（19）

[2] 杨延强.土木工程中灌浆施工的技术与方法[J].河南技，2013，8（10）.

工程测量在土木工程中的应用 篇4

关键词：土木工程,测量技术,应用

工程测量技术是所有土木工程中不可缺少的环节, 其包括预测和度量两个方面的含义。工程测量就是对数据的采集、综合处理和放样以达到最终监测目的的一个过程, 其在土木工程中的应用十分广泛。

1 工程测量技术的定义

现代人对工程测量的定义是:工程测量技术是在建设工程的勘察设计和施工管理方面运用测量技术、方法及理论。传统的测量技术包括测量和放样两方面的内容, 而现代的工程测量技术已经突破了传统的两方面内容, 其不仅涉及到工程的静态、动态几何级物理测量, 还包含了对测量结果进行分析的工作, 甚至预报物体的发展变化趋势。

工程测量技术包含两方面的含义, 一是使用仪器来确定时间、空间、速度、温度等相关数据;二是对地形地貌及地质情况进行测定。其可以保证施工组织设计的各个环节的协调和发展, 促进可持续发展。

2 工程测量技术的重要作用

工程测量是土木工程施工中的一部分, 土木工程因为工程量大, 工种太多, 交叉作业严重, 所以在其施工前必须做好准备工作和防范措施。工程测量的准确度直接影响到土木工程的施工质量, 根据土木工程的工程特点, 工程测量应该建立完善的检测机制, 保证测量仪器的精准度, 确保测量方法使用恰当, 同时使测量数据足够全面, 工作人员也要树立安全意识。工程测量技术包括对距离的测量、对高程的测量及对角度的测量, 在测量过程中产生的误差是可以累计和传递的, 因此, 需要对测量误差值进行限制, 否则不仅影响测量结果的准确性还会对土木工程的施工造成威胁, 轻者停工误工, 严重的造成工程丧失其功能。

2.1 工程测量在基础施工阶段的作用。

在一项工程开始施工之前, 首先通过测量工作将图纸上的建筑物按其设计要求在现场进行放样, 为下一步的工作奠定基础。在这一阶段的测量工作, 对其测量的精准度要求很高, 关系到整个工程施工质量的好坏, 如果在这个环节出现差错, 会造成重大工程事故, 带来严重的经济损失。

2.2 测量技术在主体施工阶段的作用。

在工程进行主体施工的阶段, 工程测量主要在以下几个方面对工程质量造成影响:对建筑物垂直度的控制方面;对楼板、构件及线条平整度的控制方面;在墙柱平面放线方面;对主体标高的控制方面等。墙柱平面放线的精准度直接对建筑物的垂直度造成影响, 严重影响墙柱钢筋的绑扎和模板工程的施工质量。

2.3 测量技术在装饰装修阶段的作用。

建筑物在装饰装修之后变成成品或者半成品, 这时就可以交给业主使用, 前期施工所留下的质量问题都需要通过该阶段进行处理。因此, 这个阶段测量工作的精确度直接对工程的总体质量造成影响。所要进行的测量工作主要有以下几个内容:对外墙装饰垂直度的测量;对室内外地面的标高进行测量;对局部线条、构件的放线;对内墙平整度及垂直度的测量等。

3 测量技术在工程中的应用

3.1 在施工之前的勘测

工程测量需要设立完善的测量组织、检查机制和操作规程, 在进行施工测量之前应该对施工现场进行实地考察, 对工程的地形、地质、周边的环境进行全面的勘察, 依据现场的实际地质情况设计详细的施工图纸, 同时需要对测量的有关数据进行计算。还要注意的是, 在测量之前应该对测量时所要使用的测量仪器和工具进行检测和校正, 同时要选用有专业技术的人员进行测量工作。施工之前测量工作的进行, 对后期工程的施工有促进作用, 为施工组织设计提供详细的数据作为参考。

3.2 施工阶段所要进行的测量工作

在施工阶段测量工作的进行, 主要是对图纸上设计的建筑平面图和高程, 按其施工和设计要求进行放样, 为施工提供依据。有些测量工作是要在施工过程中进行, 如施工控制网的设置;按照施工设计图纸进行放样;每完成一道工序就对其各部分的高程和平面位置进行测量, 检查其是否符合施工的设计要求;在工程施工进行的同时, 观测一些特殊建筑或者高层是否变形等情况。

3.3 在安装设备时进行测量

根据施工图纸, 使用测量仪器对设备安装时的中心线和标高基准点进行测定, 并对设备安装的精度和偏差进行检测和复验, 保证设备安装位置的准确性, 并使其进行正常的工作。对设备安装的测量, 主要包括对水准点和基准控制网的定点定位进行测量;对设备的中心线、沉降观测数据和标高进行检查、复测和验收, 对与设备相关的槽、洞、孔的定位距离和尺寸还有基础轮廓进行复测, 同时要保证地脚螺栓精度的一致性;对设备基础的基准点进行测定, 保证其与原始的水准点构成水准环线。

4 结语

工程测量在土木工程中占有重要的地位, 对测量技术的应用也十分广泛。随着土木工程的不断发展, 人们对工程质量的关注也不断增加, 土木工程中的测量工作也受到重视, 测量技术的不断改进给工程测量带来了方便, 使土木工程的工作效率也有所提高, 其质量得以保证, 工程测量技术在土木工程中的作用越来越重要。

参考文献

[1]饶伟.浅谈工程测量在施工过程中的应用[J].科技创新与应用, 2013 (13) .

智能材料在土木工程中的应用 篇5

[摘要]：智能材料是2l 世纪的一种新型的材料、是材料科学发展的方向，而在当代的土木工程领域内，智能材料已经得到了广泛的应用。本文对智能材料的概念、类型及其特点进行介绍，论述了智能材料在土木工程中应用和研究现状。[关键词]:智能材料;土木工程;应用现状

智能材料是一种能感知外界环境变化并自动改变自身特性以适应该变化，可实现自诊断、自调节、自适应、自修复等功能的新型复合材料，是近年来引起世界各发达国家重视的新材料高技术体系，其全新的构思源于仿生，目标是要获得类似人的各种功能的“活”的材料。智能材料的出现为土木工程材料与结构提供了新的发展方向，智能材料与结构系统在木土工程领域中有着巨大的应用潜力，目前压电、压磁、光纤、形状记忆合金等智能材料，在当代土木工程领域内也已得到了广泛应用。

1智能材料的概念，类型及其特性

1.1概念.智能材料（Intelligent material），是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。

1.2组成.目前智能材料主要有形状记忆合金、电流变体和磁流变体、磁致伸缩材料、压电材料等几大类。一般情况下智能材料由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分构成。l）基体材料基体材料担负着承载的作用，一般宜选用轻质材料.基体材料首选高分子材料，因为其重量轻、耐腐蚀，尤其具有粘弹性的非线性特征.其次也可选用金属材料，以轻质有色合金为主。

2）敏感材料敏感材料担负着传感的任务，其主要作用是感知环境变化（包括压力、应力、温度、电磁场、PH 值等）.常用敏感材料如形状记忆材料、压电材料、光纤材料、磁致伸缩材料、电致变色材料、电流变体、磁流变体和液晶材料等.3）驱动材料因为在一定条件下驱动材料可产生较大的应变和应力，所以它担负着响应和控制的任务.常用有效驱动材料有形状记忆材料、压电材料、电流变体和磁致伸缩材料等.可以看出，这些材料既是驱动材料又是敏感材料，起到了双重作用，这也是智能材料设计时可采用的一种思路.4）信息处理器信息处理器是在敏感材料、驱动材料间传递信息的部件，是敏感材料和驱动材料二者联系的桥梁.1.3特性.因为设计智能材料的两个指导思想是材料的多功能复合和材料的仿生设计，所以智能材料系统具有或部分具有如下的智能功能和生命特征：

