土建技术论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇土建技术论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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二、土建工程施工中混凝土技术的探讨

混凝土施工技术主要有材料的配比、搅拌、浇灌、振捣以及后期的养护工作，每个环节都需要高水平的专业施工，以确保混凝土的质量，提高建筑物的使用寿命。

1.混凝土材料的配比混凝土由于自身具备的优点，是目前建筑行业中应用最广泛的建筑材料之一，在土建工程中涉及到的混凝土施工，需要在选材上进行精细的检测，还需要严格的配比试验才能确定，它将直接决定了建筑物的安全性和使用性能，因此这是一项非常重要的工作；同时在施工过程中，还要根据不同建筑物的用途对选材进行限制，或者是要求材料能耐高温、或者是要求材料具有一定的抗震性能。

2.混凝土的搅拌混凝土的搅拌工作，是混凝土投入施工的一个重要环节，搅拌效果的好坏会对建筑物的质量有很大的影响，因此要特别注意以下几点，首先，在进入搅拌环节之前，要确定材料性能是否符合要求，并对计量工作进行严格的控制；其次，就是对搅拌设备的检查，看其是否符合相关要求；最后，就是在搅拌过程中要按照不同材料的投放顺利依次放入，并且还要把握好搅拌时间，特别是在最后的卸料环节，要控制好混凝土的温度；这一系列的工作都将对混凝土的质量产生影响，因此，整个搅拌过程中，要求施工人员必须具有精细、准确、严谨的工作态度，认真按要求完成每道工序。

3.混凝土的浇灌对竖向的施工结构来说，要想确保施工质量，要特别重视以下几个方面的问题；第一，要用水泥砂浆在竖向建筑的底端进行填充，将厚度保持在五厘米到十厘米之间；第二是要及时解决建筑过程中出现的离析现象；第三是在混凝土浇灌过程中，如果模板的高度超过了三米，那么应该在施工中采取具体的措施来确保混凝土的施工质量，尽可能地避免混凝土出现下滑。比如说通过由外向内的方式，连续性地浇灌墙体和柱体，减少模板承受的压力；在完成浇筑工作后，要给予它两个小时的时间用来完成混凝土初凝工作；当混凝土具有一定的强度之后，再进行接下来的梁板施工；第四在混凝土浇灌中要注意好时间的控制，包括各道工序持续的时间，还要提前对模板、预埋件、支架等进行检查。

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施工技术方案管理是技术管理最为重要的职责，贯穿于工程建设的全过程。

(1)带着问题踏勘现场。在技术方案研究和制定过程中，要从现场地形地貌、临建规划布置、实施手段及方法、安全及环保，甚至永久结构物设计布置等多个角度，由技术、机械设备和测量等不同专业技术人员带着不同的问题，反复多次踏勘现场，通过深入了解和研究现场情况，制定切合实际的技术方案。

(2)提前开展技术方案研究。对N－J工程建设而言，在人员、机械设备和物资材料等方面有很大的比例来自巴基斯坦国外，国外人员进场以及进口机械设备、物资材料周期长;实施阶段需补充地质勘探;私有化的土地征地工作困难等。受这些因素制约，对分项工程来说，必须提前开展施工技术方案的研究和制定工作，一般需提前1a左右时间。

(3)汲取国外先进的技术和管理经验。N－J工程施工技术难度极大，其咨询公司(NJC)中层以上的技术、管理人员主要来自美国、挪威等西方发达国家，并有部分是学者或专家，他们有着丰富和先进的水电技术知识和管理经验，为承包商学习知识和积累经验提供了不可多得的平台和机遇。一方面与工程师保持良好的工作关系，如多参与双方的会议，积极主动与工程师沟通，遇到工程问题多请教，多倾听工程师的意见和看法等。另一方面在工作之余，在不违背原则的情况下，真心地把工程师当作自己的朋友看待，多参与双方的互动和交流，可以了解很多国际上先进的水电技术知识和管理经验。如N－J工程的400m级深竖井施工采用移动式门机载物提升、引水洞TBM掘进段采用风险管理模式等，都是受到工程师的启发、为我所用的结果。

(4)技术方案的优化和调整。国际工程的施工技术方案要求更精细，尽可能地考虑到施工各个环节和细节，对可能存在的风险要制定应对措施。承包商对施工技术方案优化工作责无旁贷，但应该是适度和合理的。一个成熟的施工技术方案，还应该从节约业主投资和降低承包商施工成本等角度，结合多方(包括工程师)的合理化建议和意见，根据现场实际对方案进行优化和调整。

