土木工程的涵义十篇

发布时间:2024-04-29 11:17:21

土木工程的涵义篇1

关键词:土木工程研究生教育质量

中图分类号:G643文献标识码:a文章编号:1007-3973(2013)001-178-02

当前国家正处于经济高速发展时期,大量土木工程正在兴建与建设,对土木工程专业研究生的需求量迅速提高,但是与此同时社会对土木工程专业的研究生也提出了一些质疑和要求。由于土木工程专业研究生有其自身特点,有别于其他专业,因此探索如何培养出高质量的土木工程专业研究生是本文的出发点。

与此同时,研究生规模迅速扩大。如何在研究生规模扩张的背景之下,保障土木工程专业研究生的教育质量是一个比较迫切的实际问题。要解决这个问题首先需要明晰的几个概念是:质量、教育质量、研究生教育质量。只有将这几个概念明确,我们才能有的放矢,对土木工程专业研究生教育质量的概念进行界定,建立起合适的土木工程专业研究生教育质量保障体系。

1质量

质量是一个多维度的概念,目前国内外对于质量的概念并没有一个统一的标准和说法。

管理学中有关质量主要代表性的概念有:

(1)全面质量管理创始人德明(williamedwardsDeming)定义:低成本为顾客提供满意的新产品或服务。

(2)美国著名的质量管理专家朱兰(JosephJuran)博士从顾客的角度出发,提出了产品质量就是产品的适用性,即产品在使用时能成功地满足用户需要的程度。用户对产品的基本要求就是适用,适用性恰如其分地表达了质量的内涵。

(3)世界质量先生克劳斯比(philipCrosby)定义:符合预设标准与要求。

(4)iSo8402(1994年版)定义。质量:反映实体满足明确或隐含需要的能力的特性总和。

(5)iSo9000(2000年版)定义。质量:产品或服务应具备的特征、期待的特征。

关于“质量”的定义,以上列举出笔者认为比较有代表性的几种定义。学术界关于“质量”的定义是多样化的,并且由于出发点和立场不同,定义的角度和内涵也是不一样的。

在以上定义中,我们可以总结出:质量是一个多维度的概念,有着丰富的层次,是多元化的组合。其核心要素在于满足某种需要,同时隐含着比较的特征。

2教育质量

“教育质量”是“质量”的派生概念。目前关于“教育质量”的定义并没有

固定的定义。对此学术界是见仁见智,众说纷纭。列举几种如下:

(1)“不可界定论”。持这种观点的学者认为质量是什么很难说清楚,其概念难以界定。

(2)“产品质量说”。这种观点起源于将工业产品的质量标准引入到了高等教育领域,将质量看作是“产品优劣的程度”。

(3)“测量观”或“达成度观”。指事物达到既定目标的程度,或者说是符合目的的质量。通常是将质量与目标相比较,认为质量即是对于目标的适切性,满足或符合一些既定标准,或达到目标的程度。

(4)“替代观”。这类观点是用卓越的、第一流的、优秀等词替代质量的本义。

(5)“实用观”或重实效的、适应社会的“外适性质量观”。它是以有用和实效作为衡量质量的准绳。强调高等教育质量应该满足消费者(学生及其家长、雇主、社会和政府等)规定的和潜在的需要的质量。这种观点强调的是一种需求导向,反映了市场本位论和社会本位论的价值导向。

(6)“绩效观”。这种观点主要是从投入产出角度来考察和评判质量。

(7)“内适性”或“学术性”质量观。这种观点主要认为高等教育应按自身所固有的规则和权限运行,因而十分注重立足于未来的基础研究,注重长期的发展,而不注重短期的结果。

以上列举关于“教育质量”的观点并未涵盖所有的“教育质量”相关观点。但我们可以判定这样一个基本事实,这些不同的观点都存在着其合理性和局限性。

随着高等教育的发展,对于高等教育质量的内涵和概念具有多样性和多元化的这一观点已经基本形成共识。因此承认质量及教育质量标准的相对性和多样性,从自身的需要选择适当的视角来确定质量的定义及标准是本文的基础。

3研究生教育质量

根据上文朱兰的定义,质量不是一个固定不变的概念,它是动态的、变化的、发展的;它随着时间、地点、使用对象的不同而不同,随着社会的发展、技术的进步而不断更新和丰富。同样的,我们不难断定研究生教育质量的概念也是一个动态的概念,它随着社会的发展、技术的进步而不断更新和发展。但是它的定义和概念不应该孤立于社会边缘而是受整个社会背景的影响与制约。

当今中国,研究生教育规模迅速扩大。研究生规模的迅速扩大既有社会发展的需要也有本科生扩招的影响,与此同时还受到有限的工作机会的桎梏。我们对研究生教育质量进行定义的时候必须考虑到整个社会背景。由于中国国情所限,研究生教育质量主要由教育部的方针政策及所在学校(主要是执行政策)决定。近年来,随着市场经济的迅速发展,以及高校自的提高,研究生教育的质量越来越多地受到用人单位(市场)以及高校自身定位与发展的制约。可以认为国内研究生教育质量的决定要素从一元维度已经转化为三元维度即:教育部、市场、高校。研究生教育质量的衡量应该从这三个维度来予以考虑。

根据上文对质量的有关界定,我们可以把研究生教育质量界定为:研究生教育质量是一个多维度的概念,它包含基础设施、师资队伍、科学研究、奖学金、培养环节过程控制、学术氛围、校园文化等。从环节上考虑包含输入资源的质量、培养过程的质量以及产出结果的质量(学位授予质量、毕业研究生质量)。它受教育部、市场、高校三方面制约。

由于研究生教育是本科后以研究为主要特征的高层次的专业性教育,探究性与专业性是其基本特性,具有探究精神和创新能力就应该是其质量最重要的特征。因此,研究生教育不仅要满足社会发展以及个人全面发展需要,还要发展科学、发现新知识、促进学科专业发展需要。

4土木工程专业研究生教育质量

土木工程,在英语里称为Civilengineering,直译为“民用工程”。它的原意是与“军事工程”(militaryengineering)相对应的。在英语中,历史上土木工程、机械工程、电气工程、化工工程都属于Civilengineering,因为它们都具有民用性。后来,随着工程科学技术的发展。机械、电气、化工已逐渐形成独立的学科,Civilengineering就成为土木工程的专门词。至今,在英语中,Civilengineering还包括水利工程、港口工程。而在我国,水利工程和港口工程也已成为与土木工程十分密切的相对独立分支。

土木工程是建造各种工程的统称。它既指建设的对象,即建造在地上,地下.水中的工程设施,也指应用的材料设备和进行的勘测,设计施工,保养.维修等专业技术。土木工程一级学科目前包括岩土工程、结构工程、市政工程、供热供燃气通风及空调工程、防灾减灾工程及防护工程、桥梁与隧道工程六个二级学科。

土木工程专业具有四个基本属性:

(1)综合性。随着科学技术的进步和工程实践的发展,土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。要求土木工程综合运用各种物质条件,以满足多种多样的需求。

(2)实践性。土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期,土木工程是通过工程实践,总结成功的经验,尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始,以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来,逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学,作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。在土木工程的发展过程中,工程实践经验常先行于理论,工程事故常显示出未能预见的新因素,触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理,在很大程度上仍然依靠实践经验。

(3)社会性。当今中国正处于社会转型期,基础设施的兴建如道路、桥梁、地铁、隧道以及大厦、核电站、堤坝、机场、海港等均与土木工程密切相关。可以说土木工程为人类社会创造崭新的物质环境,成为人类社会现代文明的重要组成部分。它的发展水平受制约于所处社会的政治经济发展程度。

(4)社会人文及伦理统一性。土木工程是为人类需要服务的,由它所产生的一系列活动以及构造物宏观上反映了所处时期所在社会的人文和艺术以及工程伦理的高度统一。

根据以上土木工程专业的基本属性,综合性对应的是扎实的基础知识以应对土木工程不同的需要,其中还包含应对不同情况应用不同物质条件的创新能力及综合应用能力。实践性对应的是校内学习应该加强实践课程及外出实地踏堪实践环节。当前用人单位普通对土木工程专业学生的实践性要求较高,要求学生能够很快地进入实践环节从事具体与工程相关的生产实践。然而我国目前培养的研究生较多地偏重于学术性,在实践环节上相对较弱。用人单位普遍反映硕士研究生将知识内化为实践能力的时间周期比预想的要长,但与此同时也普通反映较之本科生硕士毕业生的综合能力及成长速度更加迅速。而社会性及社会人文及伦理统一性则要求加强对学生教育的文化艺术及人文社科方面的薰陶,使得基础设施的兴建一方面满足基本要求,另外也要兼顾社会的文化需求和艺术需要,使得构筑的土木工程既有实用性又能满足社会性及美学要求。创造崭新的物质环境同时,兼顾社会文化需要及美学价值。与此同时,现代工程对于工程伦理有着一个较高的要求。1914年美国土木工程师学会(aSCe)就已经制订了自己的伦理准则。美国工程与技术认证组织(aBet)在90年代末新推出的eC2000认证标准中对工程伦理教育提出了更高更综合的认证要求。例如其通用标准中要求工程教育的毕业生应具备11项能力,其中2项就明确涉及到工程教育的伦理标准。所有这些对我们的土木工程研究生提出了更高以及明显区别于其它专业的要求。

综上所述,我们对土木工程专业研究生教育质量的定义是这样的:它是一个多维度的概念,它包含基础设施、师资队伍、科学研究、奖学金、培养环节过程控制、学术氛围、校园文化、实践环节、社会人文及工程师伦理教育等。从环节上考虑包含输入资源的质量(土木工程专业的本科生)、培养过程的质量以及产出结果的质量(学位授予质量、毕业研究生质量),其中培养环节的过程控制需要考虑到土木工程专业的四个基本属性即综合性、社会性、实践性、社会人文及伦理统一性。宏观上土木工程专业研究生教育质量受教育部、市场、高校三方面制约。

参考文献:

[1]李远瑛.地方性院校土木工程专业学生工程素质培养探讨[J].嘉应学院学报(自然科学版),2009,27(3).