1）传感功能：能够感知外界或自身所处的环境条件，如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学、核辐射等的强度及其变化。

2）反馈功能：可通过传感网络，对系统输入与输出信息进行对比，并将其结果提供给控制系统。

3）信息识别与积累功能：能够识别传感网络得到的各类信息并将其积累起来。

4）响应功能：能够根据外界环境和内部条件变化，适时动态地作出相应的反应，并采取必要行动。

5）自诊断能力：能通过分析比较系统的状况与过去的情况，对诸如系统故障与判断失误等问题进行自诊断并予以校正。

6）自修复能力：能通过自繁殖、自生长、原位复合等再生机制，来修补某些局部损伤或破坏。

7）自调节能力：对不断变化的外部环境和条件，能及时地自动调整自身结构和功能，并相应地改变自己的状态和行为，从而使材料系统始终以一种优化方式对外界变化作出恰如其分的响应。

2智能材料在土木工程中应用

2．1 形状记忆合金在土木工程中的应用

形状记忆合金(SMA)是一类具有形状记忆效应(Shape Memory Effect)的智能合金材料。具有形状记忆效应的合金包括Ni—Ti，Cu—Zn—Al，Cu—Al—Ni以及聚氨基甲醇乙醇等。作为一种新型的功能性材料，形状记忆合金其最显著的优点之一就是在激发材料的形状记忆效应时，材料能产生很高的回复应力(700 MPa以上)和回复应变(8％左右)，并且还具有很强的能量储存和能量传输能力。利用这一特性就可把材料埋植在各种结构中，进行结构的自增强、自增韧、自诊断和自适应控制的研究与应用，同时也可将材料制成智能型驱动器，进行结构的裂缝、损伤、变形及振动的主动隔振等方面的研究与应用。形状记忆合金的另一个显著的优点是相变伪弹性性能和相变滞后性能，其应力一应变曲线在加卸载过程中形成环状，这说明材料在此过程中可吸收和耗散大量的能量。试验结果表明，形状记忆合金的相变回复力也很高，其值可达近400 MPa。根据这一特性就可研制具有相变伪弹性性能的形状记忆合金被动耗能器或被动耗能控制系统，以便进行土木工程结构的被动耗能抗震控制。

目前，国外已将形状记忆合金耗能器用于砌体结构和钢筋混凝土结构的被动抗震控制设计，同时也有用于古建筑抗震加固的应用实例，还有将形状记忆合金制成主动阻尼控制系统的研究。用 TiNi 形状记忆合金作为隔音材料及探测地震损害控制的潜力已显示出来。已试验了桥梁和建筑物中的应用，因此作为隔音材料及探测损害控制的应用已成为一个新的应用领域。

2．2压电材料在土木工程中的应用

将压电体集成于传统的结构中，利用压电传感元件感知结构的振动模态，并根据其输出，再通过相应的控制算法确定压电作动体的输入，以实现结构振动的主动控制，是目前压电类智能结构应用研究的前沿和热点。为此，许多研究人员先后利用压电陶瓷(ZPT)作为加速度传感器和驱动体研究了任意复杂激励下压电层合结构的主动阻尼和被动阻尼以及主动振动控制等问题，还有的学者根据经典复合板理论，采用加速度反馈控制方法讨论了利用压电传感元件实现复合材料层合梁的主动阻尼控制并进行了试验研究。特别是近年来压电材料和压电堆技术的迅速发展，为压电类智能结构的研究和应用开辟了许多新领域。

目前压电材料和压电堆技术广泛应用于土木工程结构的静变形控制能、噪声主动控制、健康监测、安全评定和自适应修复以及抗震抗风等多个领域。

2．3光导纤维在土木工程中的应用

光导纤维是一种由外包层和内芯构成的纤维状光通信介质材料，这种先进的信息传输材料最先被用于通信传输系统，而且其研究发展速度很快。原因是作为信息载体的光子要比电子的速度容量与空间容量优越得多。光子响应速度比电子高出三个数量级。光子的高并行处理能力和高信息率等特性，使其具有远高于电子信息容量与处理速度的潜力。

目前，在传统的混凝土结构中埋人光纤作为传感元件进行结构强度、裂缝、损伤、变形、振动、钢筋锈蚀和施工质量等方面的自动诊断、监测、预报、控制和评价，同时再埋人驱动元件(如形状记忆合金等)，并将控制元件和信息处理系统与之结合，形成具有智能功能的混凝土结构，从而实现混凝土结构的自检测、自诊断、自适应和自修复等，也是智能材料结构系统在土木工程中的研究与开发应用的热点和前沿。光纤材料是土木工程结构健康诊断及其地震响应主动控制中传感器设计的理想材料。早在20世纪80年代的时候美国就已经将光纤维材料应用于桥梁的振动监测，我国也已经将光纤材料用于三峡大坝健康监测和安全评定系统中。

2．4 压磁材料在土木工程结构中的应用

磁流变液(MRF)悬浮体系，在外加磁场的作用下，它们的粘性、塑性、弹性等流变性能会发生显著的可逆变化。且当外加场强超过临界值后，磁流变液会在几毫秒内从液态变为固态。在显微镜下可以观察到，在磁场的作用下，磁流变液的分散相颗粒结成了沿磁场方向的链状结构。由于磁流变液的特性可以在介于液体和固体的属性之间进行可控(由外加磁场直接控制流体的流变特性)、快速(响应时间只有几毫秒)和可逆的转变的独特性质，而且对流体的特性实施控制时所需的能量又较低，变化动态范围大，易于大面积铺放、成本低，磁流变液成为智能结构中作动器件的主要材料。

目前，人们主要将磁流变液应用到减振器、离合器、柔性机械卡具、机器人手臂、液压阀门、直升机旋翼、油缸运动的控制桥路以及电源的高速开关等各个领域，已设计出了一些应用磁流变液的高性能参数可控的减振器、离合器、隔振器等新产品，在土木工程领域主要应用于高层建筑、电视塔、大跨网架和大跨桥梁等土木结构地震的半主动控制。

另外，磁致伸缩智能材料也在土木工程的研究中得到了广泛的重视。磁致伸缩智能材料是一类磁致伸缩效应强烈，具有高磁致伸缩系数并具有电磁能／机械能可逆转换功能的材料。磁致伸缩材料在智能材料与结构领域中光纤材料主要用于传感、监测和远距离信息传具有较好的应用前景，目前这类材料已广泛用于声纳系统、大功率超声器件、精密定位控制、各种阀门和驱动器件等。

3结语.智能材料与我们的生活息息相关，其在土木工程结构中的研究与应用更是展现出独特的优越性能和广阔的应用前景，智能材料的发展将推动结构的智能监测与诊断系统的研究与应用，为结构自修复、自愈合功能的研究和设计提供应用基础。智能材料与结构系统及其应用技术的兴起与发展不仅意味着结构功能的增强，结构使用效率的提高和结构设计形式的优化，更重要的是对传统土木工程的结构设计、建造、维护及使用控制等许多观念的更新起了重大的推进作用。