(5)邀请工程师参与技术方案讨论和交底。对一些重要的技术方案讨论和交底，主动邀请工程师参与，可起到一举三得的效果:首先，让工程师看到承包商的言行一致，增进其对承包商的信任度;其次，对现场工程师而言，也是技术交底，更便于他们对施工现场实施监督和管理;再次，也可让承包商的现场施工人员及早了解到工程师对现场施工的要求和看法，预防施工中可能产生的偏差。

(6)严格执行批准的技术方案。技术方案一旦得到工程师的认可和批准，现场施工时就要严格遵守和执行，如果确实需要进一步地优化或调整，必须事先与工程师沟通、协商，并以书面形式报工程师批准。

1．2施工进度计划管理

N－J工程的施工进度计划主要包括总进度计划、年度进度计划、月进度计划和日进度计划4方面内容，承包商及工程师均配有专职技术人员从事进度计划的分析、制定和更新等管理工作。

(1)总进度计划管理。N－J工程合同文件规定总进度计划需每3个月更新1次，或按工程师的指令不定期更新。总进度计划历来受到业主、工程师及承包商极其高度地重视，它涉及到承包商的履约能力，以及业主能否从按期发电中受益。另外，承包商从更新的总进度计划中，可检查施工人员、设备等资源配置能否满足工程进展需求，及时按需补充;另外，利用总进度计划中的边界条件(如征地、资金、施工图供应等问题)，为变更、索赔寻求突破口，如在2011年，承包商利用更新的总进度计划，成功地取得了N－J工程304d的工期索赔。

(2)其他进度计划管理。承包商要重视的不仅是总进度计划管理，而且还要重视年度、月和日进度计划管理。N－J工程的具体做法是:将工程师批准的总进度计划完工时间提前1～2个季度，制定出承包商的内控总进度计划，将内控总进度计划逐年分解成各年度施工进度计划，以此确保总进度计划的落实;年度进度计划再按月分解成月施工进度计划，每月28日项目部召开月进度计划会议，总结本月的施工完成情况和安排下月的施工计划，对本月未完成计划的项目，具体分析原因和找出解决办法，日常工作中，由总监办和工程部负责联合检查和督促月进度计划执行情况;各分项目部根据月进度计划，每日下午召开现场碰头会，检查当日完成情况，解决现场施工问题和安排下一日的施工任务。项目部形成“以日促月、以月保年、以年保总”的良好施工氛围，提高了承包商履约能力，以确保总进度计划目标的顺利实现。

1．3施工图纸管理

(1)水电工程N－J工程由工程师提供施工图，承包商根据施工图细化和绘制车间图。提早、明确告知工程师各分项工程开工日期和供图计划非常必要，也为以后可能因工程师供图不及时导致的索赔提供依据。

(2)积极配合工程师做好详细设计前的补充勘探工作。工程师在分项工程详细设计之前，可能要作一些补充勘探工作，需要承包商积极配合，以有利于工程顺利开工。

(3)工程师来自世界多个国家，个人水平参差不齐而且流动性大，施工图设计工作缺乏连贯性、系统性。因此，工程师提供的施工图比较粗略，修改较多，甚至出现已开工部位停工待图现象。作为承包商对此必须要有充足的心理准备并提前制定应对措施，如及时主动与设计工程师沟通;要求现场工程师有一定的权限处理施工图局部修改问题;采用现场确认单形式解决施工图局部修改等。

(4)在施工图方面给工程师或业主的建议要做到慎密、周全。由于N－J工程在可行性研究阶段勘查工作不足，导致在工程建设初、中期设计变更项目多，而工程师会想方设法找理由将设计变更的责任推卸给承包商，以达到减少业主投资和降低风险的目的。为此，承包商在施工图方面的建议必须有理有据，思路清晰、慎密，结构严谨、周全，同时还要顾及各方利益，尤其是承包商的利益。

1．4变更、索赔管理

变更、索赔是技术管理的重要职责之一，主要体现在相关技术资料和信息的收集、整理上，如施工图修改，施工程序、方法被动更改，工程量大幅增减及其复核计算等。这些是变更、索赔工作非常重要的基础资料，能够为变更、索赔提供充分的、强有力的支撑。在N－J工程建设过程中，通过技术、商务和施工等专业的密切配合，多项变更、索赔取得了成功。

1．5及时跟踪现场，预防和纠正方案执行偏差

再切合实际的施工方案，受现场实际条件及施工人员素质的影响，在实施过程中，总会或多或少地存在着局部偏差，需要技术人员及时跟踪施工现场，了解和掌握技术方案执行情况，预防和坚决纠正方案执行中的人为偏差。不管是现场实际条件导致的方案局部调整，还是施工人员素质造成的方案局部偏差，都需要及时与工程师沟通，尽量避免停工或增加不必要的施工成本。