[2]潘武玲.我国研究生教育质量评价体系研究[D].华东师范大学,2004.

土木工程的涵义篇2

1.1电子教材的内涵

电子教材出现的10余年来,学者们一直在探究其内涵,徐行等人(2003)认为电子教材将各种声音、文字、图片和影音文件集于一体,使传统纸质教材和教学手段中难以实现的实验和动态演示过程得已轻松实现,有助于帮助学生理解重点、难点;porter(2010)认为电子教材集电子阅读软件和电子书内容于一体。总结来看,电子教材是一类遵循学生阅读规律、利于组织学习活动、符合课程目标要求、按图书风格编排的电子书或电子读物。它打破传统教材观念,集声、像、形、色于一体,依靠文字、声音、视频承载知识,将各教学要素有机结合,形成立体、多元、真实的教学情境。

1.2土木工程实践教学电子教材应用的意义

1.2.1适应社会需求变化。电子教材作为新的教材类型,让实践内容与社会需求接轨,通过多媒体、三维动画等技术呈现施工过程,形象展现知识,反映较新的施工技术和工艺,直观性强、易于理解掌握。

1.2.2促进优质实践教学资源开放共享。电子教材打破时间、空间的桎梏,统筹规划,整合了教学资源,院校与企业一起,根据实践要求,合理优质的配置实践教学资源,促进实践教学内容与优质实践教学场地、优质师资搭配和共享。

2基于首要教学原理的土木工程实践教学电子教材开发

2.1首要教学原理的基本理论

首要教学原理(Firstprinciplesofinstruction),也称五星教学模式。是美国教学设计专家梅瑞尔教授于2002年首先提出来的。所谓五星教学模式,即⑴聚焦完整任务;⑵激活原有知识;⑶展示论证新知;⑷尝试应用练习;⑸融会贯通掌握。

2.2土木工程实践教学电子教材开发的原则

实践教学电子教材作为理论教学内容与实践教学联系的基础,与首要教学原理的思想精髓不谋而合。利用该原理进行土木工程实践教学电子教材的开发时,应重点把握教学策略,即把握好两个原则:

2.2.1打破理论知识的结构化编排,突出课程教学活动过程的教学策略。土木工程实践教学电子教材的建设过程中,应重新考虑、整合结构化知识,打破原有知识界限,完善以工作过程系统化为原则的知识体系构建,而不应仅仅将视角停留在多媒体技术对纸质教材的替代或拷贝上。3.2.2重视学习情境的打造,引入工作任务和问题,提高教学效能。电子教材在呈现知识的同时,引入完整的工作任务,促进学生学习,使其在激活原有知识的同时,通过融入一定学习情境,完成工作任务和解答问题,提高其学习兴趣,促进知识的拓展和掌握,提高实践教学的教学效果。

2.3土木工程实践教学电子教材设计流程

梅瑞尔教授在提出首要教学原理的同时,还提出了与之适用的教学设计模式——波纹环状教学设计模式,该模式以聚焦完整任务、形成任务序列、教学成分分析、教学策略适配、互动界面设计和定型产品制作6个环节,渐次递进的完成整个教学过程的设计。将这一设计思想应用到土木工程实践教学电子教材的设计中,我们设计开发过程分为调研阶段、设计开发阶段、完善应用阶段。

3结语

土木工程的涵义篇3

关键词:箱涵;裂缝;分析

某绕城北段一期高速公路,长8.7公里,路线所在区域属于平原,全线地形平坦。该道路按设计时速为100km/h的双向四车道高速公路标准进行设计,路基宽为26m。沿途经过多处河流、鱼塘、暗浜等地物,施工难度大,总投资4亿元。该工程K6+400~K9+827段共有箱涵(通)5道,箱涵尺寸为4m×3m或4m×3.5m,侧壁厚为32cm或34cm,为常见薄壁结构。

一、箱涵侧壁裂缝情况

在某绕城北段一期高速公路工程建设中,箱涵(通)在混凝土成形后,在侧壁产生裂缝的现象是普遍的。裂缝产生的部位是左、右幅箱体的中部(L/2)侧壁上,形态为竖直裂缝,缝宽小于1mm。这种裂缝直接给结构物的外观质量造成了很大损失,使得各施工单位和业主大伤脑筋。在某绕城北段二期工程建设中,设计图纸基本与一期工程相似,在这种情况下,业主及施工单位都特别重视箱涵(通)的裂缝防治问题。

我合同段在分析北线一期工程箱涵(通)产生裂缝原因的基础上,借鉴以往施工实践,针对我合同段的箱涵(通)的实际情况,采取了箱涵(通)侧壁裂缝防治的有效措施,解决了这一施工难题。

二、箱涵侧壁裂缝成因分析及对策

我们认为箱涵产生裂缝的因素较多:有变形引起的裂缝,如温度引起的变化、收缩、膨胀、不均匀沉降;有外载作用引起的裂缝;有养护不当和化学作用引起的裂缝。问题较为复杂,应进行全面分析,确保主要问题得以解决。针对我合同的实际情况,利用鱼刺图进行箱涵(通)侧壁裂缝成因分析,从以下几个方面采取相应的对策

1.设计图纸问题及采取对策

从设计图纸上看,有四个箱涵长度从36m至48m不等,但伸缩缝均仅在中心线处设置一道,其半幅的长度达20m左右,左、右幅涵体过长极易产生收缩裂缝(在L/2处),采取对策是增加伸缩缝,在左、右幅涵体中部增设伸缩缝一道,减小涵体的连续长度。增设伸缩缝具体设置为:侧壁与顶板钢筋断开,并采用2~3cm厚软木板设缝,为了涵体内侧的混凝土表面的美观,在设置软木板时使木板与涵体内侧表面留空隙3cm(固定木板),待混凝土浇筑后采用切割机割缝处理(缝深达到木板,宽4mm)。

横向水平钢筋,对防止箱涵的竖向裂缝产生能起到一定作用,原设计每隔20cm设置一道,为了加强钢筋的防裂作用,采取对策是减小横向水平钢筋间距,采用Ф8钢筋加密,每隔10cm设置一道。

2.施工材料质量引起的裂缝及对策

针对由于配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝的情况,采取的措施是:

(1)首先,采用国家免检品牌,并严格控制水泥存放时间,杜绝使用刚出厂的水泥;经常检查水泥罐,避免因水泥罐造成水泥受潮;对进场的水泥进行每批次的抽检,决不使用不合格的水泥。

(2)对进场的骨料和砂进行严格检查,杜绝不合格的材料进场。

(3)施工搅拌混凝土的水采用饮用水。

3.地基处理问题及采取对策

地质分析:表层填土约0.5m,其下是亚砂土层厚约3m,其下是约20m厚的亚砂土层。亚砂土砂性较重,具有一定的渗水性,又具有一定的粘性。本路段地基地下水位接近地表,致使亚砂土含水量很大,强度很低,经实测地基承载力(地表1米以下)仅达到60~70mpa,远小于设计要求的地基承载力120~160mpa(明涵180mpa)。

我合同段箱涵(通)处的地基承载力与设计要求相差很大,必需进行强化处理,地基处理不当容易出现地基各个部分承载力不均匀,使箱涵(通)产生不均匀沉降,从而导致裂缝。在这种情况下,我合同段采取对策是采用粉喷桩进行地基处理,并在施工过程中做到按工艺要求严格控制。

分析以往工程中粉喷桩的施工问题,水泥与地基土的结合强度在室内试验中是符合要求的,但实际施工中粉喷桩往往出现质量缺陷问题,究其原因根本上就是水泥粉与地基土的结合不均匀造成的。为了保证粉喷桩加

固地基的质量,粉喷桩施工过程实行每0.5m喷粉一次,尽量做到喷粉均匀,并且严格做到整桩复搅,进一步使水泥粉与地基土搅拌均匀。这样每根粉喷桩的质量就有了保障(从取芯试验可明显看出),从而箱涵(通)处的软基处理就达到了较为理想的目的。