参考文献：

[1]郑智能，张永兴，董强.智能材料及其在土木工程中的应用.重庆交通学院学报.2005,06 [2]邓友生,孙宝俊.智能材料系统及其在土木工程中的应用研究.建筑技术.2005,36(2)[3]任勇生.智能材料在土木结构监测和振动控制中的应用.太原理工大学学报.2000,05 [4]谢建宏,张为公,梁大开.智能材料结构的研究现状及未来发展.材料导报.2006,11.[5]程显,文关群.智能材料在土木工程中的应用.工程与建设.2006,01

感想： 冬季学期研讨课结束了，虽然只有短短五周，却学到了不少东西。印象最深的是程老师的全英文PPT，虽然看不懂，但深深体会到材料学科的学术严谨之风，更觉高端大气上档次，让人一下子静下心来投入到课程中去。也许是氛围太严肃了吧，每节课都有打瞌睡的人，自己有时候也克制不住，听着听着就快睡了，毕竟这是充斥着一大堆陌生学术名词的理科课，兴奋点不多。所以，在此提点小小建议供老师参考：

钢结构在土木工程中的应用研究 篇6

1.1 强度 一般来说，结构构件承受或者容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。可以利用有关的国家标准来确定结构钢的构件性能，这些标准中列出了钢结构可使用的材料，比如建筑结构钢要满足CSA标准ASTM standardA992/A992M或者CAN/CSA G40.20/C40.21等相关标准的要求。近几年来，建筑用钢发生了很大的变化，过去的建筑结构所用的抗拉强度以及屈服强度相关数据均摘自于CISC（2006）历史记录，而目前加拿大对于工程结构钢以及普通建筑结构钢的标准定出7个钢种和8个强度级别。根据屈服强度其范围为260~700Mpa。不过并不是全部的钢种都有所有的强度级别，因此如果是一个特定的建筑钢结构设计，那么对钢种类型和强度级别的选择就非常重要。从整體来说，采用钢结构可以减少物料消耗、减轻结构自重、降低支撑部件与地基的尺寸，最终降低整个建筑的结构成本。

1.2 刚度 振动、变形等适用性参数由构件的刚度来决定，进而由结构体系的刚度来决定。结构体系的实际刚度又由其构件和连接件的分布来决定。不过简单说来，构件的刚度由材料的几何截面特性以及材料的弹性模量来决定，结构钢的弹性模量通常为200GPa。而普通密度抗压强度在20-40Gpa范围内的混凝土其弹性模量通常在20-28GPa范围内；即使对于高强度混凝土来说，其弹性模量也不过在40-45GPa之间，由此可见，钢结构的钢性是混凝土的十倍及五倍左右，所以钢结构的刚性有着显著的优势。

1.3 延性 延性指的是某种材料拉伸的过程中无断裂的塑性变形能力。一般情况下延性是结构设计中，特别是抗震设计中比较重要的特性参数，地震中幸存的建筑物直接依赖于主要结构框架经历大的非弹性变形时的滞后耗能性。钢结构可以说是目前使用最广泛的、韧性最好的工程材料之一。不过材料内在的延性并不一定都会转化为建筑结构的内在延性，因此要充分认识到这一点，采取适当的设计策略和可靠、稳定的滞消机制。通常一个设计具有延性响应就要有足够的材料截面、材料延性以及结构延性和构件延性。延性值的能力和需求要与变延性水平、曲率延性（构件延性）以及位移延性（结构延性）所匹配。不过虽然钢结构的应变延性比较高，但是因为受弯构件的受力不稳定，所以构件的曲率延性经常不足。

1.4 韧性 衡量材料断裂前吸收能量以及塑性变形的能力的指标就是韧性。它可以抵抗缺口部位的不稳定裂纹的扩展。韧性通常表示钢结构在制造、安装以及使用过程中可以承受比较大的工业变形，是钢结构一个很重要的特点。正是因为钢构件的韧性才使其在弯曲、剪切、冲孔、锻造、钻孔等制作过程中降低了产生裂纹的可能性。钢结构足够的断裂韧性是必须具备的，特别对受到交变荷载以及冲击荷载的建筑结构来说更要具备此特性。钢结构的断裂韧性对于温度条件很敏感，并且随着温度的减小而降低。所以在天气寒冷的地区设计钢结构，首先要考虑韧性。相对来说，低碳铌钢比高碳钢成分钢更能改善韧性。

1.5 整体 由上可知，无论是从刚度、强度还是在延性方面，钢结构都要优于钢筋混凝土，并且钢结构可以比较容易建构出有异国风情的建筑形式，通常钢结构系统可以提供最佳的设计灵活性以及最大的空间利用率。钢结构的另一个优点就是：它还是一个理想的悬臂施工体系。适当的应用空腹钢铁托架以及构件腹板开孔，可以为管道以及其它供电线路提供通道，不仅降低了楼层的高度，而且增加了审美吸引力。钢架像在钢结构中一样，被用来扩展现有的混凝土建筑结构或者增加楼层。在进行施工时，装配钢结构的施工人员要远远少于混凝土建筑结构所需要的人数；与混凝土建筑相比，钢结构的安装以及制作质量都要更加的可靠和简便。并且在修改时，钢结构比混凝土结构更加容易，成本更低，特别是要附加支撑系统时，钢结构可以更加快施工进度。

2 钢结构的缺点

当然，每种材料都不是完美的，所以钢结构的应用和施工也存在着一定的缺点，其主要表现为以下几个方而：

2.1 材料缺点 尽管钢结构的刚度要远远大于混凝土，但是对于一个给定的负载，钢结构的构件截面刚度则要小于与其对比的混凝土结构，这主要是因为钢的强度优势导致其构件的尺寸相对较小。因此要提高这些构件的稳定性，就要增加型钢的尺寸或者采取填充混凝土以及外包混凝土的措施，以提高截面的刚度。并且钢材的耐火性和耐腐蚀性都相对有欠缺。钢材长期受到100度的辐射热时强度的变化不大，表现出一定的耐热性能，但当温度达到150度时，就要采用隔热层进行保护，并且重要部位的钢结构一定要涂刷防火涂料。

2.2 市场环境

2.2.1 设计力量较薄弱 在设计建筑结构时要注意结构的功能要求是不是属于钢结构合理的应用范围。通常在设计较高承载力需要使用钢结构时，要考虑用不适合继续承载的巨大变形为结构设计的极限状态为准则。钢结构有很多节点，要对每个螺丝、垫板以及焊缝进行精确的计算，而且每个专业要一次性到位，所以钢结构的设计要比混凝土结构的设计更复杂，并且图纸也远远多于混凝土结构。

2.2.2 钢结构生产未形成体系 只有在大规模生产的情况下才可以体现出钢结构的优越性。并且目前钢结构的生产标准、价格标准以及质量标准都没有统一，国家标准以及监管机制方面也都有一定的欠缺，因此很多设计师以及开发商都相对比较茫然。

2.2.3 价格问题 由于钢结构的生产未形成体系，因此钢结构的价格比较高。虽然钢产量近年有大幅度的提高，但是人均产量仍然相对较低，钢材仍是我国国民经济中比较贵重的材料，而混凝土的价格优势就体现出来了。

2.2.4 钢结构的使用年限 混凝土结构号称永不损坏，但是钢结构一般的使用寿命只有五十年，如果钢结构用在住宅建筑中，那么人们想到自己花费终身积蓄而购买的房子只能住五十年，会让很多人丧失购买的欲望。不过随着保险业的发展，住宅寿命问题应该相对容易解决。