2水电工程科研管理

鉴于N－J工程规模和特殊地理位置，其多个项目的施工技术难度极大，而作为一个大型国际工程，也为科技研发提供了良好的机遇和平台。以国际工程为依托，更容易学习国际上先进的水电科技技术知识和管理经验，汲取精华，为我所用。N－J工程在科研方面取得了一些重要成果，主要得益于做了如下几个方面的工作。

(1)完善科研机构、健全科研制度。早在2009年，项目部就成立了以总经理为组长的科研领导小组，2013年又任命了技术科技总监主抓项目科研工作，并相应成立了科研所，进一步完善了N－J项目的科研组织机构，科技研发涵盖了N－J项目的各个专业。同时，从科研职责、内容、程序、奖励、激励与约束、考核、保密等角度，制定了一系列规章制度，进一步健全了科研管理规章制度。

2)遵循科研原则、制定科研预案。在科研管理方面，针对科研项目，一贯按“了解项目背景，确立科研课题;成立科研小组，发挥团队力量;联合国内机构，提升科研质量;借鉴国外经验，力争科研创新;总结科研成果，积累科技经验”的原则，并采取相应的科研措施和制定相应的科研预案，确保了项目科研工作能顺利、扎实、深入地开展。N－J工程在科研管理上正是因为组织完善、制度健全、原则合理、措施得力，才能在诸如小口径深孔勘探、不良地质洞段开挖、复杂地质条件下TBM掘进、大变形地下厂房施工、大断层上修筑拦河大坝、不利条件下超深竖井施工、碱活性骨料应用等领域攻克了一道道难题，并能取得多项重要的科研成果。

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二、隔震控制技术

（一）隔震控制技术原理

在土木工程的建设当中，隔震控制技术就是对由地震所产生的振动对建筑的整体结构的隔离作用。工程中的防震体系基本都设置在工程结构的最底部和基础工程顶面之间，使得上部的结构和基础相分离。通过隔震体系来隔离地震波所产生的向上冲击力，延长工程结构的基本周期，从而降低建筑物的地震反应，是的工程整体的加速度变下，通过隔震系统来分担地震所产生的能量，以此来达到减震的作用。通过地震的反应图谱可以看出，随着周期的变大，加速度的反应谱慢慢的减小，通常在底层建筑的刚度很大，所以说周期变短，在发声振动的时候，输入其中的加速度很大，要是采用相应的措施来增加和延长工程结构的基本自震周期，让其还礼场地中的卓越周期，让工程结构的基频处在地震产生高能量的频段以外，通过这种方式可以有效的降低建筑物输入的加速度。通过地震的反应谱可以看出，当周期变大的时候，反应的位移将会增加。

（二）对橡胶支座的运用

当前用在建筑防震中的橡胶支座是由橡胶片与薄片增强钢板，通过粘合和硫化加工而成的，通过现代化橡胶的化工技术的加工制造。它在水平方向上的刚度比较低，而在垂直方向上的刚度很高。这种规格的橡胶支座最早是在桥梁施工中被应用。建筑和桥梁施工所应用的橡胶支座在结构上基本是相同的，都有相同的结构动力学的标准和要求，也同样的具有耐久性、稳定性以及包含防火在内的耐受性等，在地震产生的能量冲击下，橡胶支座会隔离建筑体在水平方向的运动分量，而在垂直方向上基本保持不动。通过这种方法不但可以隔离因为地铁或者是公交所产生的高频率的振动，同时还可以防止工程结构不会受到地震或者是其他原因产生振动的影响。

（三）铅芯橡胶支座运用

土木工程中铅芯橡胶支座主要应用在叠层上，橡胶支座中间的圆形孔当中加入铅之后制成的，这是对橡胶支座技术中的一大改进。因为铅具有较低的屈服点以及很高的可塑性能力，可以使铅芯橡胶支座中的阻尼比达到25%~35%之间。铅芯它具有提升支座吸收能量的能力，保证支座具备湿度的阻尼，同时还具有增加支座的原有刚度。控制风反应能力以及抵抗微震的作用。

三、耗能减震技术

（一）耗能减震技术原理

土木工程中的结构耗能减震技术主要是在结构中的某部位安装耗能设施，经过耗能设施产生的摩擦，产生弯曲的弹性滞回的形变耗能或者是吸收地震中输入结构的能量，以此来降低主体结构当中的地震反应，有效的预防了结构产生的损坏或者是倒塌，以此来达到减震和控震的目的。而在装有耗能装置的底部结构我们称之为耗能减震结构。工程中的耗能减震结构都具备明确的减震机理、减震的效果较为明显。安全性能较高、经济较为合理、技术较为先进以及试用的范围较为广泛等特点。