4.混凝土浇筑问题及采取对策

混凝土浇筑后其自身的收缩容易产生混凝土收缩裂缝。为了减小混凝土本身的收缩徐变等因素对涵体混凝土的不良影响,采取对策是以下几点:

(1)严格控制水泥存放时间,杜绝使用刚出厂的水泥,一般情况下,水泥存放半个月后使用,以减缓混凝土浇筑后水泥的水化热作用。

(2)施工时混凝土的水灰比控制在0.3左右,适当掺和减水剂。

(3)施工时分层浇筑,每层混凝土的浇筑厚度不大于30cm,以便于散热,促使温度分布均匀。

(4)适当延长拆模时间,加强混凝土的养护。

5.涵背回填问题及采取对策

涵背回填时箱涵侧壁直接受到外力作用,箱涵侧壁受外力作用,特别是受到不均匀外力作用时,容易产生裂缝。采取对策是涵背回填采用碎石、砂材料及水冲密实法进行施工。回填时分层厚度按20cm控制,保证回填密实度;且在涵体两侧同时对称进行,使涵体受力均衡。碎石水冲砂,既满足涵背回填高密实度要求,又避免了常规方法施工时碾压设备对涵体的较强外力作用和一般回填材料对涵体的损伤。

6.施工人员因素及采取对策

涵体施工是由人去完成的,施工人员的施工技术、技能及其思想意识的好坏对箱涵施工的成败意义也是关键一环,采取对策是,各工序均作好技术交底,重要工种必需持证上岗,对工人进行思想教育,设置奖罚制度,责任落实到人。

7.环境因素及采取对策

季节、天气对混凝土施工具有一定影响,夏季气温很高时,养护不及时容易产生收缩裂缝,冬季气温很低时,尤其是施工温差较大时,容易产生收缩裂缝。采取对策是:高温天气混凝土施工特别注意养护工作;混凝土尽量避免冬季施工,若施工温差较大,必需采取保温措施,在模板外侧覆盖草包、彩条布等,以防温度骤然下降。

三、结束语

我合同段在箱涵(通)施工过程中,由于采取了防治裂缝的有效措施,做到了没有一个箱涵(通)出现裂缝的好成绩,而在同期兄弟标段施工的箱涵中几乎均有细小的裂缝出现,位置在涵体的中部侧壁上,形态为竖直裂缝。从成本上看,我合同箱涵(通)地基采用粉喷桩处理、涵体增加伸缩缝、加密防裂钢筋、涵背回填采用碎石水冲砂,均按正规的变更进行了报批,工程变更增加的工程量均进行了计量,因此箱涵(通)侧壁防裂没有增加施工单位的成本。从效益上看,我合同段施工的箱涵(通)外观质量良好,给监理、业主、质监站均留下了好印象,为绕城北段高速公路高分优良工程建设提交了满意的答卷。

参考文献:

[1]朱朝东.箱涵开裂及补强处理[J].东北公路,2003,(04).

[2]李勇,陈彦百.浅谈箱涵裂缝问题及控制[J].建筑安全,2007,(08).

[3]邱建安.混凝土箱涵裂缝浅析[J].中国农村水利水电,2003,(06).

土木工程的涵义篇4

关键词:土木工程;特点;发展方向

1土木工程的涵义

土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展,目前土木工程的实践和研究己取得显著成就,无论是结构的力学分析,还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段,都有了非常大的突破;特别是近若干年,在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来,土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。

2现代土木工程的特点

2.1建筑材料方面

高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低,有些价格过高,应用范围受到限制,因而尚待作新的探索。另外,对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,虽已取得显著成果,仍继续进展。

2.2工程地质和地基方面

建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

2.3工程规划方面

以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。

3土木工程的发展趋势

3.1高性能材料的发展

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700n/mm2以上的钢材列人了规范;如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。

3.2智能土木结构理论的体系构成

传统的土木结构是一种被动结构,一经设计、制造完成后,其性能及使用状态将很大程度上存在着不可预知性和不可控制性,这就给结构的使用和维护带来不便。为了解决这一问题,发展出了在线监测结构,它赋予传统土木结构以在线监测机制,从而为探知结构内部性能打开了窗口,使人员可以方便地了解结构内部物理、力学场的演变情况,这就是结构智能化的第一层次。在在线监测结构的基础上,进一步增加了监测数据的智能处理机制,使得结构具有自感知、自诊断、自推理的能力,从而使结构实现了第二层次的智能化。进一步在结构中引入自适应及自动控制机制,即根据自诊断自推理的成果,由在结构中耦合的作动系统做出必要的反应,从而实现智能控制结构,这就是第三层次的智能化。比如,对结构的开裂、变形行为,结构的锈蚀、老化、损伤行为,以及结构的动力振动行为做出抑制性控制,在更高层次上对结构起到保护和维修作用。可见,在结构智能化演化过程中,按其智能化程度的不同可划分为如下三个层次:第一层次:自感知土木结构,它是智能结构的最低级形式;第二层次:自诊断智能土木结构,具有对前一层次结果的智能化加工处理,包括结构内部力学物理场的自我计算,对结构特定目标参数的自我诊断,以及以做出结构自身行为的应对策略为目标的自我推理等功能。第三层次:智能控制土木结构,它是智能土木结构的最高形式。

3.3发展高新技术,应用结构健康监测,实现可持续发展

土木工程在实际使用过程中,会出现不同程度的损伤或性能退化,这将影响起承载能力和耐久性,甚至引发严重的工程事故,带来重大的人员伤亡和经济损失,产生严重的社会影响。因此,从建筑建成的一刻起,就要做好健康监测、修复和加固的准备。

随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展,人们提出了结构健康监测的概念,给土木工程的发展带来革命性的变化。

结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器,自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等,对结构的健康状况进行评估,科学有效地提供结构养护管理的决策依据,确保结构安全运营,延长结构使用寿命。

近年来,大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外工程界和学术界关注的热点,通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的研究成果。国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统,如我国的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥,韩国Seohae桥和Youngjong桥、美国CommodoreBarry桥和加拿大Confedration桥等。

像这样,通过发展结构健康监测与安全预警,在第一时间发现建筑可能出现的问题,及时进行修复与加固,既避免了可能出现的建筑事故,也基本解决了建筑过快老化损坏,不得不拆去重修的尴尬局面,及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费,实现建筑使用的可持续发展

4结语

此外,由于我国是一个发展中国家,经济还不发达,基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求,所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中,都应考虑可持续发展。这些专业活动包括:建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设,海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。

参考文献:

土木工程的涵义篇5

关键词:土木工程现状发展趋势

引言

纵观人类文明史,土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。在我国的现代化建设中,土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。同时,随着社会和科技的发展,建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化,所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异,节能技术、信息控制技术、生态技术等日益与建筑相结合,建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用,谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势。谁就能在知识经济时代开创土木工程学科的新纪元。

一、土木工程的涵义

土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展,目前土木工程的实践和研究己取得显著成就,无论是结构的力学分析,还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段,都有了非常大的突破;特别是近若干年,在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来,土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。

二、土木工程的发展现状

我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在近年来,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已。

截止2000年底,我国铁路运营路程已达6.78万公里,居世界第4位,亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时,我国也在积极建造高速铁路,武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外,磁悬浮列车也在发展。桥梁工程也取得了惊人的成就,伴随着桥梁类型的不断翻新,主跨跨度一再突破。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着我国的大跨结构达到了一个新的水平,己跨入世界水平先进行列。目前,我国己建成千米以上大桥3座、800m以上大桥8座、600m以上大桥15座、400m以上大桥40座,重庆万县单孔跨度达420m的钢筋混凝上拱桥更引起世界同行的莫大兴趣。在水利建设方面,50年间全国兴建大中小水库8.6万座,水库总蓄水量4580亿立方米。建设和整修大江大河堤防25万公里,目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元。在大坝建设方面,我国先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州鸟江渡大坝、四川二滩大坝等水利工程。

三、土木工程的发展趋势

(一)高性能材料的发展

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700n/mm2以上的钢材列人了规范;如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。

(二)计算机应用

随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善,计算结果将更能反映实际情况,从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设,以缩短工期、提高经济效益。

(三)环境工程

环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视,土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关,又无一不与土木工程有关。较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题。

(四)建筑工业化

建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程,特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展,但是总的来说落后于其他工业部门,所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系,尽量实现标准化生产;要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制,采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式,同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。

(五)空间站、海底建筑、地下建筑

早在1984年,美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想,即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少,人类把注意力也越来越多地转移到地下空间,21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层:除在青函海底隧道的中部设置了车站外,还建设了博物馆。

(六)结构形式

计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用,不同受力形式的结构融为一体,结构形式将更趋于合理和安全。

(七)新能源和能源多极化

能源问题是当前世界各国极为关注的问题,寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求,应当予以足够的重视。

此外,由于我国是一个发展中国家,经济还不发达,基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求,所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中,都应考虑可持续发展。这些专业活动包括:建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设,海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。

参考文献:

[1]段树金.土木工程概论[m].北京:中国铁道出版社,2005.

