建筑施工中的新技術

建筑施工中的新技術內容簡介本書重點闡述了信息技術在建筑施工中的應用 注重理論的實際應用 反映了現(xiàn)代科技在建筑施工中應用所取得的一些重大創(chuàng)造性成果 全書共分四章 內容包括 結合 虛擬現(xiàn)實 結構仿真和GPS等信息技術在建筑施工中的研究和應用 課題的研究成果 介紹現(xiàn)代信息技術在建筑施工中的應用 結合 復雜空間鋼結構曲線滑移 非對稱整體提升等施工技術的研究與 應用課題的研究成果 介紹復雜空間鋼結構的施工技術及其應用 列出了作者近十年來圍繞現(xiàn)代科技在建筑施工中應用所發(fā)表的相關論文成果等 建筑施工中的新技術本書目錄1 現(xiàn)代信息技術在建筑施工中的應用 2 復雜空間鋼結構的施工技術及其應用 3 現(xiàn)代科技在建筑施工中的應用 4 建筑施工管理 作者簡介 張希黔 1939年8月出生 湖南新化人 1961年畢業(yè)于重慶建筑工程學院工業(yè)與民用建筑專業(yè) 教授級高工 博士生導師 現(xiàn)任重慶大學現(xiàn)代施工技術研究所所長 中建總公司施工技術專業(yè)委員會主任委員 他曾主持過天津電視塔 武漢國貿大廈 上海正大商業(yè)廣場等大型工程的施工和技術工作 參與過20世紀80年代聞名全國的3天一層樓的 深圳國貿大廈 的技術工作 直接指導過20世紀90年代的 新深圳速度 深圳地王大廈以及澳門觀光電視塔 廣州 新 白云國際機場航站樓和深圳文化中心鋼結構等在全國具有重大影響的工程施工和技術創(chuàng)新工作 已獲得中建總公司科技進步一等獎3項 國家科技進步二等獎 三等獎各1項 初評國家科技進步二等獎1項 近年來 中建三局承接了一大批大跨度 復雜空間鋼結構工程 很多工程在規(guī)模和結構形式上都沒有先例 他參與和指導了 復雜空間鋼結構綜合施工技術的研究與應用 課題 技術含量高 多項成果處于國際先進水平而獲國家科技進步二等獎 他還將信息技術應用到建筑工程施工中的研究與實踐 取得了重大的創(chuàng)造性成就和貢獻 為企業(yè)獲得了很顯著的經濟和社會效益 獲得了2002年度首屆中建總公司科學技術總經理特別獎 他還是重慶大學 東南大學 華中科技大學 武漢理工大學兼職教授 先后培養(yǎng)了14名博士和20名碩士 特別是近幾年來 他依托中建總公司施工技術專業(yè)委員會 重慶大學現(xiàn)代施工技術研究所 緊密聯(lián)系理論與工程實踐 服務建筑企業(yè) 并將實踐經驗及時帶入高校課堂 以典型工程項目為背景 在有關建筑企業(yè)的共同努力下 取得了一批創(chuàng)新 集成的科技成果 如 長沙卷煙廠聯(lián)合工房工程綜合施工技術 基于生態(tài)建設的浐灞商務中心建筑工程關鍵技術 特大型超高超限鋼筋混凝土工程施工期安全控制及高質量控制施工關鍵技術 深圳市中心區(qū)雙側緊鄰運營地鐵特大型超深基坑變形控制關鍵技術 基于防微振與高潔凈度控制的12英寸90納米芯片廠工程建設關鍵技術 東莞玉蘭大劇院工程建設成套技術 等 這些成果已通過省部級科技成果鑒定 部分已經取得了省部級科技進步獎 1 現(xiàn)代信息技術在建筑施工中的應用 一 基于計算機的信息技術與施工管理的關系比如說 即使企業(yè)各部門都應用了計算機 而企業(yè)部門之間 企業(yè)之間 企業(yè)與政府之間的信息交換仍需要紙介質來進行 這樣 就不能說充分利用了信息技術 實現(xiàn)了信息化 同時 使用計算機的現(xiàn)代化施工管理 不僅可以快速 有效 自動而有系統(tǒng)地儲存 修改 查找及處理大量的信息 而且能夠對施工過程中因受各種自然及人為因素的影響而發(fā)生的施工進度 質量 成本進行跟蹤管理 計算機技術的應用反映了信息技術的應用水平 而信息技術的應用提高了施工管理的水平 二 施工管理中信息技術應用的現(xiàn)狀 首先 在一定范圍內應用了計算機和工具軟件 提高了工作效率 在建筑施工中 較早地利用計算機技術進行各項計算作業(yè)和輔助管理工作 如辦公自動化系統(tǒng) 招投標系統(tǒng) 工程量計算 投標報價 標書制作 施工平面圖設計 造價計算 編制工程進度網絡 設計計算系統(tǒng) 深基坑支護設計 腳手架設計 模板設計 施工詳圖設計 項目管理系統(tǒng) 項目成本 質量 進度管理 日常信息管理 等 第二 在施工中推廣應用以信息技術為特征的自動化控制技術 在一些地方取得了較好的效果 如大體積混凝土施工質量控制 高層建筑垂直度控制 預拌混凝土上料自動控制 采用同步提升技術進行大型構件和設備的整體安裝和整體爬升腳手架的提升 幕墻的生產與加工 建筑物沉降觀測和工程測量 