（二）常用的摩擦设施

摩擦耗能器是依据摩擦做工所产生的能量的原理而制成的，当前应有很多种的不同的构种类的摩擦耗能器，例如Pall型的摩擦耗能器、限位摩擦耗能器以及摩擦筒制震器，摩擦滑动对应的摩擦节点在剪切铰耗能器等多种耗能器，摩擦阻尼的种类非常多，但是都具有较强的滞回的特性，滞回环为矩形，耗能的能力较强，工作的性质相对稳定。

（三）钢弹可塑性耗能器

运用软钢具备优良的屈服性能，运用其进入弹性的可塑范围之内的优良滞回特性，当前我国已经研发出来很多种的耗能装置，比如加劲阻尼设施、锥形的钢耗制震器、圆形或者是方框形的钢耗制震器、双环耗能节能器，加劲圆环状耗能器以及低屈服点的钢耗制震器等等，这种耗能器具备优良的滞回性能以及稳定性能，耗能的能力较大，长期稳定可靠而且不会受到环境和温度的影响。

（四）粘弹性阻尼器

所谓的粘弹性阻尼器就是通过粘弹性以及约束性钢板相互交替结合而成的，它是一种主要和速度相关联的减震装置。比较常见的粘弹性阻尼器主要是由两个T型的约束钢板，通过一块矩形的钢板夹在其中而成，T型的约束性钢板和中间的钢板产生了相对性的运动，使得弹性的材料产生一种往返型剪切滞回形变来提升结构中的阻尼，消耗输入其中的振动能量，以此来减小结构当中的振动反应。当前。消能减震技术有着非常广泛的应用，它不但适用在新建的结构中，同时又可以用已经存在的建筑抗震的加固和维修当中。到目前为止，已经逐渐开始采取消能减震的技术，其中涉及到的国家有二十多个，比较早的在土木工程中运用消能减震技术的国家有新西兰、美国等发达国家。在最近几十年以来，各个国家对土木工程中的结构减震的控制和实验研究一直在不断的进行，并且在隔震支座的功能和改进方面有着较好的效果，并研制出了较多的隔震系统中的新型材料和部件，并通过大量的实验证明了结构减震控制是可以有效的起到隔震的作用。

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随着钢管混凝土组合材料研究不断深入，施工工艺的大幅度改进，钢管混凝土拱桥在全世界范围内，特别是在我国得到了广泛的应用。据不完全统计，自从1990年我国第一座钢管混凝土拱桥建成以来到目前为止，我国已建或在建钢管混凝土拱桥有200多座。钢管混凝土拱桥之所以发展如此迅速，主要具有如下特点：（1）施工方便，节省费用；（2）有较成熟的施工技术作支撑；（3）跨越能力大，适应能力强；（4）造型优美，体现了民族特色；（5）大直径钢管卷制工业化，有力地促进了我国钢管混凝土拱桥的发展。

随着钢管混凝土拱桥的跨径的增大，刚度越来越柔，作为以受压为主的结构，稳定成为制约其发展的关键因素之一。不少学者根据不同的拱桥形式在不同的参数下，提出了不同的假设，推导出了很多简化的稳定公式。这些稳定公式将为有限元发展提供了理论基础。本文主要是对拱桥稳定计算理论进行简单的阐述。

1 稳定计算理论

1.1 概述

稳定问题是桥梁工程常常遇到的问题，与强度问题同等重要。但是，结构的稳定问题不问于强度问题，结构的失稳与材料的强度没有密切的关系。结构失稳是指结构在外力增加到某一量值时，稳定性平衡状态开始伤失，稍有挠动，结构变形迅速增大，从而使结构失去正常工作能力的现象。在桥梁工程中，总是要求其保持稳定平衡，也即沿各个方向都是稳定的。

在工程结构中，构件、部件及整个结构体系都不允许发生失稳。屈曲不仅使工程结构发生过大的变形，而且往往导致结构的破坏。现代工程结构中，不断利用高强轻质材料，在大跨度和高层结构中，稳定向题显得尤为突出。

根据上程结构失稳时平衡状态的变化特征，存在若干类稳定问题。土建工程结构中，主要是下列两类：

（1） 第一类稳定问题（分枝点失稳）：以小位移理论为基础。

（2） 第二类稳定问题（极值点失稳）：以大位移非线性理论的基础。

实际工程中的稳定问题一般都表现为第二类问题，但是，由于第一类稳定问题是特征值问题，求解方便，在许多情况下两类问题的临界值又相差不大，因此研究第一类稳定问题仍有着重要的工程意义。

研究压杆屈曲稳定问题常用的方法有静力平衡法((Eular方法)、能量法(Timosheko方法)、缺陷法和振动法。

静力平衡法：是从平衡状态来研究压杆屈曲特征的，即研究荷载达到多大时，弹性系统可以发生失稳的平衡状态，其实质是求弹性系统的平衡路径(曲线)的分支点所对应的荷载值(临界荷载)。