土木工程的涵义篇6

近几年,市林业局主要抓了以下几项林业生产重点工作:

一是绿色通道建设。重点抓了....国道....等公路绿色通道绿化建设工作,统一制定了绿色通道建设标准,树种均以速生杂交杨为主,个别不适宜栽植杂交杨的山地栽植黑松和火炬树。为了加强绿色通道建设和管理质量,林业局专门组织成立了绿色通道建设质量检查小组,要求质检小组全体成员专职负责栽植和管理质量检查,随时对栽植质量进行抽查督促,发现问题及时处理。为了确保绿色通道造林成活率,林业局组织有关人员从最基础工作抓起,制定了严格的挖穴标准、苗木质量标准,严把苗木泡水关和栽植关,收到了良好的效果,全市绿色通道栽植树木成活率均达到95%以上。另外,为了加强对已栽树木进行管理,林业局多次督促各有关镇、办事处及时加强绑支架、培土、浇水、除草、整树盘、修枝、粉刷石灰水、除虫等后期管理,并积极探索多种形式的绿色通道管理机制,大力推广了租赁、拍卖、承包和反租倒包及由集体统一管理等多种形式,把所有树木的管护落实到人头,由专人负责,确保栽一棵,活一棵,成材一棵,绿色通道建设成了全市一道亮丽风景线。

二是河库滩造林。全市重点抓了......河等河库滩进行了全面改造和两岸造林,年均植树均达到50多万株。目前,全市河库滩宜林路段全部按国家颁布标准进行了绿化,在可开发的河滩共栽植以速生杂交杨为主的各类树木300多万株。

土木工程的涵义篇7

关键词:混凝土管涵;施工顺序;质量措施

公路工程在经过河流、过道时,通常设置管涵,管涵的作用不仅是供水流通过,行人通过,还起着支撑路面的作用,因此对管涵施工进行探讨有一定意义。

1施工准备

1.1在已清表的路基上用全站仪放出涵洞的中心桩及其轴线,并在适当位置进行保护。据此进行涵洞的施工放样。

1.2根据放出的轴线与现行的排灌系统进行现场核对,如有涵洞位置、标高与设计意图不相符的地方立即上报监理工程师。待经有关部门批复后方可进行施工。

1.3在涵洞附近路基范围以外不易碰到的地方加密一水准点,以此进行施工标高的测量和复核[1]。

1.4如果涵洞所在位置处在现有排灌水系处,应将原有水系进行改道或必要时进行围堰处理,采用草袋进行围堰,然后进行基坑开挖和清淤。

1.5做好原材料的检测及临时用电准备工作、组织机械设备进场。

2测量放样

在基坑开挖前,精确定出圆管涵轴线控制桩并报验测量监理工程师进行检验。

3基坑开挖:

3.1基坑开挖采用人工或人工配合挖掘机进行,挖方边坡采用1:0.5(如基坑坑壁牢固可将坡度适当放大),从基坑中挖出的素土按指定的地点进行堆放。

3.2若在基坑开挖过程中,地下水渗流量过大,则在基坑两端开挖集水坑用人工或水泵及时将渗水排除。

3.4开挖深度严格按设计标高进行控制,如在施工过程中进行了超挖,则用中粗砂回填。

4砂垫层施工

回填管基底部的砂垫层采用中粗砂填筑,砂垫层采用人工回填,采用水密法使其密实,其施工方法为先将砂垫层洒水至饱和状态,然后将砂垫层渗流水从集水坑中抽出使砂垫层达到密实状态。

5管基砼浇注

5.1砂垫层填至设计标高施工完毕后,应在其上精确放样立模后进行管基第一层砼和端墙基础砼的浇注,砼采用拌和站集中拌和,使用溜槽进行浇注,采用插入式振捣器进行振捣,在振捣密实后用木抹子仔细找平,此时注意用3Cm厚木板按每6米设置一处沉降缝且必须与日后施工混凝土管节接逢对齐,在混凝土终凝后及时将木板抽出并用中粗砂将沉降缝填塞满[2]。

5.2施工时管底以下管基砼浇注标高比设计管底标高低2Cm左右。

5.3在圆管涵管节安装前安排专人对已施工完毕的管底以下管基砼进行凿毛处理。

6管节安装

6.1安装管节前,先在砼面上精确放出涵洞的中心线及轴线,并测放出每一节管的接头位置。安装时以此作为控制每一管节的具置。施工放样时,必须注意管涵的全长与管节的配置以及洞口端墙的精确位置。

6.2采用吊车或装载机从涵洞中心向两端进行安装,吊装时注意保护管节端头不被钢丝绳损坏。管节平稳安放在管基上用混凝土垫块垫好后,摘下钢丝绳,用撬杠缓缓移动混凝土管并适当调整垫块直至两管整齐对接,并注意两管接头处内侧管底平顺、不错台。

6.3沉降缝处管缝处理措施

两管节之间缝宽为1~1.5Cm,在两管节对接完成后,设置防水层[3],防水层宽为15Cm其设置方法为:先在两管节缝宽内用沥青麻絮赛满,然后用四层沥青浸制麻布将麻绳包裹好,并用四根粗铅丝将其绕管壁牢固捆绑好。

6.4非沉降缝处管缝处理措施

将管缝紧密对接。

7剩余管基砼的浇注

管节安装完毕后,在已凿毛的管基上支立模,浇注管基第二层砼。采用插入式振捣器振捣,使管底三角区砼充分密实与管壁紧密贴合。

8抹带

砼浇注完成后,用钢刷将管接缝两侧各8Cm范围内混凝土管表面进行刷毛处理,刷毛完毕后用1:3的水泥砂浆进行抹带,管口内砂浆勾缝。抹带完成后及时洒水养生。并在涵管的整个表面涂抹两层沥青。

9涵洞端墙及帽石混凝土浇筑

在圆管涵管节安装、抹带完毕后,进行涵洞端墙及帽石的支模工作,其模板采用组合钢模,用对拉、外加斜支撑方式进行加固,模板支撑完毕后进行混凝土浇筑,浇筑前所有拉杆、螺栓都必须拧紧,用木楔处也要将木楔背紧,拼装模板时注意模板是否变形,以及相邻模板的接荐是否超出允许偏差,及时自检,发现问题及时调整。砼浇筑时按照一定的厚度、顺序、方向分层浇筑。砼浇筑时其分层厚度不得超过30Cm,且应在下层砼初凝或重塑前浇筑完成上层砼,我部采用插入式振动器,其移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍,与侧模保持5~10cm的距离,每一处振运完毕后,应边振动边徐徐提出振动棒,振动过程中避免触碰模板,对某一振动部位必须振动到该部位砼密实为止,砼浇筑完毕后及时对砼表面进行修整抹平[4]。

10回填

10.1砼强度及砂浆强度达到设计强度75%后可进行回填,采用5%灰土在涵洞两侧对称分层填筑,回填范围为涵洞洞身两侧不小于两倍孔径范围,在靠路基填土一侧按1:0.5边坡开挖向上形成台阶状。

10.2回填时采用行走式夯机进行夯实,每层填土厚度不超过15cm。压实度达到96%。

11锥坡、洞口铺砌及截水墙

11.1圆管涵的洞口铺砌和截水墙均为7.5号浆砌片石,在基底平面平整夯实后即可进行施工。

11.3砌筑锥坡、洞口铺砌前,先在铺砌层的下面铺筑一层砂垫层,含泥量不超过5%,垫层应与铺砌层配合铺筑,随铺随筑。

11.4片石在使用前必须浇水湿润,表面如有泥土、水锈,应清洗净干净,砂浆应有良好的和易性,随拌随用,已凝结的砂浆不得使用。

11.5采用浆砌片石进行洞口铺砌及截水墙砌筑时,石块应相互咬接,砌缝砂浆饱满,砌缝宽度40mm~70mm。进行洞口铺砌时注意其顶面标高、平整度及顺直度。

11.6砌筑上层石块时,应避免振动下层砌块。砌筑工作中断后恢复砌筑时,已砌筑的砌层表面应加以清扫和湿润。

11.7较大的石块应用于下层,安砌时应选取形状有尺寸较为合适的石块,尖锐突出部分应清除。竖缝较宽时应在砂浆中塞以小石块,不得在石块下面用高于砂浆砌缝的小石片支垫。

11.8浆砌片石勾缝采用m10砂浆勾凸缝,待砂浆初凝后,洒水养生7~14d,养护期间避免碰撞、振动或承重。

11.8浆砌片石用砂浆严格按监理工程师批准的配合比进行拌制。

参考文献

[1]JtGF10-2006.公路路基施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2006

[2]GB50203-2011.砌体结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011

[3]GB/t50315-2011.砌体工程现场检测技术标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2011