3 钢结构施工安装要点

整体来说钢结构的施工流程比较复杂，并且建筑的要求不同，在细节上也有很大的差异性。此处列举三点进行简单说明。

3.1 选材与连接 钢材通常分为板材、型材、金属制品以及管材四大类。土木工程中的建筑钢材通常采用普通的低合金钢、优质碳素结构钢以及普通碳素钢等，碳钢的塑性比较低，但是硬度强度比较高。在钢结构中，柱子截面一般多为箱形截面或者宽翼缘“工”字形，另外还有“十”字形截面等等；梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验，定出焊接的格料和各项参数。梁与梁之间、梁与柱之间的连接，可以采取焊接连接或者高强螺栓连接，要注意高强螺栓的连接孔位的精度。制孔主要有两种，一种是精度较高的数控钻孔，另外一种则是精度相对较低的模板制孔。在技术条件允许时比较适合采用多轴数控钻孔。在运到工地以后要对螺栓参数进行检验，安装时不能用扳手强行拧入或者用榔头强行打入，拧入的步骤要经过初拧、复拧以及终拧。

3.2 钢构件的堆放以及选择安装机械地点 通常情况下安装结构的用地面积应为结构占地面积的1.5倍。依照安装流水的顺序，从中转堆场配套运送至现场的钢构件要采用装卸机械把其安置于安装机械的回转半径内。如果因为运输的原因造成了构件的变形，则在施工现场就要加以矫正。一般钢结构的安装采用的是塔式起重机，臂杆长度要有够的覆盖面，并且起重能力要相应足够，从而满足各种不同部位构件的起吊要求。钢丝绳容量也要能满足起吊的高度要求；起吊速度有足够的档次可以满足安装要求。在多机作业的情况下，臂杆的高差要足够，以避免不安全的碰撞，保证安全运转。各个塔式起重机之间要有相应的安全距离，以保证臂杆与塔身不相碰撞。钢结构比较适用于规整、匀称以及较平的建筑平面，所以安装流水线的布置要因地制宜。

3.3 油漆工艺流程

3.3.1 基层处理 首先把金属的表面清理干净，然后再做除锈。手工处理先用钢丝刷反复刷打，再用精砂布打磨，使得表面光亮、平滑，然后再用棉纱或者纱布把打磨下的锈粉和浮灰清理干净。如果表面腐蚀严重，则用钢丝刷和铲刀处理，大面积的锈蚀则可以用砂轮机来配合清理。

3.3.2 涂防锈漆、刮腻子 在涂漆前要保证金属表面的干燥，如果有水份则要立即擦干。施涂时要刷细、刷满、涂刷到位，并且要注意铆孔内不能有涂料涂入。待到防锈漆干燥后，采用和油漆配套的腻子把构件的表面缺陷刮平。可以在腻子中加入适量的红丹粉或者厚漆，从而增加其干硬性。在腻子干燥后要打磨平整，并清理干净。如果堆放的时间太长，则要再做一次涂刷。

3.3.3 涂磷化底漆 磷化底漆包括底漆和磷化液两部分。在涂刷磷化底漆两个小时以后就可以涂刷其它面漆或底漆。通常情况下，二十四个小时后可以用清水或者毛刷清理表面的磷化残留物。干燥后如果表面形成了均匀的灰褐色的磷化膜，则代表已经达到了磷化的要求。

3.3.4 刷涂面漆 刷涂面漆时要多理多刷，油要不流不坠、饱满均匀、色泽光亮一致。涂刷后要及时检查避免漏刷。钢结构的面漆通常需要刷两遍以上，厚度达70微米。

参考文献：

[1]李国强，陆烨，何天森.钢结构在现代住宅中的应用[J].工程建设与设计，2005（2）.

[2]孙生玉.钢结构焊接中的常见问题探讨[J].中国新技术新产品，2009,（2）.

[3]王彩华，吴剑锋，张丽娜.钢结构的腐蚀与防护[J].建材技术与应用，2009,（2）.

[4]胡孜华.浅谈我国钢结构住宅的应用与发展[J].中国建设教育，2007,（9）.

[5]王明贵．钢结构住宅的发展研究[J]．钢结构，2007,（1）.

工程概算在矿山工程的应用 篇7

1 建筑工程概算

1.1 工程概算理论简述

工程概算是指工程在建设前、中、后期的人力、物力、财力资源需求量的预先计算, 因其说明性、预见性很强, 所以绝大多数工程项目都会选择工程概算方式, 估算工程造价、计算工程成本。

1.2 工程概算分类

(1) 投资估算。工程创建之初, 投资成本是不固定的, 是围绕规划大概拟定的, 所以如果没有可行性报告, 那么工程概算中的投资估算环节变成为了整个工程项目最原始的“财务体系”。它只会考虑工程主要框架的投入成本, 属于“粗计算”, 误差较大。 (2) 设计概算。进入设计概算后, 工程的相关文献逐渐开始完善, 工程结构、面积、运营指标等数据基本确定, 根据初步设计文件和图纸、概算定额 (或概算指标) 及其有关费用定额等, 便可计算出工程的具体编制额度, 为投资计划拟定提供数据、资料支撑。 (3) 施工概算。工程在建造过程中会遭受多种变量因素影响, 即便起先进行了详细的工程概算、预算工作, 得到了确切的数值。但是归根结底, 作为“实际成本”, 施工预算具有很强的及时性, 因为它可以归拢所有工程项目的“不确定”费用, 对工程进行更为详细、深层次的成本计算。 (4) 运营概算。对于任何工程来讲, “运营”属于一种持续性投资, 其收益能力最强, 工程进入运营状态之后, 其作业计划的成本定额是相对固定的, 通过概算可以大体估测出来。

2 工程概算在矿山工程中的应用

本文以北京中煤矿山工程有限公司为研究对象, 针对某一矿山工程的工程概算应用内容进行系统分析。该矿山工程充分发挥了科技创新的优势作用, 催生产业进一步拓宽发展, 其效益价值得到了很大的提升, 具体内容如下。

2.1 工程概算编制

一般情况下, 矿山工程会选择概算定额法、指标法来确定工程的设计、规划深度和要求, 因为矿产资源需要进行系统检测、评估, 所以, 在无概算定额数据信息支撑的环境下, 矿山资源的定额费用需要通过概算表格来统计、分析。一方面进行特征描述, 详细记录矿山工程的合作单位、规模、结构、数量和资源单价等基本信息, 将上述项目罗列成既定表格, 并标明序列分号, 工程概算值便可计算出来。另一方面, 把分工程量、单价费用引入计算公式, 即能得出工程粗略概算值。如矿山工程常用的设备 (井塔、卷扬机、压风机、通风机) , 矿物资料, 人力资源等, 这些费用项目会形成一系列关联经济行为, 是矿山工程概算工作的定额指标。

2.2 阶段设计

因为通过概算可以确定矿山工程的项目建设过程是否科学、有效, 所以, 在确定与控制阶段, 矿山企业通常会选择阶段设计的方式, 将每个阶段的工程概算数据集合在一起, 形成具有说明价值的工程概算文件, 进一步分析、估算工程造价。