能量法：表示当弹性系统的势能为正定时，平衡是稳定的；当势能为不正定时，平衡是不稳定的；当势能为0时，平衡是中性的，即临界状态。

缺陷法：认为完善而无缺陷的力学中心受压直杆是不存在的。由于缺陷的影响，杆件开始受力时即产生弯曲变形，其值要视其缺陷程度而定。在一般条件下，缺陷总是很小的，弯曲变形不显著，只是当荷载接近完善系统的临界值时，变形才迅速增大，由此确定其失稳条件。

振动法从动力学的观点来研究压杆稳定问题，当压杆在给定的压力下，受到一定的初始扰动后，必将产生自由振动，如果振动随时间的增加是收敛的，则压杆是稳定的。

以上四种方法对于欧拉压杆而言，得到的临界荷载是相同的。如果仔细研究一下可以发现它们的结论并不完全一致，表现在以下几个方面:

静力平衡法的结论只能指出，当P=P1、 P2、…、Pn时，压杆可能发生屈曲现象，至于哪种最有可能，并无抉择的条件。同时在P≠P1， P2，…、Pn时，屈曲的变形形式根本不能平衡，因此无法回答极限系数的平衡是不稳定的问题。

缺陷法的结论也只能指出当P=P1、P2 ，…、Pn时，杆件将发生无限变形，所以是不稳定的。但对于P在P1、P2…、Pn各值之间时压杆是否稳定的问题也不能解释。

能量法和振动法都指出，P>P1之后不论P值有多大，压杆直线形式的平衡都是不稳定的。这个结论和事实完全一致。

由于钢管混凝土系杆拱桥的复杂性，不可能单依靠上述方法来解决稳定问题，日前大量使用的是稳定问题的近似求解方法。归结起来有两种类型:一类是从微分方程出发，通过数学上的各种近似方法求解，如逐次渐进法;另一种是基于能量变分原理的近似法，如Ritz法。有限元方法可以看作为Ritz法的特殊形式。当今非线性力学把有限元与计算机结合，使得可以将稳定问题当作非线性力学的特殊问题，用计算机程序实现求解，取得了很大的成功。

1.2 第一类稳定有限元分析

根据有限元平衡方程可以表达结构失稳的物理现象。在T.L列式下，结构增量形式的平衡方程为：

(1-1)

0[K]0——单元刚度矩阵；

0[K]σ——单元初应力刚度矩阵;

0[K]L——单元初位移刚度矩阵或单元大位移刚度矩阵;

0[K]T——单元切线刚度矩阵。

U.L列式下，结构的平衡方程为:

(1-2)

发生第一类稳定前，结构处于初始构形线性平衡状态，因此式(1-1)中大位移矩阵。0[K]T为零。在U.L列式中，不再考虑每个荷载增量步引起的构形变化，所以，不论T.L还是U.L列式，结构的平衡方程的表达形式是统一的:

(1-3)

在结构处于临界状态下，即使{AR}0，{u}也有非零解，按线性代数理论，必有:

(1-4)

在小变形情况下，[K]σ与应力水平成正比。由于假定发生第一类失稳前结构是线性的，多数情况下应力与外荷载也为线性关系，因此，若某种参考荷载{ }对应的几何刚度矩阵为[ ]σ，临界荷载为{P}cr=λ{ }，那么在临界荷载作用下结构的几何刚度矩阵为:

（1-5）

于是（1-4）为

（1-6）

式(1-6)就是第一类线弹性稳定问题的控制方程。稳定问题转化为求方程的最小特征值问题。

一般来说，结构的问题是相对于某种特定荷载而言的。在桥梁结构中，结构内力一般由施工过程确定的恒载内力(这部分必须按施工过程逐阶段计算)和后期荷载(如二期恒载·活载·风载)引起的内力两部分组成。因此，[K]σ也可以分成一期恒载的几何刚度矩阵 [Kl]σ和后期恒载的几何刚度矩阵[K2]σ，两部分。当计算是一期恒载稳定问题时，[Kl]σ=0。[K]σ可直接用恒载来计算，这样通过式(3-6)算出的 λ就是一期恒载的稳定安全系数;当计算的是后期荷载的稳定问题时，恒载[K]σ可近似为一常量，式((1 - 6)改写成:

（1-7）

形成和求解式(1-7)的步骤可简单归结为:

1)按施工过程，计算结构恒载内力和恒载几何刚度矩阵[Kl]σ。;

2)用后期荷载对结构进行静力分析，求出结构初应力(内力);

3)形成结构几何刚度矩阵[K2]σ和式(1-7)