建筑材料檢測數(shù)據采集等 三 國外同行信息技術應用的成功經驗 a 在日本 近年來大力推進建設項目全生命周期信息化 即CALS EC 其特點是 以建設項目的全生命周期為對象 信息全部實現(xiàn)電子化 利用因特網進行信息的提交 接收 所有電子化信息均儲存在數(shù)據庫實現(xiàn)共享 再利用 達到降低成本 提高質量 提高效率和增強建筑業(yè)競爭力的目的 b 在香港 主要應用有 設定通用的標準和發(fā)展通用的數(shù)據基礎設施 便于參與建設業(yè)務者能以電子方式通信 采用因特網和電腦技術進行有效地獲取和交換工程項目資料 利用電子方式進行工程圖紙 資料管理及圖紙審查管理 利用數(shù)碼相機技術對現(xiàn)場施工情況進行適時動態(tài)管理 在施工現(xiàn)場人員的管理中采用 綠卡認證 綠卡中包含有職員的基本情況以及就業(yè) 技能等信息 等 四 提高施工管理信息技術應用水平的對策 4 1企業(yè)應根據施工管理信息化的特點 制定戰(zhàn)略計劃 予以有效實施 信息化施工的特征是 信息收集自動化 傳感技術 IC卡技術 信息存儲自動化 光盤存儲 DBMS 信息交換網絡化 局域網 萬維網 信息檢索工具化 DBMS 搜索引擎 信息技術集成化 多媒體技術 專家系統(tǒng) 信息利用科學化 基于數(shù)據的各種分析 信息管理系統(tǒng)化 管理信息系統(tǒng)MIS 主管支持系統(tǒng)ESS等 企業(yè)應根據以上信息化的特征 結合施工管理的實際情況 制定戰(zhàn)略計劃 充分利用現(xiàn)代信息技術 逐步建立各類施工管理信息系統(tǒng) 4 2在施工管理全過程廣泛應用基于局域網 因特網的信息共享平臺以及網上辦公系統(tǒng) 現(xiàn)代建設項目規(guī)模大 參與單位人員多 而且往往涉及國內國外 建設工程文件多 如信函 通知 圖紙 合同 進度報告 采購定單 檢查申請和批準 設計變更記錄等 信息量大 傳統(tǒng)的項目信息管理是以紙為載體 其傳輸方式是與傳統(tǒng)的金字塔式管理體制相適應的經向溝通方式 這種方式層次多 效率低 費用高 極易因信息交流溝通失誤造成損失 正如美國BRICSNET公司的調查顯示 項目成本中的3 5 是由于信息失誤導致的 其中使用錯誤或過期圖紙造成的占30 在美國 每年為了傳遞項目管理的文件和圖紙而花在特快專遞上的費用約5億美元 項目成本中的1 2 都用于日常的印刷 復印和傳真等 調查還顯示 建設項目參與任何一方在竣工時所掌握的有用記錄文件都不到總量的65 在信息高速膨脹的今天 建筑企業(yè)管理必須充分利用信息技術 4 3開發(fā)基于因特網 Internet 的各種應用系統(tǒng) 如電子商務 網上項目管理等 例如 項目經理可以在一天中的任何時候 任何地點召開虛擬的工作會議 項目組成員可以在任何時候 任何地點與相關的工程師交換資料信息 審閱施工質量 會簽圖紙和文件 施工現(xiàn)場管理人員可以通過掌上電腦將施工質量檢測信息直接上網到公司本部進行評定 在竣工驗收階段 各類竣工資料根據質量記錄自動生成的信息管理 4 4繼續(xù)大力推進計算機輔助施工項目管理和工藝控制軟件的應用水平 當前 要大力推進施工管理三個控制過程 進度 質量 成本 相關軟件的應用 在進度控制方面 利用網絡計劃技術可以顯示關鍵工作 機動時間 相互制約關系的特性 使用網絡進度管理軟件控制進度 根據施工進度及時進行資源調整和時間優(yōu)化 適應施工現(xiàn)場多變的情況 目前這類軟件已較為成熟 在質量控制方面 工程質量管理是施工管理中重要的一環(huán) 具有信息量大 綜合性強 技術難度高的特點 利用質量管理軟件與人手操作相比 其優(yōu)越性非常突出 處理時間短 結果的可靠性高 質量管理軟件系統(tǒng)可用于施工過程各階段的質量控制和評定 包括各種質量評定報表的生成 各種質量評定曲線的繪制以及根據各種實測數(shù)據對分部分項工程質量等級進行評定 從而為質量管理人員對工程質量實施動態(tài)控制提供可靠的物質保證 在工藝控制軟件方面 應進一步優(yōu)化應用較為廣泛的深基坑設計與計算 建筑施工模板設計 工程測量 大體積混凝土施工質量控制 大型構件吊裝自動化控制 管線設備安裝的三維效果設計等應用軟件 1 1虛擬仿真技術簡介 虛擬仿真技術 VirtualReality 又稱靈境技術 這種技術的特點在于 通過計算機圖形構成的三維數(shù)字模型 編制到計算機中去產生逼真的 虛擬環(huán)境 從而使得用戶在視覺上產生一種沉浸于虛擬環(huán)境的感覺 這就是虛擬仿真技術的浸沒感 Immersion 