(1) 初步设计。在项目决策阶段, 矿山企业先对矿山地点、矿产资源、开采设备、人力资源等需求量进行评估。一般, 矿产工程的设计费不足工程造价的1%, 初步设计阶段, 依据矿山工程开采计划、产品加工工艺、技术装备情况的矿山工程, 其工程概算值的可靠度为75%。矿山企业在确定工程结构形式时通常会选择利用初步设计内容制定静态投资方案, 在既定的编制阶段, 初步设计内容不会产生较大改变, 其利率、汇率、费率浮动小, 能控制筹措、供应资金的使用关系。 (2) 施工设计。因为大部分矿山企业是按照施工任务划分生产计划的, 所以这部分工程内容属于动态变化, 其投资限额的上、下限变动幅度很大。施工单位在编制施工作业计划时, 企业会采用内部定额考核、班组核算机制, 根据这两种机制操作, 获取丰富的依据信息, 并将这些信息应用到实际施工中去。与初设计不同, 现实施工需面临诸多变量因素, 这些变量信息如果不进行统一计划、管理, 则很难与工程后续结算、决算信息相契合, 求得矿山工程实际造价。为此, 矿山工程特别设置了“建设费用”这个项目, 利用信息系统, 将这些处于不断变化状态下的数据信息设置在统一规划栏中, 施工单位通过观察各施工参量的变化情况, 分阶段、分层级、分步骤的设计概算方案, 进行工程概算。

3 工程概算的优化对策

上文提到, 北京中煤矿山工程有限公司针对矿山工程开展了相对完善的工作计划, 其执行效果很好, 基本可以满足矿山企业、施工单位对于工程资源的应用依据需求。但是, 从工程概算行使效果上看, 矿山工程仍然面临诸多体制内容问题, 需及时改进。

3.1 严格规范概算编制

矿山工程的大部分效益价值体现在资源利用上, 所以无论是初期建设, 还是后续产品加工, 工程概算工作一定要在编制规定的范围内, 充分落实审核、监理工作, 不能只考虑静态投资, 而忽视动态投资。同时, 在每一个建设阶段, 施工单位都可以针对某一工程变量, 调整概算方案计划, 修改错误导向性内容, 增设填充内容。如果编制人员发现问题, 如定额差异、指标缺陷、费率大浮动变化, 一定要在第一时间将问题反映给财务部门, 并联合监理部门, 完成“更正”工作。

3.2 坚持结合拟建工程实际

预想和现实总归是有差距, 这点在矿山工程的概算工作中也有体现, 因为工程的外部环境是不断变化的, 再加上众多人为操作, 各环节难免会出现错位, 一旦一个工作环节被打乱, 则整个概算工作的实效性会大大削弱。所以在制定工程建设表时, 施工单位必须在各概算表中添加拟建工程相关信息, 如费用概算表、单项工程概算表、单位工程概算表、工程量计算表、分年度投资汇总表、分年度资金流量汇总表等。如此一来, 拟建工程便能深层次的影响每一个施工项目, 把概算工作有效落实, 使矿山工程的概算报表具有合法性、时效性特质, 在适用范围内得到充分利用。

4 结论

通过上文对工程概算在矿山企业中的应用情况进行系统分析可知, 对于矿山工程来讲, 工程概算是财务管理的关键环节, 它不仅能够为工程规划、施工、建设提供必要的财务数据信息, 还能限定投资范围值, 挖掘预算文件, 并根据文件内容, 设计分阶段编制工程的结算方案。因此, 工程概算在矿山工程中的应用价值很大, 可以影响矿山企业的每一个项目投资环节。

摘要：工程概算是一种预算手段, 在矿山工程建设中, 概算的工作量很大, 不仅要进行编制统筹, 还要进行全面、具体的工程监理。为保证工程概算的准确性和实效性, 矿山工程通常会采用特殊的概算流程、方法、方式, 开展工作。基于此, 本文将结合工程概算相关内容, 深度解析其在矿山企业中的应用问题。

关键词：工程概算,矿山工程,研究与应用

参考文献

[1]罗高作, 王妙立.计算机模拟技术在矿山工程中的应用[J].黄石高等专科学校学报, 2003, 23 (111) :112-115.

[2]周科平.GPS和GIS在矿山工程地质灾害监测中的应用[J].采矿技术, 2003, 11 (202) :511-529.

基于钢结构在土木工程中运用探讨 篇8

1. 强度

随着社会的进步, 科技的发展, 近几年建筑用钢发生很大的变化, 现在建筑结构钢的标准定出7个钢种和8个强度级别, 而过去建筑结构所用的屈服强度和抗拉强度的相关数据均来自于CISC (2006) 历史记录, 相比较而言, 建筑用钢整体的强度得到大幅度的加强。一般来说, 材料的强度决定了构件的承受和容纳能力, 因此对于一个特定的建筑钢结构设计来说, 在钢的选择上是非常重要, 既要是特定的钢种类型, 又要在强度级别满足要求。对于建筑来说, 从整体建筑结构分析, 采用钢结构不仅可以减轻结构本身的重量, 还可以减少材料的消耗, 同时还能减少支撑部件与地基的尺寸, 在建筑工程成本来算, 也大大节约工程造价。

2. 刚度

构件、结构体系、构件和连接件三者是密不可分的关系, 一环套一套;构件和连接件的分布决定了结构体系的实际刚度, 结构体系的刚度决定了构件的刚度, 构件的刚度又决定了振动、变形等适用性参数。相对于混凝土结构做比较, 钢结构有着明显的优势, 就弹性模量而言, 结构钢的弹性模量通常为200 GPa, 混凝土结构在普通密度抗压强度下其弹性模量通常在20~28 GPa范围内, 即使对于高强度的情况, 也不过在40~45 GPa之间。可以从数字看出, 刚结构的钢性远远大于混凝土结构, 是混凝土的五倍至十倍。

3. 延性

随着建筑结构的发展趋势, 再者钢结构相比混凝土结构具有很大的优势, 钢结构将逐步取代混凝土结构, 这也是现建筑结构中使用比较广泛、韧性最好的工程材料之一。钢结构的延性是指钢材料在拉伸的过程中无断裂的塑性变形能力, 其特性参数在结构设计中相当重要, 尤其在抗震结构设计中, 通常情况下, 一个设计具有延性就要有足够的材料截面、材料延性及结构延性与构件延性, 但我们要充分的认识到, 材料内在的延性并不一定都会转化为建筑结构的内在延性, 因此要采取适当的设计策略和可靠、稳定的滞消机制。

4. 韧性

作为钢结构的一个重要的特点, 是在制造、安装与使用过程中承受比较大的工业变形, 抵抗缺口部位的不稳定裂纹的扩展, 可以说是衡量材料断裂前吸收能量和塑性变形能量的指标。正因为钢结构具有优良的韧性, 才能保证在弯曲、剪切、冲孔、锻造、钻孔等一系列制造过程中降低产生裂纹的可能性。

5. 整体

结合上述所说, 从建筑结构整体分析, 钢结构在刚度、强度、延性等方面都要优于混凝土结构。在设计时, 钢结构比较容易构出别有心裁的建筑形式, 更何况具有最佳的设计灵活性和最大的空间利用率。此外, 钢结构还是一个理想的悬臂施工体系, 在施工的过程中, 适当合理的应用空腹钢铁托架以及构件腹板开孔, 这样不仅增加了审美吸引力, 更降低了楼层的高度;结合现实中施工相比, 钢结构参建人数要远远少于混凝土建筑结构所需要的人数, 在施工工艺上钢结构更为可靠与简便, 且更易修改, 施工进度上更快, 在质量上的可靠性更高, 在从成本上相比, 钢结构更低。