4)计算式(1-7)的最小特征值问题。

这样，求得的最小特征值兄就是后期荷载的安全系数，相应的特征向量就是失稳模态。

1.2 第二类稳定有限元分析

第二类稳定是指结构在不断增加的外载作用下，结构刚度发生不断变化，当外载产生的应力使结构切线刚度矩阵趋于奇异时，结构承载能力就达到了极限，稳定性平衡状态开始丧失，稍有挠动，结构变形迅速增大，使结构失去正常工作能力的现象。

从力学分析角度看，分析结构的第二类稳定性，就是通过不断求解计入几何非线性和材料非线性的结构平衡方程，寻找结构极限荷载的过程。

全过程分析法是用于结构极限承载力分析的一种计算方法，通过逐级增加

工作荷载集度来考察结构的变形和受力特征，一直计算至结构发生破坏。

2拱桥的平面屈曲

2. 1拱桥平面屈曲的基本概念

图1 拱顶的竖直变位v及水平变位u与外荷载q的关系曲线

当拱所承担的荷载达到某一临界值时，在竖向平面内，拱轴线偏离初始纯压或主要为受压的对称变形状态，向反对称的弯压平面挠曲转化，称为拱的面内屈曲。拱的面内屈曲有两种不同的形式，第一种形式是在屈曲临界荷载前后，拱的挠曲线发生急剧变化如图1所示，可看作是具有分支点问题的形式，桥梁结构中使用的拱，在体系和构造上多是对称的。当荷载对称的满布于桥上时，如果拱轴线和压力线是吻合的，则在失稳前的平衡状态只有压缩而没有弯曲变形。当荷载逐渐增加至临界值时，平衡就出现由弯曲变形的分支，拱开始发生屈曲。

第二种屈曲形式:在非对称荷载作用下，拱在发生竖向位移的同时也产生了水平变位。随着荷载的增加，二个方向的变位在变形形式没有急剧变化的情况下继续增加。当荷载达到了极大值，即临界荷载之后，变位将迅速增加，这类失稳为极值点失稳。求解这类稳定问题的极限荷载，需要采用非线性分析方法。

在实际结构中，当满布对称荷载时，拱轴线和压力线也不一定完全吻合，此时拱一开始加载就可能出现带有对称弯曲变形的平衡状态。然而当荷载达到一定的临界值时，拱仍然会发生分支点失稳现象。理论研究表明:初始的对称弯曲变形对拱的反对称屈曲的临界荷载的影响很小。因此，研究拱的平面屈曲时，我们可以近似的假设拱轴线与压力线是吻合的，采用分支点屈曲理论。

2. 2拱桥的平面屈曲

2. 2.1圆弧拱及抛物线拱的屈曲

(1)圆弧拱的屈曲荷载

圆弧拱轴线线形简单(如图2)，全拱曲率相同，施工方便。其拱轴线方程：

图2 受径向均布荷载的圆弧拱

由平衡条件和几何关系可以推导出屈曲微分方程：

（2-1）

解此微分方程，并代入边界，ψ=0，υ=0；ψ=2α，υ=0得两铰拱临界应力

把拱看成当量的压杆，引入有效屈曲长度的概念，转化为中心压杆的欧拉公式的标准形式

（2-2）

归结成求拱的计算长度的问题，也就是涉及到边界条件。

经过理论计算，加之经验和概率论数理统计，就得到了桥涵设计规范4.3.7给出的拱圈纵向稳定时的计算长度取值。

为了实用的方便也可转化为矢跨比和跨度作为影响因子

（2-3）

（2-4）

同理可得到无铰拱和三铰拱的临界荷载。

将结果K1、K1’按矢跨比做成表格，这就得到了拱桥设计手册上的表值。

通过理论的分析可以看出拱桥的稳定性随铰数的增加而降低，无铰拱稳定性好于两铰拱;再则，各种拱的临界荷载都在矢跨比0. 25～0. 3左右达到各自的最大值，因为在EIx和L相同的情况下，若矢跨比很小，则拱弧长虽短，但均布荷载所产生的压力大，反之，若矢跨比很大，则压力虽小，但弧长较长。

(2)抛物线拱的屈曲荷载

在均布荷载作用下，拱的合理拱轴线是二次抛物线。故对于恒载分布比较接近均匀的拱桥，可以采用二次抛物线作为拱轴线。其轴线方程为：

（2-5）

在均布竖向铅垂荷载作用下，虽然拱只承受轴向压力而没有弯矩，但是压力沿拱轴线是变化的，并且拱的曲率也是变化的，因而其平衡微分方程是变系数的，直接求解比较困难，一般只能用数值法进行计算。同圆弧拱一样，抛物线拱的临界荷载可按下式计算:

（2-6）

式中K1，为稳定系数，它的值可以查表得到。

2.2.2拱桥的平面压屈

大跨度拱桥的拱上结构常布置连续的加劲梁。这样当拱屈曲时，加劲梁将随同弯曲，因而增加拱的稳定性。要获得这类结构的临界荷载解析解是相当困难的，一般只能求得其数值解。

如果拱桥的立柱刚度远比拱圈和梁的刚度小，可以假定各立柱上下端均系铰结，以简化问题。通过数值计算，可把数值这种简化结构的临界荷载近似地写成:

（2-7）

式中:K1一只有拱时的临界荷载系数;

Elb一加劲梁的抗弯刚度;

EIa一拱平面抗弯刚度。

对于上承式柔拱刚梁组合体系，临界荷载可仿上式写成:

（2-8）

在这种体系中，除按上式验算总体平面屈曲外，尚须同时验算拱在立柱间的局部弯曲。

如果拱的矢跨比很小，即通常所说的扁拱。式(2-8）可化为如下临界水平推力的计算公式:

（2-9）

2.2.3拱桥的侧倾失稳

（1）单拱的侧倾

若拱在面外没有受到横向荷载的作用，对于横向刚度较小的拱，当拱所承受的面内荷载达到临界值使拱轴线向竖平面之外偏离而出现侧倾时，由于这一失稳过程中出现了平衡分枝，所以它属于第一类稳定问题。当临界状态下的应力小于屈服应力时，即为面外弹性屈曲，由于属于空间问题，所以精确解就更为困难，只能采用近似解法。

平

面的拱轴，在侧倾后是一个空间的曲线，其位移与几何关系·由曲线坐标(如图2)所示：

图2侧倾变形后的拱

根据平衡条件和几何关系可以推导出空间弯扭侧倾失稳微分方程：

（2-10）

相对面内屈曲，此方程更难获得解析解，一般都采用数值方法。

研究发现拱桥的侧倾稳定性随矢跨比的增加而提高;再则，用圆弧拱代替抛物线拱计算侧倾临界荷载，对坦拱是足够精确的。

（2）组拼拱的侧倾

组拼拱是指用横向联结系组拼起来的双肋拱或多肋拱，也称横撑拱。这类拱的侧倾临界荷载在很大程度上取决于撑架的刚度和布置方式。

对于组拼拱，以往一般采用“当量压杆法”验算其侧倾稳定性。这种方法的基本思想是忽略拱的矢跨比、拱肋的抗扭刚度和横撑绕顺桥向水平轴线的抗弯刚度，将拱轴拉直，近似地把它视为一当量的中心压杆并按有缀板的组合压杆屈曲临界荷载公式计算组拼拱的侧向屈曲临界轴力，通常取较大的稳定系数以保证桥梁的安全。研究结果表明:当量压杆法计算结果过于粗略，且偏于不安全。

下面简单的介绍一下对于平式横撑连接的双肋拱，采用能量法推导其侧倾临界荷载。

沿拱轴环向设置了一系列切向平放的横撑的组拼拱，当组拼拱在外荷载作用下发生侧倾失稳时，二根拱肋除发生了整体变形外，每根平式横撑将在切向平面内发生S形的弯曲变形，同时拱肋还发生了局部挠曲变形。

1.拱的整体变形能

通常组拼拱的横向联接系比较弱，在计算整体变形能时，只考虑二根拱肋独立产生的横向弯曲和扭转变形能，略去二根拱肋可能产生的轴向伸缩形成的拱截面整体弯曲变形能。一般组拼拱的二拱肋大小是相等的，故可只讨论单根拱肋的变形能

（2-11）

2.局部弯曲变形能

组拼拱侧倾后，拱肋点体变形绕Y轴的转角γ，设拱肋由于在节间内的局部变形在节点转动了γ2角，则由于刚性节点上各杆的夹角保持不变，横撑在节点的转角γ=γ-γ2。可推导出局部弯曲变形势能