或臨場參與感 虛擬仿真與通常CAD系統(tǒng)所產生的模型以及傳統(tǒng)的三維動畫不同 它不是一個靜態(tài)的世界 而是一個開放 互動的環(huán)境 虛擬現(xiàn)實環(huán)境可以通過控制與監(jiān)視裝置影響或被使用者影響 這是VR的第二個特征 即交互性 Interaction 1 1 1建筑業(yè)中虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展 虛擬現(xiàn)實在建筑工業(yè)中的具體應用 展示了虛擬現(xiàn)實技術在建筑業(yè)中的廣闊前景 對一些技術性強的部分進行了具體描述 如 建筑中的規(guī)劃 設計 室內裝飾 建筑機械設計 展示設計成果等 1 1 2虛擬現(xiàn)實技術的概念 人類有許多夢想 一些夢想已經變?yōu)楝F(xiàn)實 而有一些夢想也許永遠都不可能實現(xiàn) 然而 有一種技術卻能使一切夢想全部實現(xiàn) 這就是虛擬現(xiàn)實技術 VirtualReality 簡稱VR 虛擬現(xiàn)實是在計算機圖形學 計算機仿真技術 人機接口技術 多媒體技術以及傳感技術的基礎上發(fā)展起來的交叉學科 對該技術的研究始于20世紀60年代 直到90年代初 虛擬現(xiàn)實技術才開始作為一門較完整的體系而受到人們極大的關注 概括地說 虛擬現(xiàn)實是人們通過計算機對復雜數(shù)據進行可視化操作與交互的一種全新方式 與傳統(tǒng)的人機界面以及流行的視窗操作相比 虛擬現(xiàn)實在技術思想上有了質的飛躍 它的研究內容涉及到人工智能 計算機科學 電子學 傳感器 計算機圖形學 智能控制 心理學等 我們必須清醒地認識到 雖然這個領域的技術潛力是巨大的 應用前景也是很廣闊的 但仍存在著許多尚未解決的理論問題和尚未克服的技術障礙 客觀而論 目前虛擬現(xiàn)實技術所取得的成就 絕大部分還僅僅限于擴展了計算機的接口能力 僅僅是剛剛開始涉及到人的感知系統(tǒng)和肌肉系統(tǒng)與計算機的結合作用問題 還根本未涉及 人在實踐中得到的感覺信息是怎樣在人的大腦中存儲和加工處理成為人對客觀世界的認識 這一重要過程 只有當真正開始涉及并找到對這些問題的技術實現(xiàn)途徑時 人和信息處理系統(tǒng)間的隔閡才有可能被徹底的克服了 我們期待這有朝一日 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)成為一種對多維信息處理的強大系統(tǒng) 成為人進行思維和創(chuàng)造的助手和對人們已有的概念進行深化和獲取新概念的有力工具 虛擬現(xiàn)實技術的主要特征有以下幾方面 多感知性 Multi Sensory 所謂多感知是指除了一般計算機技術所具有的視覺感知之外 還有聽覺感知 力覺感知 觸覺感知 運動感知 甚至包括味覺感知 嗅覺感知等 理想的虛擬現(xiàn)實技術應該具有一切人所具有的感知功能 由于相關技術 特別是傳感技術的限制 目前虛擬現(xiàn)實技術所具有的感知功能僅限于視覺 聽覺 力覺 觸覺 運動等幾種 浸沒感 Immersion 又稱臨場感 指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度 理想的模擬環(huán)境應該使用戶難以分辨真假 使用戶全身心地投入到計算機創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中 該環(huán)境中的一切看上去是真的 聽上去是真的 動起來是真的 甚至聞起來 嘗起來等一切感覺都是真的 如同在現(xiàn)實世界中的感覺一樣 交互性 Interactivity 指用戶對模擬環(huán)境內物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度 包括實時性 例如 用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中虛擬的物體 這時手有握著東西的感覺 并可以感覺物體的重量 視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動 構想性 Imagination 強調虛擬現(xiàn)實技術應具有廣闊的可想像空間 可拓寬人類認知范圍 不僅可再現(xiàn)真實存在的環(huán)境 也可以隨意構想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境 虛擬現(xiàn)實的應用領域 虛擬現(xiàn)實的本質是人與計算機的通信技術 