二、钢结构性能要求

1. 强度

结构钢的性能可以利用相关的国家标准确定, 如CAN/CSA-S16-01, AISC, 2005a;类似的还有钢筋混凝土结构设计国家标准 (CSA, 2004) , 这些标准中列举出了可以使用的材料。

2. 刚度

材料的刚度取决于材料的刚度和几何截面。通常来说, 结构钢的弹性模量是200 Gpa, 一般普通密度抗压强度在20~40 Gpa范围内的混凝土的弹性模量是20~28 Gpa, 而高强度的混凝土的弹性模量一般是子啊40~45 gpa范围内的。由此可见, 钢材料的刚性是普通混凝土的10倍, 是高强混凝土的5倍左右。

3. 延性

一般一个具有延伸性的设计就要有相应的足够的材料表截面和材料、结构、构件的延性, 同时要注意延性值的需求要与变延性水平、构件延性和位移延性相匹配。

4. 韧性

钢结构的韧性受气温影响很大, 能够随着温度的降低而减少。因而在寒冷的条件下对于钢结构的设计要考虑到刚韧性, 相比较来说, 低碳泥钢的韧性强于高碳钢成分钢。

三、钢结构施工安装及质量控制要点

钢结构的施工较为复杂, 建筑的不同, 钢结构的施工在细节上也有较大的差别, 这里通过三点对其进行简单的说明。

1. 选材与连接

钢材主要有板材、型材、金属制品和管材四种。在土木工程中, 建筑钢材一般是使用普通的低合金钢、优质碳素钢和普通碳素钢等, 这是因为碳钢的塑性虽然较为低, 但是它的硬度、强度都比较的高。在钢结构中, 柱子截面通常是箱型截面和宽翼缘工字形或者是十字形截面等;而梁多是焊接和轧制的H型钢梁。要是有特殊的要求也可以符合截面, 在安装之前对主要的焊接头进行焊接工艺的实验, 确定焊接的格料和各项的参数。对于梁与梁之间或梁与柱之间的链接, 则可以采用焊接连接或高强螺旋链接, 如果使用高强螺旋链接要确保连接孔的精确。一般制孔有两种, 一是精确度较高的数控钻孔, 一个是精确度较低的模板钻孔, 如果技术条件允许, 还是使用数控钻孔较好。

2. 钢构件的堆放和选择安装机械地点

一般情况下, 安装结构的用地是结构占地的1.5倍。按照安装的流程, 运送到现场的钢结构应采用装卸机械把其放置于安装机械的回转半径内。钢结构的安装一般是使用塔式起重机, 这是因为塔式起重机的臂秆长度具有足够的覆盖面且它的起重能力足够, 能够满足不同构件的起重要求。如果是多机作业, 臂秆的要有足够的高差, 各个起重机之间的距离要适中, 避免不必要的碰撞。

3. 油漆工艺流程

(1) 基层处理

清洗金属表面并进行除锈。如果表面严重的腐蚀, 可以用钢丝刷和铲刀进行处理, 大面积的绣可以利用砂轮机清理。

(2) 涂防锈漆、刮腻子

在保证金属表面干燥情况下进行涂漆。涂漆时, 要坚持刷细、刷满、刷到位的原则, 还要注意铆钉孔内不可以有涂料。当防锈漆干燥以后, 再使用腻子刮平构建表面的缺陷。可以在腻子中适量的红丹粉或厚漆增加干硬性, 腻子干燥后要打磨平整, 清扫干净。

(3) 涂磷化底漆

这由底漆和磷化液两部分组成。磷化底漆涂刷后2 h后再涂底漆, 通常24 h后可以冲洗和除去表面的磷化剩余物。如干燥后金属表面有一层灰褐色的均匀的磷化膜, 则达到磷化要求。

(4) 涂刷面漆

涂刷面漆要多刷多理, 刷油要饱满、均匀、色泽一致。钢结构的面漆一般需要刷两遍以上, 厚度到大于70μm。

四、结语

随着社会的发展, 人们对建筑的质量、美观要求更高, 在钢结构不断普遍运用到建筑工程中, 这是符合建筑发展趋势, 其不仅在质量、施工、成本上都具有很大的优势, 更在设计时, 钢结构还可以容易的建设出具有异国风情的建筑群, 从而加强了建筑的欣赏性。因此, 在钢结构设计时我们要不断的提高设计理念和行业认知, 提高专业人士的技术能力, 同时要不断的培养专业人才, 为钢结构施工提供强有力的保障, 也促进我国建筑行业的健康发展。

参考文献

[1]张敏.浅析钢结构在土木工程中的应用[J].黑龙江科技信息, 2010 (8) .

[2]孙生玉.钢结构焊接中的常见问题探讨[J].中国新技术新产品, 2009 (2) .

[3]林振格.钢结构在土木工程中得应用研究[J].价值工程, 2011 (8) .

[4]王明贵.钢结构住宅的发展研究[J].钢结构, 2007 (1) .

[5]李保川.建筑钢结构施工技术及质量控制[J].科技创新导报, 2011 (9) .

土木工程在 篇9

关键词：ABAQUS,钢筋混凝土,有限元,土木工程

0 引言

工程结构中的力学问题, 从其本质而言应属于非线性变形的范畴, 也就是说, 所研究的工程结构体系的内部变化量与所作用的外来因素是非线性的因果关系, 线性假设只是实际问题的一种简化, 随着工程结构对模型精度的要求越来越高, 非线性问题的研究便成为学术界和工程应用研究的重点内容。

钢筋混凝土结构是目前应用最广的一种工程结构。其力学性能受多种因素的影响, 比如水灰比、砂石颗粒级配、骨料强度等, 是一种非匀质的力学性能复杂的建筑材料。所以, 很难对钢筋混凝土结构进行精确的内力分析。很长一段时间内, 各国的学者对于钢筋混凝土结构的研究停留在线弹性理论层面上。近年来随着计算机和有限元方法的发展, 数值计算凭借着快速、代价低和易于实现等诸多优点, 已经被广泛地用于实际建筑工程中。在此基础上大量的大型通用非线性有限元分析软件迅速发展起来, 有限元法已经成为研究混凝土结构的一个重要的手段。

ABAQUS作为一种大型通用的有限元分析软件, 其在非线性分析方面具有巨大优势, 且它不仅具备其它有限元分析软件的数值计算快、结果精度高以及分析成本低等优点, 还具有更人性化的操作界面和可视化的结果, 尤其是运用于钢筋混凝土结构非线性分析中能得到相对更精确的、更贴合实际的结果, 在结构分析领域的应用趋于广泛。本文将以ABAQUS所提供的混凝土材料的本构模型为基础, 重点介绍了混凝土受拉区采用固定弥散裂缝模型, 其实质是将实际的混凝土裂缝“弥散”到整个单元模型中, 将混凝土材料处理为各向异性材料, 利用混凝土的材料本构模型来模拟裂缝的影响, 进行部分钢筋混凝土构件的非线性有限元模拟。

1 混凝土的本构模型

由于钢筋混凝土材料和荷载效应的复杂性, 现存的各种混凝土本构模型、破坏准则、钢筋的本构关系及钢筋混凝土的交互模型等, 都是在模型试验的基础上, 基于一些简化和假定, 而建立的与模型试验结果基本相符的数学力学模型。基于不同的假定, 不同有限元软件在钢筋混凝土非线性分析中采用不同的模型, 各有特点。