土木工程的涵义篇8

关键词:古浪县:祁连山;退耕还林;生态效益;可持续经营

中图分类号:S-9文献标识码:aDoi:10.11974/nyyjs.20170332022

古浪县位于甘肃省河西走廊东部祁连山支脉,乌鞘岭、毛毛山北麓,腾格里沙漠南缘,该县祁连山区处县域东南部,为全县南部山区天然林主要分布区及退耕还林、水源涵养林建设实施区。在地理位置上处n37?12?~37?45?,e102?45?~103?48.3?之间,面积约18.67

万hm2,占全县总面积的1/3。海拔1825~3469m,最高可达3700m,年均温1.9~5.2℃,极端高温32~36℃,极端低温-26~32℃,年降水量290~440mm,无霜期110~140d,干燥度2.0~2.8之间,气候特征具有青藏高原气候特征,土壤为:亚高山草甸土,分布于海拔1800~3400m;山地灰褐土,分布于2400~2900m;山地黑钙土,分布于海拔2600~2800m,坡度>25?的山坡及坡地;山地栗钙土,分布于山地黑钙土下缘以下至2200m左右的山坡、山地及阳坡。森林植被垂直分布为:海拔3000~3500m之间,主要分布金露梅(potentillafruticosaL)、青海杜鹃(Rhododendronprzewalskiimaxim)等高山草甸类植物;海拔2400~3000m之间,分布有高山柳(SalixcupularisRehd)、毛枝山居柳(Salixoritrepnaschneid)等为代表的耐寒植物;海拔2100~2400m之间则为乔灌、针阔混交林分布带,其天然树种有:青海云杉(piceacrassifoliaKom)、油松(pinustabulaeformisCarr)、刺柏(JuniperusformosanaHayata)、祁B圆柏(SabinaprzewalskiiKom)、叉子圆柏(Sabinavulgarisant)、山杨(populusdavidianaDode)、白桦(BetulaplatyphyllaSuk)、河柳(Salixchaenomeloideskimura)、沙棘(HippophaerhamnoidesL.subsp.SinensisRousi)、金露梅(potentillafruticosaL)、灰兆樱Cotoneasteracutifoliusturcz)、小叶锦鸡儿(CaraganamicrophyllaLam)等。人工栽培的树种有华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtiimayr)、山桃[amygdalusdavidiana(Carr.)C.deVoss.exHenry]、山杏[var.ansu(maxim.)YüetLu]、柠条(CaraganakorshinkiiKom)、柽柳(tamarixchinensisLour)、白榆(UlmuspumilaL)、沙枣(elaeagnusangustifoliaL)、青杨(populuscathayanaRehd)等,主要分布于1825~2300m之间。

1退耕还林现状

1.1面积及分布特点

古浪县南部祁连山区退耕还于2002年起实施,2002―2005年完成,2006―2009年进行补植完成,林总面积4133hm2,碎片化分布于海拔2200~2600m,东西长180km的祁连山北坡低山丘岭区和低中山区,其间或分布于祁连山北坡青海云杉天然林或杨、桦天然次生林。其中:25以上坡地4.63067hm2,25以下1067hm2,阴坡半阴坡地占65%左右,约2685hm2,阳坡缓地占35%左右约11467hm2。

1.2树种配置构成比例及栽植密度

树种配置及比例根据祁连山区立地环境条件和气候自然状况,造林规划设计,遵循“因地制宜,适地适树”原则,以当地先锋树种和适宜树种沙沙棘(HippophaerhamnoidesL.subsp.SinensisRousi)、山杏[var.ansu(maxim.)YüetLu]、柠条(CaraganakorshinkiiKom)、白榆(UlmuspumilaL)等树种构成,白榆、柠条、山杏、沙棘各树种配比为1:1:3:14。

栽植密度栽植密度因坡地、树种不同而不同,坡度25以上栽植密度为2m×3m,坡度25以下为2m×2m,山杏、白榆为2m×3m,沙棘、柠条为2m×2m。

1.3林分构成及郁闭度及地被植物

林分构成为沙棘―山杏混交林占25%约1033hm2,平均郁闭度0.72,沙棘纯林占65%约2686hm2,郁闭度0.75;山杏及白榆纯林各占5%左右,各约206hm2,郁闭度分别为0.6、0.53。山杏平均高度3.6m,沙棘平均高度2.2m,白榆平均高度4.8m,柠条高度1.5m。

下层植物有芨芨草、鼠掌老鹳草、头花苜蓿、山苦荬、硬质早熟禾、甘露子、艾蒿、白莲蒿、委陵菜、拉拉藤、冰草、细叶亚菊、米口袋、高山点地梅、紫菀、蒲公英、马蔺、车前、鳞茎堇菜、香青、紫包风毛菊、紫花地丁、鹅冠草等地被草本植物,盖度为0.4。

2生态功能测算与评估

祁连山森林植被是河西走廊商品粮基地的重要水源涵养屏障,为河西地区56条河流水源补给地,生态功能巨大。古浪县退耕还林为古浪县祁连山区水源涵养林的有效补充,业已承载着水源涵养、水土保持、迳流调节等生态功能,现实意义重大。

森林的水源涵养、水土保持、径流调节功能,其核心是对天然降水量的再分配,有效接纳,合理释放为其作用机理,平衡调节,持续作用为其健康标准。本文以祁连山区斑驳分布的天然青海云杉林、山杨次生林及广泛分布的山地草原为对比对象进行论述。

2.1树冠截流效应

根据张理宏等研究北京九龙山灌木林郁闭度0.5~0.7,林冠平均截流率21%~23%,据观测测算,降雨量为0.1~5.0mm时,退耕还林沙棘灌木林平均截流效为30.1%,降雨量≥40mm,截流量为21%,而云杉天然林和山杨天然次生林分别为8.6和12.8%(≥40mm降水量,几乎是祁连山东段单次降水量的最大值)。由此可以判定祁连山退耕还林灌木林对天然降水量具有较强的首次分配(截流)功能,能够有效地削弱雨滴冲击地面的能量,减小雨水对地表的冲击力和地表流动速度速度,延长入侵时间,增加地面渗水和土壤渗水量,减小径流,增加水源涵养功能作用。

2.2地被层及其容水功能

落叶枯枝层不仅具有强大的持水能力,而且具有促进水分下渗,抑制水分蒸发,减少雨滴溅蚀功能,对天然降水量进行第2次分配,该层在水分平衡中具有接纳与分配(涵养和调节)的显著作用。

表1表明,沙棘灌木林枯枝落叶层干重为2.34(万t/ha),青海云杉枯枝落叶层干重为0.92(万t/ha),而沙棘灌木林的容水量为10.3mm,是青海云杉林容水量2.6mm的近4倍,水源涵养作用优良。

2.3根系分布及其涵养功能

植被根系分布土壤层是土壤主要涵养水源层级,植被根系分布越多,土壤物理性质越好,有效蓄水量越高。同时,保持水土,防止侵蚀作用就越大,是对天然降水量的第3次分配。

表2显示,沙棘灌木林每公顷的根系总长度为21090.60km,根系密集深度为30cm,分布深度115cm,根系生物量而青海云杉林根系总长度则为7692.84km/hm2,较青海云杉林和草原根系发达,垂直分布深,水平分布密集,具有较强的水土保持能力;灌木林根系生物量仅次于青海云杉林但高于草原,土壤物理性质好,具有良好的水源涵养功能。

2.4水分调节作用

古浪县退耕还林是祁连山水源涵养林的有力补充,天然降水通过林冠层拦截,枯枝落~层和土壤根系层阻拦、蓄储,充分减少地表径流,加大土壤涵水量,调节水分输出速度具有强大的水土保持,水源涵养,调节稳定河流作用。森林的水源涵养效益计量化主要根据森林土壤的降水储存量来进行,降水储存量依据公式求出:降水储存量(t/ha)=1000m2×土壤平均厚度×非毛管孔隙度(%)×水容重(t/m),据研究,青海云杉林孔隙度为56%~60%,非孔隙度为13.76%,灌木林孔隙度为49%~52%,非孔隙度为11.63%。土壤厚度平均按1m计,青海云杉每公顷贮蓄水量(t/ha)=10000m2×1m×13.76%×1t/m?=1376m3,灌木林每公顷贮蓄水量(t/ha)=10000m2×1m×11.63%×1t/m3=1163m?,青海云杉林每公顷贮蓄水量略大于灌木林贮蓄水量。古浪县祁连山退耕还林总贮蓄水量为=4133×10000m2×1m×11.63%×1t/m3=4806679m3。即古浪县祁连山区退耕还林可贮蓄约4806678m3天然降水,经调节,持续、稳定、源源不断的补充给流域河流。

3存在的问题

由于设计不仅合理,自然环境恶劣等主、客观因素,古浪县退耕还林工程存在着诸多不合理状况,直接或间接影响工程所应有的各项功能发挥和自身生态安全,须在其经营管理活动中加以修正。