它幾乎可以支持任何人類活動 適用于任何領域 較早的虛擬現(xiàn)實產品是圖形仿真器 其概念在60年代被提出 到80年代逐步興起 90年代有產品問世 1992年世界上第一個虛擬現(xiàn)實開發(fā)工具問世 1993年眾多虛擬現(xiàn)實應用系統(tǒng)出現(xiàn) 1996年NPS公司使用慣性傳感器和全方位踏車將人的運動姿態(tài)集成到虛擬環(huán)境中 到1999年 虛擬現(xiàn)實技術應用更為廣泛 涉足航天 軍事 通信 醫(yī)療 教育 娛樂 圖形 建筑和商業(yè)等各個領域 專家預測 隨著計算機軟 硬件技術的發(fā)展和價格的下降 預計本世紀虛擬現(xiàn)實技術會進入家庭 VR技術在醫(yī)療領域也大有作為 該技術可用于解剖教學 復雜手術過程的規(guī)劃 在手術過程中提供操作和信息上的輔助 預測手術結果等 另外 在遠程醫(yī)療中 虛擬現(xiàn)實技術也很有潛力 例如在偏遠的山區(qū) 通過遠程醫(yī)療虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 患者不進城也能夠接受名醫(yī)的治療 對于危急病人 還可以實施遠程手術 醫(yī)生對病人模型進行手術 他的動作通過衛(wèi)星傳送到遠處的手術機器人 手術的實際圖像通過機器人上的攝像機傳回醫(yī)生的頭盔立體顯示器 并將其和虛擬病人模型進行疊加 為醫(yī)生提供有用的信息 美國斯坦福國際研究所已成功研制出遠程手術醫(yī)療系統(tǒng) 在航天領域 VR技術也非常重要 例如 失重是航天飛行中必須克服的困難 因為在失重情況下對物體的運動難以預測 為了在太空中進行精確的操作 需要對宇航員進行長時間的失重仿真訓練 為了逼真地模擬太空中的情景 美國航天局NASA在 哈勃太空望遠鏡的修復和維護 計劃中采用了VR仿真訓練技術 在訓練中 宇航員坐在一個模擬的具有 載人操縱飛行器 功能并帶有傳感裝置的椅子上 椅子上有用于在虛擬空間中作直線運動的位移控制器和用于繞宇航員重心調節(jié)宇航員朝向的旋轉控制器 宇航員頭戴立體頭盔顯示器 用于顯示望遠鏡 航天飛機和太空的模型 并用數(shù)據手套作為和系統(tǒng)進行交互的手段 訓練時宇航員在望遠鏡周圍就可以進行操作 并且通過虛擬手接觸操縱桿來抓住需要更換的 模塊更換儀 抓住模塊更換儀后 宇航員就可以利用座椅的控制器在太空中飛行 在對象可視化領域中 VR技術應用的例子是模擬風洞 模擬風洞可以讓用戶看到模擬的空氣流場 使他感到就像真的站在風洞里一樣 虛擬風洞的目的是讓工程師分析多旋渦的復雜三維性和效果 空氣循環(huán)區(qū)域 旋渦被破壞的亂流等 例如 可以將一個航天飛機的CAD模型數(shù)據調入模擬風洞進行性能分析 為了分析氣流的模式 可以在空氣流中注入軌跡追蹤物 該追蹤物將隨氣流飄移 并把運動軌跡顯示給用戶 追蹤物可以通過數(shù)據手套投降到任意指定的位置 用戶可以從任意視角觀察其運動軌跡 在軍事領域中 VR技術應用的一個例子是 聯(lián)網軍事訓練系統(tǒng) 在該系統(tǒng)中 軍隊被布置在與實際車輛和指揮中心相同的位置 他們可以看到一個有山 樹 云彩 硝煙 道路 建筑物以及由其他部隊操縱的車輛的模擬戰(zhàn)場 這些由實際人員操作的車輛可以相互射擊 系統(tǒng)利用無線電通信和聲音來加強真實感 系統(tǒng)的每個用戶可以通過環(huán)境視點來觀察別人的行動 炮火的顯示極為真實 用戶可以看到被攻擊部隊炸毀的情況 從直升機上看到的場景也非常逼真 這個模擬系統(tǒng)可用來訓練坦克 直升機和進行軍事演習 以及訓練部隊之間的協(xié)同作戰(zhàn)能力 當然 虛擬現(xiàn)實技術的應用遠不止以上這些 隨著計算機技術的進一步發(fā)展 虛擬現(xiàn)實與我們的生活將日益密切 1 2建筑施工虛擬技術 將虛擬現(xiàn)實技術應用于建筑施工全過程的方法 在仿真應用中 人們能夠在一個虛擬的三維環(huán)境中 與環(huán)境動態(tài)交互 模擬施工的整個過程 確定最優(yōu)的施工方案及施工方法 發(fā)現(xiàn)施工中的可能出現(xiàn)的質量問題和安全隱患 促進快速優(yōu)質施工 虛擬仿真技術在建筑施工中的應用與現(xiàn)實意義 虛擬仿真技術在建筑施工的應用有很重大的意義 首先有助于建筑市場的管理 完善管理制度 施工虛擬工程在招投標過程中能主觀對比投標各方的施工工藝 方法和成效 增加評標的透明度和公正性 減少各種不正當行為的發(fā)生 有利于建筑市場的規(guī)范化管理 還可以考察建筑設計是否合理 