ABAQUS在钢筋混凝土分析方面有很强的能力。它提供了三个混凝土本构模型:Concrete Smeared Cracking、Concrete Damaged Plasticity以及ABAQUS/Explicit中的Crackingmodel for concrete。其中Concrete Smeared Cracking应用较为普遍, 本文将对该本构模型进行讨论。

Concrete Smeared Cracking是一个用弹塑性模型描述混凝土的受压, 用固定弥散裂缝模型模拟混凝土受拉的本构模型。这种模型采用受拉弹性开裂和受压等向硬化弹塑性来模拟混凝土非线性行为。当材料主要受压时, 混凝土性状可采用各向同性硬化弹塑性理论进行分析, 采用等效静水压力p和等效偏应力q表达的简单屈服面和相关联流动法则。该模型大大简化了实际的材料力学行为。模型基于古典塑性理论, 受压屈服面为Drucker-Prager形式, 在p-q平面上为一直线, 偏量平面上为圆, 其函数表达式如 (1) 式。

式中:p=-I1/3;q=3J2;

参数a0反映了静水压力对屈服的贡献;rσbc为输入常数, 一般取1.16;τ为硬化参数;I1表示应力张量的第一不变量;J2表示应力偏量的第二不变量。

在受拉区, 由于ABAQUS提供了固定弥散裂缝模型, 即认为裂缝出现后, 原有的裂缝角度不再变化。

2 钢筋的本构关系及钢筋与混凝土间的粘结

在ABAQUS中, 混凝土结构中的钢筋可以通过钢筋单元 (rebar) 来实现, 可以添加单独的钢筋单元, 也可以在单元属性中附加钢筋属性来定义组合模型的钢筋, 还可以通过Embedded方法将链杆单元或者膜单元嵌入混凝土单元中来定义钢筋。钢筋单元是一维应变杆单元, 故采用双线性理想弹塑性本构模型, 此模型的特点是钢筋与混凝土之间的力学性能相互独立。而钢筋与混凝土两种不同材料共同工作的基础即为两者之间必须要有足够的粘结强度。在这里, 钢筋与混凝土的相互作用和粘结滑移效应是通过Embedded技术将钢筋单元埋入混凝土单元中来实现的。

3 钢筋混凝土简支梁应力分析算例

该简支梁长1800mm, 截面尺寸为180mm×100mm, 混凝土强度等级为C25, 纵筋和箍筋均采用HPB235钢筋, 混凝土和钢筋的各力学参数均取自《混凝土结构设计规范》的标准值。简支梁的具体情况见图1。

建立ABAQUS模型混凝土采用C3D8R单元, 钢筋采用T3D2单元, 将钢筋埋入 (Embedded) 混凝土单元中来模拟钢筋混凝土之间的粘结关系。为防止加载过程中梁上加载面及支座处出现应力集中, 因此建模时在梁加载处和支座处设置钢垫片, 以增加接触面积和刚度。模型图如图2所示。

这里, 本构模型计算采用结构计算中常用的Sansz公式:

其中:k3=1;fc=11.9;A=1.7388;D=0.5;ε0=0.002

4 有限元结果分析

在钢筋混凝土简支梁模型垫片上施加荷载P (P=16k N) , 分析得Mises应力如图3所示。从图中可看出, Mises应力最大值41.16MPa, 出现在支座垫板上, 此外, 加荷垫板周围也存在较大应力, 应力值约在3~14MP之间, 并从加载垫板处向支座方向由大到小变化, 从而在两支座之间形成应力拱体, 应力值由小到大交替变化, 形成传力途径, 这与传统理论中有腹筋梁拱形桁架受力模型相类似。由于梁的肩部受力较小, 因此Mises应力值较小, 在受拉筋作用下梁的底部Mises应力值也较小。此结果与由材料力学计算出的理论值相对比误差不算太大, 未超过规范允许值, 由此看出此次模拟分析具有可靠的理论依据, 是非常可信的。

5 结论

(1) 这里, 有限元分析中混凝土与钢筋之间的粘结是采用Embedded技术处理的, 该方法有效简化了建模, 方便地解决钢筋与混凝土之间的粘结关系, 使建模变得更加的高效和容易, 但无法反映随荷载的增加而致混凝土与钢筋间的摩擦时刻变化的特性, 尤其是它实现不了钢筋与混凝土间的滑移等, 容易导致结果误差较大。

(2) 分析结果与理论值之间的误差除了与粘结处理有关外, 还与其他一些取值假定有关, 比如:有限元分析的收敛性、模拟中参数取值的合理性、有限元单元的划分形式和数量、试验中试件浇筑质量及加载情况等。如何用有限元软件更贴切地模拟钢筋与混凝土之间的关系, 需要作进一步深入的研究。

(3) 根据钢筋混凝土简支梁算例分析结果与力学计算理论值进行比对, 数值模拟的结果基本上能够反映模型的力学性能, 这也证明了采用ABAQUS非线性有限元分析软件进行结构分析的正确性, 证明了用ABAQUS软件分析钢筋混凝土结构非线性问题是十分有效的。但如何模拟实际应力状态下的工程结构, 取得更加精确更加接近实际的结果, 仍有待于我们在今后更加深入的研究和学习。

然而, 要在有限元软件中尽可能准确地模拟混凝土这种材料, 是不容易的, 国内外学者提出了基于各种理论的混凝土本构模型。但是迄今为止, 还没有一种理论被公认为可以完全描述混凝土的本构关系。

参考文献

[1]张国丽.苏军.基于ABAQUS的钢筋混凝土非线性分析, 科学技术与工程, 2008 (10)

[2]关虓, 冯仲奇.基于ABAQUS的混凝土材料非线性本构模型的研究.安徽建筑, 2010 (01)

[3]刘劲松, 刘红军.ABAQUS钢筋混凝土有限元分析, 装备制造技术, 2009.06;

[4]东南大学, 等.混凝土结构设计原理.中国建筑工业出版社, 2008.

[5]王丽, 邓思华.基于ABAQUS的混凝土梁受弯破坏实验非线性分析, 土木建筑工程信息技术, 2010 (03)

FRP在土木工程中应用的新进展 篇10

1.1 纤维增强混凝土

纤维增强混凝土就是将某些抗碱性强、力学性能优良的合成纤维用不同方式与水泥砂浆或混凝土相复合,能在不同程度上改善后者的力学与物理性能,并提高它们的使用价值和耐久性。其理论基础来源于“纤维阻裂机理”(或称纤维间距理论) 和“复合材料机理”[1]。用碳纤维取代钢筋或钢丝,可消除钢筋混凝土的盐水降解和劣化作用,使建筑构件重量减轻,安装施工方便,缩短建筑工期。碳纤维还具有振动阻尼特性,可吸收震动波,使防地震能力和抗弯强度提高十几倍。有研究表明[2],只要在水泥混凝土中混入0.5%～3%的碳纤维,就可以有效地改善混凝土的力学性能,其抗压、抗拉、抗弯强度均有很大提高。

1.2 功能/智能混凝土

随着人类社会和科技的发展,混凝土材料不仅要承受荷载,还要适应多功能和智能建筑的需求。纤维复合材料应用于功能/智能混凝土的主要有:屏蔽磁场水泥基复合材料、水泥基屏蔽电磁波复合材料、应变自感应混凝土、导电水泥基复合材料、温差水泥基复合材料、损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土等。具体介绍见文献[3,4,5]。