3.1生物多样性不足,抗御不良气候能力及抵御林业有害生物能力差

古浪县退耕还林工程树种配置种类不足,以沙棘、山杏为主,辅以柠条、白榆,林分结构单一,沙棘―柠条混交林仅占总面积的25%,其余多为纯林,林分结构过于简单,质量不高,因此,在极端气候环境条件下,存在大消亡、衰败隐患。同时,对突发性、偶发性林业有害生物抵御严重不足,特别是沙棘木蠹蛾、舞毒蛾、沙棘干枯病、沙棘锈病等灾害性病、虫危害对其存在严重威胁。为此,此项工程存在不可持续经营性。

3.2经济效益低下,可持续经营利益驱动力不足

在主观上由于设计缺陷,配置不仅合理,经济开发潜力不足,客观上布局广大,交通不畅、环境严酷,不利开发挖潜,缺乏内在驱动动力。呈不可持续经营趋势。

3.3立地环境严酷,抚育措施欠缺,局部林分成林缓慢,不利整体功能的发挥

主要为,浅山阳坡退耕区,降雨稀少,土壤坚硬。土壤水分含量严重不足是制约林木生长不良的主要因素,须人工抚育,加以改造,以利林木生长。

4可持续经营对策

根据退耕还林现行状况,采取不同经营策略(更新改造模式加以改造,提高林分质量)加以改造,使工程具备生物多样性、稳定性及经济开发性,以期达到可持续经营效果。

4.1全封全育

对分布于祁连山二阴山地天然青海云杉林或天然次生林北缘或与天然林间或分布的退耕还林林地。与天然林合成,统筹实施全封全育封山育林模式,可迅速扩展林地面积,在3~7a内完成退耕还林与天然林闭合,形成草、灌、乔结合的混交复合层林分,极大的提高林分多样性,提高林分抗御不良气候和有害生物能力。同时,由于林分质量的提高,可促进多种经营的发展,是一项多快好省的营林措施。

4.2人工辅助,促进天然更新

对分布于二阴山区中端,降雨较高,立地条件较好,已郁闭成林,业已充分发挥其生态效益,面积广大。可在林间空地、林缘、地头少量栽植本区域先锋、适生树种,培植母树,增加天然下种种源,促进林分进展演替,有效提高林分质量。此更新模式7~10a可见成效。适宜本区的树种有白桦、山杨、华北落叶松等。

4.3灌木放牧林改造

对浅山地区、阳坡缓地等降水稀少、立地条件差,郁闭度低,生长不良的退耕还林林地进行灌木放牧林改造。有限度实施人工整地,改良立地条件,栽植耐干旱、耐瘠薄、耐啃食灌木林,以发展畜牧业,利益驱动,促进可持续经营。此改造模式在4~6a内可见成效,据研究,灌木放牧林生产的生物量是草场生产生物量的3~4倍。适宜本区的树种有紫穗槐、锦鸡儿、柠条等。

4.4加强科学研究,加大横向开发

加强本土优良植物栽培、开发利用,如青海杜鹃、金银花、芍药等。加强林下经济开发研究,积极开展林药模式、林禽模式、林菌模式、林草模式的合理性、可行性研究,为可持续经营提供必要的理论支撑和实践示范。

参考文献

土木工程的涵义篇9

【关键字】:综合;经验;程序;发展

在当今的社会,经济发展迅速,社会变革与时俱进,自然环境变化多样,人力资源的管理也是焕然一新,这些条件,使土木工程的相关行业着力的调整产业结构,转变怎长,从而促进产业的提升和科技技术的进步,以及人员素质的提高。在这样的环境下,就土木的工程管理而言,在一会一段相当长的时间里,土木的各个领域在工程建设除了传统的质量,进度,成本的三大约束外,在类型多样性,功能综合性,结构安全性以及材料,环境,外观,节能等方面的技术与管理创新将不断加强,工程建设组织与工程管理的复杂性,综合性和国际化,信息化程度必然随之提高。在土木的行业的发展,对工程管理类专业人才培养提出了新的更高的要求。这也四工程管理出现的条件和优势。工程管理的定义:工程管理就是相比一个指挥者的角色,特别是建筑行业的一个典型的劳动密集行和资金流动性密集的一个行业,更需要一个能统筹把握全局和协调方方面面的管理者,为了实现预期目标,保障资金的有效利用,对工程项目进行决策,计划,组织,指挥,协调与控制,促进工程项目的顺利推进以及目标的实现。

工程管理的学生在大学期间,专业的知识学的非常的多,但是学的课时不太多,换句话说,学的不是太深,与土木专业相比,对于三大力学,混凝土的知识掌握的不深,只是大致的了解,相对于管理,又不是太纯粹的管理,就技术与管理来说,还是管理大于技术。这就要求,在大学期间,大学生应该根据自己专业的特点,相应的锻炼自己的能力,首先是对自己的综合素质的提升,参加一些公共的活动,培养出较强的人际交往的能力,善于表达出自己的思想,培养出严密的逻辑能力与临场的应变能力。知识对于自己将来的就业能力的提升不可或缺的。在技术方面,应广泛的学习的同时兼顾深入的学习,对于三大力学,混凝土学深入的学习,通过去图书馆或者课余时间参加土木的课程,同时,在暑假与寒假期间,积极的去工地参观是实习,加深对土木的认识,了解土木的公工作环境。为将来的工作做好思想准备。

对于新工作的毕业生,应该做到的是不骄不躁,耐下心来,积极的学习,向带队的负责人学习,积累出一定的经验,学习技术,人员的安排,经济的控制,有限的工地如何合理地保障工作的有序进行,同时,提高效率,对于建筑而言,时间往往能创造出巨大经济利益的保障。因此,如何能充分的利用有限的场地和不同方面的人才是毕业生学习的异地方面。在技术方面,纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行,对于土木更是如此,在土木方面安全第一,技术不容有失,具有较好的技术对于保障工程的质量也是至关的重要。

在工程管理涵盖的过程,每一项都有严格的程序,每个过程都有很多的小结,主要包含五个大的方面,第一,工程设计,设计的依据要有条有理,大概的可以根据四个方面,一,设计任务书,二,设计合同,三,国家的有关规范,四,工程设计地点。在设计方面,包括施工图设计内容:一是建筑设计,二是结构设计,三是安装设计。这些主要依靠的单位主要是设计院和设计公司。第二大方面,工程施工工程施工涵盖施工图纸,施工合同,国家的有关规范与其他一些方案等。第三个是程序过程,程序过程包含五个方面,一,基础过程施工,二,主体工程施工。三,屋面过程施工,四,装修施工。五,安装过程施工。在工程管理又具体可以分为监理和造价,在监理方面主要任务是“三控”,“两管”,“一协调”。质量控制,造价控制,进度控制,既是“三控”,合同管理,信息管理既是两管,协调就是组织协调。在工程造价方面,既是工程造价咨询。主要的内容是四个方面,一是投资估算,二是设计概算,三是施工图预算,四是施工竣工预算。对于造价准确的把把握,也是概算效率的极大提法哦。正时别人说的,工程赚不赚,就看预算怎么看。

工程管理的基本属性:工程管理的产生建立在工程项目,由于他的实践性强,目标明确和管理的效果可验证等特性而有别于一般意义上的管理工作。举例而言,就从独立出的工程质量来说,他的管理包括的资金,进度,风险,质量,安全,人员,信息和环境等相对独立的且相互制约的各个环节,解决工程管理的实际问题就一定要采用较强针对性的技术方法和手段。就如同管理学中的“物理学”和“外科学”,是经过工程实践的千锤百炼的“硬管理”。工程管理的工作性质决定了工作管理具有系统性,复杂性,综合性,严谨性等基本属性。工程管理像其他的学科一样,都会有他的行业发展的特点,任何的一个学科都是置身与社会的环境,需要及时的反应社会的发展,而且,实时的告便自身,在适应社会的发展,创造出更大的价值,工程管理将来的发展的趋势主要在可持续发展,科学技术的融合和信息化的发展。同时,在工程管理的发展趋势体现在一下四个方面,一是理论技术的不断创新,二是管理组织效率的提高,三是管理方式更加的民主,四是服务的市场范围更加的广阔。五是从业人员素质要求更高。与外国工程管理相比中国的发展比较落后,例如在外国有国际咨询工程师联合会,英国皇家特许建造学会,英国皇家特许测量工程师协会,英国土木工程师协会,美国土木工程师协会,英国项目管理协会,美国工程管理学会,在中国主要有,中国工程管理学会,中国工程咨询协会,中国建筑工程造价协会管理协会,中国建筑业协会工程项目管理委员会,中国招投标协会,中国建筑监理协会。