從而指出不合理的部位進行修改 達到優(yōu)化設計的目標 這對重大工程尤為重要 有助于施工方案的選擇和優(yōu)化 因為建筑施工方案的選擇有一定的局限性 它主要取決于決策者的施工經驗和知識水平 而且施工過程又都沒有可模性 決定了建筑施工過程的各異性 而施工虛擬仿真技術可以直觀 科學地展示不同施工方法和施工組織措施的效果 可以定量地完成方案的對比 真正實現(xiàn)施工優(yōu)化 該技術還可以模擬新技術 新材料 新工藝應用后的效果 有助于旋工管理 施工虛擬仿真技術能模擬施工全工程 能夠提前發(fā)現(xiàn)施工管理中質量 安全等方面存在的隱患 管理人員可以采取有效的預防 加強措施 提高工程施工質量和管理效果 施工虛擬仿真技術能實時 直觀地顯示施工全過程 這樣有助于操作人員全面了解作業(yè)過程 安全地完成施工任務 建筑業(yè)是高危險行業(yè) 加強安全工作是施工單位的工作重點 也是政府和人民群眾關注的重點 建筑施工安全與安全價值工程 目前我國正在進行歷史上也是世界上最大規(guī)模的基本建設 建筑業(yè)完成產值年年持續(xù)增長 建筑也從業(yè)人員數(shù)目龐大 據不完全統(tǒng)計人數(shù)為3893萬人 已占全國工業(yè)總從業(yè)人數(shù)的約1 3 建筑產業(yè)已成為國家的支柱產業(yè) 工程建設的巨大投資和從業(yè)人員的龐大規(guī)模使得安全事故的后果異常嚴重和巨大 我國工程建設中的安全管理水平一直很低 每年由于安全事故喪生的從業(yè)人員超過干人 直接經濟損失百億元 特別是近年來重大惡性事故頻頻發(fā)生 引起全國上下的普遍關注 隨著社會的進步科技的發(fā)展 人們對安全認識水平也逐步提高 從安全事故發(fā)生原因的偶然性到必然性的過程 這些必然原因中 最主要的原因是人的原因 物的原因 環(huán)境的原因 管理失敗的原因 在我國建筑行業(yè)中 尤其要注意人的原因 因為建筑安全事故的核心是 人 而 人 又是具有特定的文化背景和處于特定的國情之中 一方面是作為管理者的 人 重生產輕安全的思想普遍存在 安全管理缺陷幾乎存在每一起安全事故中 另一方面是建筑活動主體的 人 農民工 自身文化素質及職業(yè)安全素質較低 有限的場地上集中大量的人員 建筑材料 設備和施工機具等進行立體交叉作業(yè) 相互干擾難免發(fā)生危險 建筑施工高空 露天作業(yè)多 工作環(huán)境差 工人工作時間長 勞動強度大 容易出現(xiàn)疲勞 注意力不集中造成安全事故 建筑產品復雜 材料堆放不符合要求也是造成安全事故的原因 而且我國建筑安全管理制度理念滯后 建筑業(yè)競爭激烈 安全投入嚴重不足等等也是導致危險事故發(fā)生的重要因素 所以說安全控制是很有必要的 安全控制是通過對生產過程中涉及到的計劃 組織 監(jiān)控 調節(jié)和改進等一系列致力于滿足生產安全所進行的管理活動 施工安全監(jiān)控的程序如圖1 虛擬現(xiàn)實在建筑施工安全工程中的應用 1 首先可以用在評價施工安全價值工程中 2 各種施工設備的操作訓練 3 可以進行按事故過程模擬 4 可以模擬緊急逃生演練 5 還可以進行安全教育 1 5GPS建筑測量技術 GPS測量綜合電子教案 1 6建筑施工技術中其他信息化控制技術 1 大體積混凝土自動測溫2 預拌混凝土自動化控制3 計算機控制激光測量與現(xiàn)場監(jiān)控技術的應用4 計算機控制高空滑移和滑模技術5 企業(yè)信息網絡體系的建設 2 復雜空間技術鋼結構的施工技術及其應用 中建三局深圳建升和鋼結構公司完成的 復雜空間鋼結構綜合施工技術 榮獲2004年度國家科技進步二等獎 據悉 本次國家科技進步獎土木專業(yè)組一等獎空缺 3項成果獲二等獎 中建三局深圳建升和鋼結構公司在擁有超高層鋼結構施工技術的同時 又開發(fā)了復雜空間鋼結構施工成套技術 即多分枝大型鑄鋼節(jié)點 150毫米實心鋼棒拉桿 大截面薄壁箱梁等異型鋼結構制作技術 大跨度復雜空間鋼結構曲線滑移 非對稱整體提升 塊體擴大單元無支托組裝等安裝技術 厚板及管結構 多角度 全位置 異種鋼材焊接技術 大跨度復雜空間鋼結構施工過程的動態(tài)結構計算機控制和復雜空間鋼結構測控及試驗研究 創(chuàng)出了多項國內國際領先的施工技術 并取得了良好的經濟效益 據悉 該公司先后有7項鋼結構施工技術通過專家鑒定達到國際先進或國內領先水平 其中 廣州新白云機場航站樓鋼結構核心技術達到 國際領先水平 公司開發(fā)的2項工法被評為國家級工法 承建的7項鋼結構工程榮獲中國建筑鋼結構金獎 二氧化碳立焊 斜立焊工藝獲國家發(fā)明專利 