2 FRP在加固工程中的应用

2.1 梁的加固

FRP加固钢筋混凝土梁正截面抗弯强度的方法与传统的粘钢加固方法基本相同,即用粘结材料将FRP粘贴到梁的受拉表面。粘贴前,混凝土表面需打磨、修补、整平、清灰和干燥等处理,保证混凝土粘贴面坚实、平整和干净。当采用预制FRP时,粘贴前的FRP表面应按制造商要求做必要的处理。在实际加固工程和试验与理论研究中,非预应力FRP板的应用最为广泛,预应力FRP(施加预拉应力后再粘贴到混凝土表面的FRP)的应用非常有限[5]。前者施工简单便捷,不需任何特殊设备,工期短;后者则相反,但可减小裂缝宽度,提高FRP的材料利用率。

钢筋混凝土梁抗剪承载力的加固形式多种多样。按粘贴构造不同可分为以下3种:1)“Ⅱ形”加固法,即仅在梁的两侧面粘贴FRP;2)“U形”加固法,即在梁的两侧面和底面粘贴FRP;3)“包裹”加固法,即在可能的情况下把梁的全截面用FRP包裹起来。对前两种方法,宜在FRP的自由端采取适当的锚固措施以防过早发生剥离。

2.2 柱的加固

对钢筋混凝土柱进行修复加固时,FRP纤维沿柱子环向缠绕,并用环氧树脂将FRP与旧有混凝土粘结。用FRP对柱结构进行修复加固的关键问题是除了要保证FRP和混凝土的有效粘结外,还要对由于FRP的约束而使混凝土性能的改变进行合理估算。国内外的学者对FRP钢筋混凝土柱进行了大量的试验研究和理论分析,主要包括:受压力学性能研究、正截面和斜截面承载力性能研究以及抗震性能研究,取得了丰硕的成果,部分研究成果已应用在实际规范中。

2.3 砌体结构的加固

砌体结构在结构工程中占据着重要的地位,许多砌体结构具有比较高的历史价值和使用价值。由于设计基准期的接近、结构设计和抗震标准的提高、设计和施工产生的隐患以及人们对建筑物的安全性、实用性和耐久性的要求不断提高等原因,许多砌体结构需要维修加固。近年提出采用FRP加固砌体结构的新型技术,既适用于墙体局部开裂的加固又适用于墙体承载力不足情况下的加固,可以避免传统砌体结构补强方法的缺点。

FRP加固可改善结构的抗震性能,主要是由于FRP约束墙体而阻止了裂缝,改善了墙体的受力状态。FRP的作用相当于桁架模型中的受拉杆,在加载过程中屈曲稳定,FRP的存在使滞回环饱满,面积增大,变形能力得到加强,延性增加,骨架曲线下降段平缓,从而改善了整体结构的抗震性能,避免了由于砖砌体的脆性破坏而导致整体结构的突然破坏。

3 FRP在桥梁工程中应用的新进展

1)FRP筋在桥梁工程中的应用。

FRP复合材料筋(GFRP筋,AFRP筋,CFRP筋)在桥梁工程中应用广泛,可用作悬索桥及斜拉桥的缆索、预应力混凝土桥中的预应力筋,甚至可以用到整个桥梁体系。1986年德国在杜塞尔多夫建成了世界上第一座采用玻璃纤维复合力筋的预应力混凝土公路桥——Ulenberg Strass桥。桥梁荷载等级为60/30级重交通荷载,上部结构为两跨21.30 m+25.60 m的后拉预应力混凝土连续实体板,板宽15.00 m,厚1.44 m,共使用59根HLV力筋。每根力筋的工作荷载为600 kN,由19根直径7.5 mm的E玻璃纤维复合材料筋组成。全桥共使用玻璃纤维复合材料4 t。1988年,他们又在柏林Marienfelde公园修建了一座跨径为27.63 m+22.95 m的预应力混凝土人行桥,这是德国自1945年以来修建的第一座体外预应力桥梁。进入20世纪90年代后德国和奥地利又修建了3座复合材料筋预应力混凝土公路桥,并在其上部结构中布设了计算机长期监测系统。加拿大的泰勒大桥全长165 m,分5个等跨,每跨有8个“Ⅰ”形的预制预应力混凝土梁,40根预制梁中的4根使用了CFRP箍筋。这些梁通过CFRP胶线和CFRP筋施加预应力。另外,CFRP胶线用来加固阻隔墙部分,为确保测试的新材料具有与传统的钢筋相同的工作环境,该桥只有一部分设计使用了FRP。

2)FRP组合桥面板在桥梁工程中的应用。

相对于传统材料桥面而言,FRP桥面系统的优点主要表现在:a.重量轻,比钢格栅约轻1/2,且仅有约20%的混凝土板重;b.比强度高,比模量大;c.抵抗疲劳和腐蚀性能好,具有更长寿命和低的维修成本。然而FRP组合桥面系统也有一些问题。目前,美国、加拿大和欧洲已有多种不同截面形式的FRP组合桥面板。一般来说,这类组合桥面板可分为两类,即拉挤成型的组合桥面板和蜂窝夹层组合桥面板。文献上可见的拉挤成型的组合桥面板主要有美国的Superdeck系统、DuraSpan系统、EZSpan系统、Strongwell系统,欧洲的Asset系统及英国的ACCS系统等。而蜂窝夹层组合桥面板主要有美国的KSCI(Kansas Structural Composites,Inc1)系统、Hardcore系统和加拿大的纤维缠绕三角管系统等。

4 FRP在土木工程应用中的展望

随着经济高速发展和技术飞速进步,世界各国对土木工程的要求越来越高。在有些条件下,传统建筑材料很难满足这种发展要求。FRP复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳、耐久性好、多功能、适用面广、可设计和易加工等多种优点。在重要的土木工程中,如超大跨、超高层、地下结构、海洋工程、高耐久性的应用,以及特殊环境工程、永久性工程、结构加固修复、大型工程结构在役监测等的应用,都具有巨大的优越性。它可以满足现代土木工程对新型建筑材料提出的更新、更高要求。FRP复合材料作为一种新型的有发展潜力的建筑材料与技术,并不是要取代传统的建筑材料钢材与混凝土,而是作为传统建材的一个重要补充。FRP复合材料在土木工程中的应用技术与材料研究开发,在当今世界上已成为复合材料界与土木工程界共同研究开发的一个热点。该技术研究开发成功后,将会极大地推动现代土木工程的技术进步。它还将为现代复合材料产业开辟出巨大的应用市场,因而具有非常广阔的发展应用前景。

摘要：对纤维混凝土复合材料进行了介绍,指出了其具有强度高、质量轻、施工方便、耐久性好等特点,具体阐述了其在土木工程中的应用形式和方法,并对其在土木工程中的应用进行了展望。

关键词：纤维复合材料,混凝土结构,桥梁加固,应用

参考文献

[1]马俊.纤维增强水泥基复合材料的新发展[J].高科技纤维与应用,2002(4):6.

[2]刘丽娟,徐梁华,王广林,等.碳纤维增强混凝土复合材料的应用研究[J].化学建材,2002(5):2.

[3]姚武,吴科如.智能混凝土的研究现状及其发展趋势[J].建筑石膏与胶凝材料,2000(8):36-37.

[4]唐明伟,王鸿宇,徐明非.水泥基功能复合材料综述[J].黑龙江水利科技,2002(3):15-18.