就工程管理所在的建筑业而言,我国的建筑经历了四个发展阶段,一是形成和成长阶段1949~1957,二是曲折阶段1958~1976,三是回复阶段1977~1983年,四是发展阶段1984年以后。工程管理服务指工程项目中的项目策划,投资,与造价咨询,招投,工程监理,项目管理等服务。包括工程筹建机构,工程项目管理,工程招标及,工程造价咨询,工程技术咨询,工程预算,审计,工程监理,工程担保,工程质量监督,检查,工程及建筑物的质量评估,其他弄成管理服务。项目管理的发展趋势一是专业化,二是国际化,三是信息化四是全寿命同期,工程建设的基本程序,一是项目建议书阶段,二是可行性研究阶段,三是工程设计阶段,四是工程施工阶段,五是弄成验收阶段流失项目后评估阶段。工程管理的五个职能是计划职能,协调职能,组织职能,控制职能,监督职能,其中,组织职能涵盖的敢为较多,包括项目业主,政府及主管部门,研究咨询单位,金融机构,勘察设计单位,施工单位,材料设备共性单位,工程监理单位,项目使用者。

【参考文献】:

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[2]周康.工程管理工作在水利行业中的作用[J].科协论坛(下半月).2009(06)

土木工程的涵义篇10

关键词:桥梁工程;土木工程师;教学方法

中图分类号:G6423文献标志码:a文章编号:10052909(2016)03005906作为对我国现有工程教育模式的重大创新和突破,“卓越工程师教育培养计划”是要培养和造就一大批能适应和支撑产业发展,具有创新能力和国际竞争力的卓越工程师[1]。卓越工程师培养,关键在于培养学生提出问题的勇气和解决问题能力[2],如清华大学电路原理课程通过研究型教学,启发学生思考,引导学生发现问题,培养解决问题的能力[3]。然而如何在土木工程专业课教学中培养上述能力,亟需进一步教学改革研究。

土木工程专业涉及规范众多,并且规范不断更新勘误,专业课教材中与之相关的内容,由于不能及时修改存在不同程度的错误。如果教师没有指出教材中的错误,将会导致学生概念混淆乃至认识错误。因此,在不断加强教师自身专业素质的前提下,鼓励学生发现课本或规范中存在的错误,不但可以消除其负面影响,而且还可以加深学生对课本知识的理解和认识,实现学生对专业知识的容错,培养学生发现问题的能力,进而启发学生积极思考,塑造学生批判性思维,并成为具有独立思考能力的个体。在容错和启发的基础上,学生对专业课程有了较为深刻的认识,此时教师可通过设计多门课程知识复合工程问题,进一步帮助学生融会贯通上述知识,从而提高教学质量,培养能满足社会发展需求的土木工程卓越工程师。

作为土木工程专业本科教学的核心主干课程,桥梁工程系列课程非常有必要进行相应教学方法研究和探索。针对我校本科生的认知特点,在桥梁工程系列课程中开展容错、启发、贯通的教学方法,在夯实基础的同时,强调发现问题和解决问题能力的培养。

一、容错

课本上的错误大致可以分为3类:一类是印刷错误,该类错误比较好识别,不易引起歧义,如混凝土最小保护层厚度从20mm印刷成了15mm;第二类是概念错误,如“设计基准期”和“设计使用年限”两个概念混淆;第三类是计算方法错误,如桥梁工程中活载剪力计算。第二类错误和第三类错误比较难发现,会对学生学习造成不利影响。

在教学中可通过以下3种方法实现对课本及规范中模糊、错误和矛盾知识点的容错:首先,建议同门课程由多位教师主讲,定期讨论,并经常参加该课程的全国性学术会议,从而使授课教师对课本和规范中存在的错误有清晰的认识。其次,鼓励学生以批判的眼光,发现课本中存在的问题。最后,与实践相结合,实时检验课本及规范的准确性。笔者结合如下3个实例,具体说明如何在桥梁工程系列课程教学中实现容错。

(一)“设计基准期”和“设计使用年限”

关于结构可靠性的最新国家标准为GB50153―2008《工程结构可靠性设计统一标准》,在“术语、符号”一章中,对“设计基准期”和“设计使用年限”给出了定义:“设计基准期”指为确定可变作用等的取值而选用的时间参数,“设计使用年限”指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限[4]。结构的可靠性是指结构在规定时间内,在规定的条件下完成预定功能的能力,其中规定时间应该是“设计使用年限”。

然而目前,不少混凝土结构系列课程相关教材(尤其是公路桥梁专业)存在“设计基准期”和“设计使用年限”混淆的情况。例如,《结构设计原理》第25页指出,可靠度概念中的“规定时间”即“设计基准期”[5]。《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》第40页指出,“规定时间”是分析结构可靠度时考虑各项基本变量与时间的关系所选用的设计基准期[6]。事实上,依据给出的术语定义,“规定时间”应该是“设计使用年限”。之所以存在这种概念上的混淆,其根源在于GB50153―92《工程结构可靠性设计统一标准》的1.0.5条规定:“结构在规定的时间内,在规定的条件下,对完成其预定功能应具有足够的可靠度,可靠度一般可用概率度量。确定结构可靠度及其有关设计参数时,应结合结构使用期选定适当的设计基准期作为结构可靠度设计所依据的时间参数。”[7]也就是说,在这个标准中,并没有明确“设计基准期”和“设计使用年限”这两个概念,而规定各个行业(如公路、铁路、水利等)的可靠度设计统一标准均以此为依据制定,因此导致了目前桥梁工程系列课程相关教材中均认为“规定时间”是指“设计基准期”。

(二)单向板、双向板定义

目前JtGD62―2004《公路桥涵及预应力混凝土结构设计规范》中把边长比等于2作为区分四边支承板是单向板还是双向板的界限值[9],这个区分界限是由德国学者marcusH提出,并根据十字交叉梁的简化模型进行分析确定[10],如图1所示。然而上述理论存在如下问题。

(1)以十字交叉梁代替整块板,其计算模型是简化的,而实际荷载作用下,板受周边约束,使得其挠度和弯矩值比简化模型计算结果小。

(2)等效到十字交叉梁上的荷载并非均布荷载,靠近板带端部的荷载大,在中心处的荷载小。

(3)荷载沿板四周的传递与边界条件有关。

已有研究结果表明[11]:长宽比为3时,沿短跨方向传递的荷载已达到82%以上,且不论固定边弯矩还是跨中弯矩均已趋近于稳定,已完全呈现出单向的受力性能,按单向板进行计算完全可行、可靠。GB50010―2010《混凝土结构设计规范》中已把边长比等于3作为四边支承板区分单向板或双向板的界限[12]。

(三)可变作用效应剪力计算

公路桥梁的可变作用主要包括汽车荷载和人群荷载等,可以通过求解荷载横向分布系数,然后运用工程力学的方法,具体计算主梁上的可变作用效应。汽车荷载作用效应的一般计算公式为

S汽=(1+μ)・ξ・(m1pkyk+m2qkΩ)(1)

式中:S汽为所求截面弯矩或剪力;(1+μ)为汽车荷载冲击系数;ξ为多车道桥涵汽车荷载横向折减系数;pk、qk分别为车道集中荷载、均布荷载标准值;m1、yk分别为pk位置对应的荷载横向分布系数和内力影响线最大坐标值;m2、yk分别为qk影响线面积中心位置对应的荷载横向分布系数和影响线面积。

当计算支点截面处或靠近支点截面处的剪力时,需考虑梁端区域内荷载横向分布系数变化所产生的影响,计算公式为

Q汽=Q′汽+ΔQ汽(2)

式中:Q′汽为由式(1)按不变的跨中截面荷载横向分布系数mc计算的剪力值;ΔQ汽为考虑荷载横向分布系数变化而引起的剪力增(减)值。

对于ΔQ汽,目前的桥梁工程相关教材均按照图2(a)所示的力学计算模型和式(3)计算[8]。

ΔQ汽=(1+μ)・ξ・a2(m0-mc)・qk・y-(3)

式中:a为荷载横向分布系数m过渡段长度;y-为m变化区段附加三角形荷载重心位置对应的内力影响线坐标值。

现课本中采用的支点剪力效应力学模型计算思路如下:由于靠近右端支点处的内力影响线坐标值较小,忽略了该侧支点附近荷载横向分布系数变化对内力的影响,计算过程中需针对不同的a,插值求解y-,计算过程繁琐。

而实际上,从图中可知,两侧支点附近荷载横向分布系数变化区段的两个附加三角形荷载重心位置对应的内力影响线坐标值之和(y-1+y-2)恒等于1,因此,采用图2(b)的计算模型,式(3)可简化为式(4),计算不但简便,结果也更为精确,建议桥梁工程相关教材采用。

人群荷载作用效应也可参照上述方法计算。

通过以上分析,针对这类涉及多个规范的基本概念教学,由于错误比较隐蔽,需要为学生指明错误所在。对于计算方法的错误,只有完全透彻理解该知识点,才能做出正确的判断。

二、启发

随着工程问题的不断涌现,常会出现很多看似熟悉,但却很难通过课本和规范进行快速准确解释的概念。例如,近年来由于超载导致多起桥梁倒塌事故,超载亦成为媒体多次提到的热门词汇,引起了包括土木工程专业学生及社会人士的关注。教师应结合课程实际情况,启发学生关注超载的科学定义及判定方法,为学生学习结构相关知识提供帮助。下面以2个实例说明如何启发学生思考。