2 1多分枝大型鑄鋼節(jié)點 大直徑實心鋼棒異型鋼結構制作技術 深圳文化中心工程深圳市文化中心位于深圳市福田中心區(qū) 與美麗的蓮花山公園相伴 該工程的建筑設計由世界著名建筑設計大師日本株式會社磯崎新先生設計 結構設計由世界著名空間結構設計大師川口衛(wèi)先生設計 玻璃垂簾幕墻是由日本磯崎新設計所 北京建筑設計研究院和深圳市瑞華公司共同設計完成的 該工程設計創(chuàng)意 高山流水 音樂琴弦 工程的創(chuàng)新設計 玻璃垂簾幕墻 2 2雙胎架等標高曲線滑移等系列滑移技術 深圳機場二期擴建航站樓大跨度曲線連續(xù)空間桁架屋蓋鋼結構工程中 通過采用高空分榀組裝 單元整體滑移工藝 成功地解決了滑移單元二向不同性 易產生較大水平推力的大跨度曲線連續(xù)空間桁架屋蓋施工的難題 2 3廣州 新 白云機場維修庫的鋼屋蓋多吊點非對稱整體提升 廣州新白云國際機場飛機維修庫鋼屋蓋采用計算機控制液壓同步提升施工技術 介紹整體提升計算 屋蓋在地面組裝工藝和整體提升技術控制 2 4廈門國際會展中心35m懸挑桁架高空塊體擴大單元無支托組裝技術 2 5厚板及管結構多角度全位置焊接技術 2 6大跨度復雜空間鋼結構施工過程的動態(tài)結構計算機控制 廣州白云機場 2 7復雜空間鋼結構測控及試驗 1 深圳機場2 深圳文化中心3 廣州白云機場 3 現(xiàn)代科技在建筑施工中的應用 3 1現(xiàn)代建筑施工技術的現(xiàn)狀與展望我國建筑施工技術取得了突飛猛進的發(fā)展 已有一大批單項施工技術趕上或超過了發(fā)達國家 在總體上也正在接近發(fā)達國家水平 其中人工地基 基坑支護 大體積混凝土 逆作法施工 新型模板 高性能混凝土 結構吊裝等方面成就更為突出 3 1 1武漢地區(qū)高層建筑基礎工程技術現(xiàn)狀展望3 1 2我國高層建筑鋼結構施工現(xiàn)狀述評3 1 3GPS技術在土木工程施工領域的應用現(xiàn)狀與展望GPS是美國從20世紀70年代開始研制 歷時20年 耗資200億美元 于1994年全面建成 具有海 陸 空進行全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng) 隨著GPS定位技術的不斷改進 軟 硬件的不斷完善 長期使用的測角 測距 測水準為主體的常規(guī)地面定位技術 正在逐步被以一次性確定三維坐標的高速度 高精度 費用省 操作簡單的GPS技術代替 在我國GPS定位技術的應用已深入各個領域 國家大地網 城市控制網 工程控制網的建立與改造已普遍地應用GPS技術 在石油勘探 高速公路 通信線路 地下鐵路 隧道貫通 建筑變形 大壩監(jiān)測 山體滑坡 地震的形變監(jiān)測 海島或海域測量等也已廣泛的使用GPS技術 隨著DGPS差分定位技術和RTK實時差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國AS技術的解除 單點定位精度不斷提高 GPS技術在導航 運載工具實時監(jiān)控 石油物探點定位 地質勘查剖面測量 碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景 3 1 4建筑施工中的傳感器應用與發(fā)展3 1 5計算機控制系統(tǒng)在建筑施工中的應用計算機的誕生被認為本世紀最偉大的發(fā)明之一 隨著計算機的廣泛應用產生的新技術革命如潮水般向我們涌來 這場新技術革命產生了很多新興產業(yè) 而傳統(tǒng)產業(yè)面臨更新改造 建筑業(yè)是從事建造各類房屋和興建各項土木工程的行業(yè) 是國民經濟傳統(tǒng)的四大支柱產業(yè)之一 由于計算機技術等新技術的輻射 建筑業(yè)同樣面臨更新和改造 國內外實踐證明 應用計算機改造建筑企業(yè) 可極大地增強企業(yè)活力 提高企業(yè)競爭力 舉一例加以說明 我國由世界銀行貸款的某工程 實行國際招標 分別由日本 意大利和我國有關單位中標 我方派出精兵強將 裝備精良施工機具 日方派出十幾名管理人員 其它采用中方人員 意方采用昂貴的美國施工機具 也派出十幾名管理人員 其余為中方人員 在開挖隧道施工中 中方施工進度計劃計時單位為小時 日方采用計算機動態(tài)跟蹤管理 進度計時單位為分 意方也采用計算機跟蹤管理 進度計時單位為秒 每掘進1m 中方花費人民幣2萬元 日方花費折合成人民幣1萬元 意方花費折合成人民幣o 7萬元 問及經驗時 意方答日 管理 以秒為單位的網絡計劃 若人工編制幾乎不可能 更無法在施工中動態(tài)調整 而計算機能勝任這項任務 建筑施工如同打仗 過去打仗靠人海戰(zhàn)術 現(xiàn)代戰(zhàn)爭靠高科技 計算機 通訊技術 遙感 自動控制等 施工只有借助計算機進行科學管理 才能使領導者及時準確掌握各種資源信息 快速作出決策 及時下達命令 執(zhí)行具體操作 然后及時得到反饋 并作出必要調整 形成信息運行的封閉環(huán)路 真正使領導者 眼觀六路 耳聽八方 運籌帷幄 決勝千里 才能使建筑施工有計劃 有節(jié)奏 協(xié)調均衡 人力 物力 財力得到優(yōu)化組合 達到保證質量 保證進度 取得較好經濟效益的目的 3 1 6鋼結構建筑的發(fā)展與應用展望3 1 7虛擬建造技術及其應用展望3 1 8科技創(chuàng)新與綠色技術在奧運場館施工中的應用展望 國家體育場建筑頂面呈鞍形 長軸為332 3米 短軸為296 4米 最高點高度為68 5米 最低點高度為42 8米 在保持 鳥巢 建筑風格不變的前提下 新設計方案對結構布局 構建截面形式 材料利用率等問題進行了較大幅度的調整與優(yōu)化 原設計方案中的可開啟屋頂被取消 屋頂開口擴大 并通過鋼結構的優(yōu)化大大減少了用鋼量 大跨度屋蓋支撐在24根桁架柱之上 柱距為37 96米 主桁架圍繞屋蓋中間的開口放射形布置 有22榀主桁架直通或接近直通 為了避免出現(xiàn)過于復雜的節(jié)點 少量主桁架在內環(huán)附近截斷 鋼結構大量采用由鋼板焊接而成的箱形構件 交叉布置的主桁架與屋面及立面的次結構一起形成了 鳥巢 的特殊建筑造型 主看臺部分采用鋼筋混凝土框架一剪力墻結構體系 與大跨度鋼結構完全脫開 鳥巢 是2008年北京奧運會主體育場 由2001年普利茨克獎獲得者赫爾佐格 德梅隆與中國建筑師合作完成的巨型體育場設計 形態(tài)如同孕育生命的 巢 它更像一個搖籃 寄托著人類對未來的希望 設計者們對這個國家體育場沒有做任何多余的處理 只是坦率地把結構暴露在外 因而自然形成了建筑的外觀 鳥巢 以巨大的鋼網圍合 覆蓋著9 1萬人的體育場 觀光樓梯自然地成為結構的延伸 立柱消失了 均勻受力的網如樹枝般沒有明確的指向 讓人感到每一個座位都是平等的 置身其中如同回到森林 把陽光濾成漫射狀的充氣膜 使體育場告別了日照陰影 整個地形隆起4米 內部作附屬設施 避免了下挖土方所耗的巨大投資 鳥巢是一個大跨度的曲線結構 有大量的曲線箱形結構 設計和安裝均有很大挑戰(zhàn)性 在施工過程中處處離不開科技支持 鳥巢 采用了當今先進的建筑科技 全部工程共有二三十項技術難題 其中 鋼結構是世界上獨一無二的 鳥巢 鋼結構總重4 2萬噸 最大跨度343米 而且結構相當復雜 其三維扭曲像麻花一樣的加工 在建造后的沉降 變形 吊裝等問題正在逐步解決 相關施工技術難題還被列為科技部重點攻關項目 在桁架柱內柱受力最大的部位 為了有效控制構件的最大壁厚 減小焊接工作量 使連接構造比較合理 在設計中采用了高強度的Q460鋼材 說起Q460鋼材 大多數(shù)人可能都不了解 鳥巢 結構設計奇特新穎 而這次搭建它的鋼結構的Q460也有很多獨到之處 Q460是一種低合金高強度鋼 它在受力強度達到460兆帕時才會發(fā)生塑性變形 這個強度要比一般鋼材大 因此生產難度很大 這是國內在建筑結構上首次使用Q460規(guī)格的鋼材 而這次使用的鋼板厚度達到110毫米 是以前絕無僅有的 在國家標準中 Q460的最大厚度也只是100毫米 以前這種鋼一般從盧森堡 韓國 日本進口 為了給 鳥巢 提供 合身 的Q460 從2004年9月開始 河南舞陽特種鋼廠的科研人員開始了長達半年多的科技攻關 前后3次試制終于獲得成功 如今 為 鳥巢 準備的Q460鋼材已經開始批量生產 2008年 400噸自主創(chuàng)新 具有知識產權的國產Q460鋼材 將撐起 鳥巢 的鐵骨鋼筋 作為北京市 工程建設顧問專家的萬嗣銓十分贊賞北京在奧運場館建設中凸顯 三大理念 即表現(xiàn)在以建筑節(jié)能 環(huán)境與生態(tài)保護 資源可持續(xù)利用 綠色環(huán)保建材等為重點落實綠色奧運 以科技攻關 四新技術應用與示范 高科技信息服務等為重點落實科技奧運 從文物保護 建筑的文化理念 人文景觀建設等方面為人們提供舒適的環(huán)境和服務為重點落實人文奧運 3 2現(xiàn)代建筑施工技術的應用 3 2 1遼寧 天津電視塔主體工程施工 3 2 2天津電視塔預應力施工技術首次在國內成功完成了天塔環(huán)向和縱向米鋼絞素環(huán)形超長縱向鋼絞線預應力張拉 創(chuàng)造了一流水平 步入世界先進行列 3 2 3上海正大廣場鋼結構吊裝施工方案虛擬仿真系統(tǒng) 3 2 4深圳市少年宮橢球形鋼骨架制作安裝深圳市少年宮結構形式復雜 