(一)汽车荷载超载判定

相关规范及教材中,定义了车道荷载和车辆荷载,分别用于桥梁结构的整体计算和局部计算,并未明确汽车荷载超载定义。首先启发学生思考是不是作用在桥上的车辆荷载总重大于车道荷载的总重就是超载呢?很快有学生发现不能通过上述方法判断超载。教师进一步启发学生思考,提出了两个判定汽车荷载超载的基本原则:(1)作用在桥梁整体结构上的汽车荷载效应大于车道荷载产生的荷载效应,即在桥梁结构中,汽车荷载产生的内力包络图(包括弯、拉、剪、扭各种内力)超出了车道荷载产生的内力包络图;(2)作用在桥梁局部结构上(如桥面板、桥台和涵洞等)的汽车荷载效应大于标准车辆荷载产生的荷载效应。

根据上述两个原则,以单车道简支梁桥为例,判定汽车荷载超载的计算方法如图3和图4所示。

图3用于计算比较汽车荷载与车道荷载在简支梁桥中产生的跨中弯矩,当车道荷载产生的跨中弯矩效应小于汽车荷载产生的跨中弯矩效应时,则判定该汽车荷载超载。图4中,当标准车辆荷载在每米板宽上产生的弯矩或剪力效应小于相应汽车荷载产生的弯矩或剪力效应时,亦可判定为超载。

在教学中,通过对汽车荷载超载定义,促进了学生对车道荷载和车辆荷载等课程知识点的掌握。

(二)根据塑性铰线判断单向板双向板

传统教材对单向板和双向板的定义局限在四边支承板或固结板,可以进一步启发学生思考,两边支承板或固结板,能否定义单向板和双向板。

针对以上问题,引导学生采用塑性铰线来判断是单向板还是双向板。在图5中,对于两边支承板或固结板,正塑性铰线只有一条,荷载只往一个方向传递,因此不论长宽比多少皆为单向板。同样,对于三边支承板或固结板,有没有单向板和双向板的区别呢?为什么?从图5中可以看出,对于三边、四边支承板或固结板,由于正塑性铰线有三条或五条,力没有往一个方向传递,可能是双向板。

带着上述疑问,进一步引导学生利用虚功原理来加深对单向板和双向板的认识。根据虚功原理,外力所做的功等于内力所做的功。设任一条塑性铰线的长度为l,单位长度塑性铰线承受弯矩为m,塑性铰线转角为θ,弯矩内功U可表示为

U=∑l・m・θ(5)

对于图5中的三种支承板或固结板,建议采用较大面积区域产生塑性铰线时产生的弯矩内功与较小面积区域弯矩内功的比值,来判定该板为单向板还是双向板,从另一方面加深对知识的认识。

三、贯通

在容错和启发的基础上,学生对课程有了较为深刻的认识,此时,教师可通过设计多门课程知识的复合问题,进一步帮助学生融会贯通上述知识,从而提高教学质量。笔者从以下3个知识点说明如何帮助学生实现多门课程知识贯通。

(一)荷载组合计算

GB50009―2012《建筑结构荷载规范》规定了基本组合、标准组合、频遇组合和准永久组合[13],而JtGD60―2004《公路桥涵设计通用规范》规定了三种荷载组合[14],包括基本组合、短期效应组合和长期效应组合,其中《建筑结构荷载规范》中的频遇组合和准永久组合分别对应《公路桥涵设计通用规范》短期组合和长期组合。在桥梁工程中,由于施工及预应力的作用,需要对构件进行应力计算,其实质上是构件的强度计算,是对构件承载力计算的补充。在《公路桥涵设计通用规范》设计规范中,应力计算采用何种荷载组合未做明确规定。

道路桥梁《结构设计原理》相关教材在论述应力验算例题时,未对标准组合中的人群荷载乘以相应的组合系数,如式(6)所示:

S=SGk+∑ni=1SQik(6)

通过比较《建筑结构荷载规范》、《混凝土结构设计规范》和《公路桥涵及预应力混凝土结构设计规范》,实际上,应力计算宜采用标准组合

S=SGk+SQ1k+∑ni=2φciSQik(7)

上述问题的解决是基于对跨课程相关规范的全面认识,因此要求学生对所学知识融会贯通,否则很难发现类似错误。

(二)预拱度设置

预拱度根据普通钢筋混凝土结构、部分和全预应力混凝土结构三者的受力特点不同而分别设置。

1.普通钢筋混凝土结构

《公路桥涵及预应力混凝土结构设计规范》规定:当由作用(或荷载)短期效应组合并考虑作用长期效应影响产生的长期挠度不超过l/1600(l为计算跨径)时,可不设预拱度,当不符合上述规定时则应设预拱度。钢筋混凝土受弯构件预拱度值按结构自重1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值之和:

Δ=wG+12wQ(8)

2.部分预应力混凝土结构

对于部分预应力混凝土结构,当由预加应力产生的长期上拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时可不设预拱度;当预加应力产生的长期上拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时应设预拱度,预拱度值按该项荷载的挠度值与预加应力长期上拱值之差:

Δ1=ηθ,mswms-ηθ,peδpe(9)

3.全预应力混凝土结构

对于全预应力混凝土结构有m0/ms>1,由m0和ms产生的竖向挠度之间存在如下关系:

Δ2=wms-δpe

ηθ,ms是对于荷载短期效应组合计算挠度时考虑长期效应的增长系数,ηθ,ms1,则式(10)成立,进一步式(9)中Δ1

(三)应力计算

对于预应力混凝土构件,《混凝土结构设计规范》(以下简称《砼规》)和《公路桥涵及预应力混凝土结构设计规范》(以下简称《桥规》)均要求进行施工阶段和使用阶段应力计算,应力计算是对承载能力极限状态计算的补充。目前各教材上应力计算公式五花八门,经常使学生在学习时产生混淆。

1.采用何种荷载组合计算挠度

在《砼规》2010中,明确指出对于普通钢筋混凝土结构,采用荷载的准永久值组合计算挠度,而对于预应力混凝土结构则采用频遇值计算。在《桥规》中,无论是预应力混凝土结构还是普通钢筋混凝土结构均采用荷载的短期组合,即频遇值组合。

由于两种规范计算方法有矛盾,因此,在教学中需要引导学生查阅更多的文献,了解该规范条文在不同行业应用的来龙去脉,在此基础上,比较上述计算方法的优缺点。

2.预应力钢筋应力(σpe,σp0)

第1个问题:当预应力钢筋应力为σpe时,为什么需要加一个力使其重心处混凝土应力恢复为零?这个问题需要联系材料力学中的相关内容才能得到解释。具体而言,只有当截面应力恢复到零后,在多个力的作用下,才可以使用叠加原理。

第2个问题:为什么σpe和σp0对混凝土作用相互抵消,但二者大小不等,方向相反?因为弹性压缩产生的预应力损失是可恢复的。

第3个问题:弹性压缩的预应力损失的定义和计算。在《砼规》中,混凝土弹性压缩引起的预应力损失不包括在σl中,而在《桥规》中,混凝土弹性压缩引起的预应力损失为σl4,包括在整个预应力损失σl中。具体的σp0和σpe计算表达式如表1所示。表1《砼规》和《桥规》中σpe和σp0计算表达式σpeσp0先张法-砼规σpe=σcon-σl-αeσpcσp0=σcon-σl后张法-砼规σpe=σcon-σlσp0=σcon-σl+αeσpc先张法-桥规σpe=σcon-σlσp0=σcon-σl+σl4后张法-桥规σpe=σcon-σlσp0=σcon-σl+αeσpc上述计算公式中,《砼规》由于将混凝土弹性压缩排除在预应力损失σl之外,概念清楚。而在《桥规》中,由于混凝土弹性压缩引起的预应力损失为σl4,对于先张法σl4,即是αeσpc,因此σp0计算公式无异议。对于后张法,当分批张拉时,σl4不为零,因此,σp0算出来的结果偏小,建议将考虑σp0的计算公式调整为式(11),从而和《砼规》一致。

σp0=σcon-(σl-σl4)+αeσpc(11)

3.应力计算公式

在截面应力恢复到零的状态后,在应力计算中,偏心受压可以等效为轴心受压和受弯的叠加。在《砼规》中具体公式如表2所示,《桥规》中公式类似。

表2砼规中预应力混凝土应力计算公式σpcnp或np0先张法σpc=np0a0±np0ep0i0y0np0=σp0ap+σ′p0a′p-

σl5as-σ′5a′s后张法σpc=npan±npepninyn+σp2np=σpeap+σ′pea′p-

σl5as-σ′5a′s总之,以实现卓越土木工程师培养为目标,开展容错、启发、贯通的桥梁工程系列课程教学方法改革,可以不断加深学生对土木工程专业知识的理解和认识,帮助学生实现多学科知识的融会贯通。

参考文献:

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