應用了巨型桁架 大直徑鋼管骨架橢球體 鋼管骨架球體 輕型鋼桁架等多種結構形式 其中 大直徑鋼管骨架橢球體是設計施工的難點和重點 3 2 5信息技術在建筑施工企業(yè)的研究與應用一是利用計算機網絡技術 構建建筑施工企業(yè)的計算機網絡信息系統(tǒng) 提高施工企業(yè)的管理水平 二是利用以計算機為核心的信息技術對建筑施工企業(yè)傳統(tǒng)的施工生產方式和施工技術進行現(xiàn)代化改造 為提升建筑行業(yè)的信息化水平 推動建筑業(yè)技術進步 十一五 國家科技支撐計劃重點項目 建筑業(yè)信息化關鍵技術研究與應用 2009年5月14日在京正式啟動 科技部 住房和城鄉(xiāng)建設部及有關方面人士出席了啟動會暨課題實施方案論證會 該項目將在建筑業(yè)信息化標準體系及關鍵標準研究 基于BIM技術的下一代建筑工程應用軟件 勘察設計企業(yè)信息化關鍵技術研究與應用 建筑工程設計與施工過程信息化關鍵技術研究與應用 建筑施工企業(yè)信息化關鍵技術研究與應用五個方面展開研究 3 2 6行走式塔吊工作狀態(tài)下地側墻強度演算3 2 7高層建筑施工GPS測量的誤差分析3 2 8高層建筑施工GPS測量的外業(yè)實施介紹了高層建筑施工GPS測量的外業(yè)實施內容 闡述了高層建筑施工GPS測量測點的選擇原則 標志的設定方法及現(xiàn)場觀測要點 測量數(shù)據的評價標準 3 2 9飾面混凝土耐久性影響因素分析 對影響飾面混凝土耐久性的主要因素如飾面混凝土的抗?jié)B性能 抗凍融性能 抗風化和污染性能及抗開裂性能等進行了分析和歸納 提出了有效改善飾面混凝土耐久性能的主要措施 3 2 10 3 2 13其余專項施工技術3 3基坑工程施工中的現(xiàn)代科技應用深基坑工程中 地質條件和施工條件復雜 荷載難于確定 為此 基于時空效應理論中深基坑工程施工的現(xiàn)代設計理念 結合工程實例 采用信息鈕識別技術對整個深基坑施工過程進行了實時監(jiān)測 對地下連續(xù)墻墻體水平位移及地下連續(xù)墻墻體頂面的沉降或隆起進行了測試 并對墻體位移和內力進行及時預報 與傳統(tǒng)反分析方法相比 該方法避免了對參數(shù)的敏度分析 概念直觀 易于實現(xiàn) 同時把實時監(jiān)測 參數(shù)識別 預測分析和動態(tài)控制有機地連接在一起 為深基坑工程信息化施工提供了依據 使施工始終處于可控制的理想狀態(tài) 保證了整個深基坑工程的安全 3 4建筑施工技術應用成果介紹 4建筑施工管理 中建三局 4 1 1建設充滿生機與活力的企業(yè)科技發(fā)展中心4 1 2加強科技意識 重在計劃實施4 1 3議深基坑施工成功的關鍵4 1 4堅定不移地實施 科技興企 戰(zhàn)略4 1 5科技與創(chuàng)優(yōu)結合 提高工程質量4 1 6鋼結構主承建項目管理的策略4 1 7鋼結構主承建項目管理中的控制研究4 1 8鋼結構主承建項目管理中的合同管理研究4 1 9如何提高總監(jiān)理工程師對項目目標控制的預見性4 1 10建筑施工企業(yè)如何創(chuàng)魯班獎工程 魯班獎被譽為中國建筑業(yè)界里的最高榮譽 建筑企業(yè)當然視這一獎項為最終奮斗目標 廣州市建筑集團有限公司自1987年獲得第一屆魯班獎工程后 在這20年里共獲得6個魯班獎獎項 要得到魯班獎這一殊榮 并不單單是埋頭苦干就能如愿以償 企業(yè)必須提高自身的總體素質 從全方位的管理水平上達到一流的水平 再配合一個符合創(chuàng)優(yōu)條件的重點工程 才能有機會奪得這一榮譽 而要提高企業(yè)自身的素質 須從以下幾個方面著手 一 工程施工質量的提高創(chuàng)魯班獎工程的過程中 對工程質量必須進行 三高 與 三嚴 的管理 三高 就是指高的質量意識 高的質量目標和高的質量標準 尤其是高的質量標準就是指高出國家標準規(guī)范的水平 保證工程質量達到國內一流水平 同時技術有創(chuàng)新 三嚴 就是指嚴格的制度 嚴格的管理和嚴格的要求 提高工程質量 是眾多的建筑施工企業(yè)不懈的追求目標 也是擴大建筑市場占有率 提高企業(yè)信譽的根本途徑 工程質量問題 始終是市場競爭的焦點 建筑施工企業(yè)如何通過消滅施工過程中的質量通病 提高建筑產品的施工質量 多創(chuàng)優(yōu)質工程 為業(yè)主和用戶提供優(yōu)質的建筑產品 既是市場競爭的要求 也是企業(yè)自身生存和發(fā)展的內在需要 因此 建筑施工企業(yè) 必須要把提高建筑產品的施工質量 放到企業(yè)生產經營管理工作的