（2-12）

3.外力势能

受径向均布荷载的圆弧拱，发生侧倾后，拱轴位置下降了v，外力势能T于q在V上所作的功的负值

（2-13）

4.临界荷载

组拚拱在侧倾时产生的总势能

（2-14）

利用最小能量驻值原理，对关于C的泛函取变分，考虑曲率影响，在拱肋局部变形部分乘上拱度影响系数，推导出平式横撑联结下临界荷载

（2-15）

上式中的前一项反映了横撑的刚度与其间距d对稳定性的影响，减小横撑间距和增大横撑刚度都有利于提高双肋拱的侧倾稳定性。

同样方法得到立式横撑、一般横撑连接的双肋拱的侧倾临界荷载。由于理论求解非常复杂，大部分形式的拱桥只能采用数值法求得近似值，建议采用空间有限元程序求解。

通过理论分析可以看出比较合理的方法是在拱顶或拱顶附近的区段设置关键性的几根立式横撑，以约束扭转角和拱顶位移，而其余区段则布置平式横撑。

3非线性分析理论

在钢管混凝土拱桥工程实践中，恒载压力线与拱轴线的偏离、施工预拱度的设置、施工偏差导致的初变形、非对称加载等因素使实际拱桥的失稳形态大部分属于第二类失稳，即极值点失稳问题。一般来说屈曲理论过高估计拱的临界力。正确的应考虑拱的变形影响和材料弹塑性的影响，按几何非线性和材料非线性理论来求得拱桥的失稳极限荷载，也通常称为压溃荷载。钢管混凝土拱桥随着跨径的增大、材料强度的提高，在第二类失稳破坏时结构表现出大位移、大应变的特点。因此应考虑结构的几何非线性和材料非线性问题。

3.1几何非线性分析

对线性问题，一般是假设结构发生小位移，根据变形前的位置来建立平衡方程。几何非线性问题通常是由于结构的位移已相当大，以致必须按照变形后的几何位置建立平衡方程。严格地说，所有平衡问题都应采用变形后的几何位置写出其平衡方程。不过，如果位移很微小，使得变形或位移对平衡条件影响可以忽略时，则可利用变形前的几何位置来建立平衡条件。由于位移变化产生的二次内力不能忽略，放弃小位移的假设，从几何上严格分析单元体的尺寸、形状变化，整个结构的平衡方程应按变形以后的位置来建立，荷载一变形为非线性，此时叠加原理不再适用。

不同理论导出的两种方法T.L列式与U.L列式，分别是采用参照描述和相关描述的方法，都是以已知位形为基准的，都属于Lagrangian描述，只是选取的基准有所不同。写成T. L列式

（3-1）

式中大变形刚度矩阵，

由于U.L列式中，平衡方程中的积分在t时刻单元体积内完成，因此代表大挠度的刚度矩阵可以省略，这是T.L列式与U.L列式最大的区别

（3-2）

3.2材料非线性

材料非线性是由材料的非线性应力一应变关系引起基本控制方程的非线性问题。这种非线性特点是材料不满足胡克定律。结构在承受超载时部分材料应力超过比例极限，进入塑性变形范围，破坏与损伤从这些区域开始，导致最终结构失稳。应力超过弹性极限后，材料弹性模量E不再是常数，而是成为应力的函数，导致基本控制方程的非线性。研究材料非线性问题，对于分析结构极限承载力，解冷桥粱非绘性稳宁问题有着十分重要的煮义。

考虑材料非线性后，弹性矩阵［D］将不再是常数，而是应变{ε}的函数，从而也是位移{d}的函数

（3-3）

其表达式为

（3-4）

材料非线性问题分析求解时，单元的EI，EA随受力历程不断发生变化，因而[k]不为常量，结构的整体平衡方程是如下的非线性方程组

（3-5）

式中： ——不平衡力； ——与位移相关的刚度矩阵；——节点位移列阵； ——节点荷载列阵。

3.3求解方法

求解非线性问题的方法基本可分为三类:迭代法，增量法和混合法。

（1）迭代法

迭代法(总荷载法)，即对总荷载进行线性化处理。采用循环减小内外不平衡力差值，不断逼近极限荷载，直到差值小到规定的值。其中有直接迭代法(割线法)、Newton-Raphson法(切线刚度法)、修正的Newton-Raphson法(初始刚度法)、拟Newton-Raphson法(割线刚度矩阵迭代法的主要应用)等等。

直接迭代法较为简单，但收敛速度慢，且可能出现迭代过程的不稳定，实际中较少采用此法。切线刚度法在求解下一个荷载步时会修正结构刚度矩阵，而初始刚度法则克服了在每次迭代过程中必须解全部新方程的困难，使用初始的刚度矩阵，但这样做收敛较慢。

用迭代法求解非线性问题时，一次施加全部荷载，然后逐步调整刚度，使基本方程得到满足。迭代法的计算量相对小一些，对计算精度也能加以控制。但迭代法不能给出荷载—位移过程曲线，适用范围也小一些。

在迭代法计算中，为了中止迭代过程，必须确定一个收敛的标准。实际应用中，有两种量是常用的:一个是用不平衡节点力;另一个是用位移增量。

（2）增量法

增量法(逐步法)，即对增量进行线性化处理。将整个荷载变形过程划分为一连串增量段，每一增量段中结构的荷载反应被近似地线性化。增量法实质是用一系列线性问题去近似非线性问题，用分段线性的折线去代替非线性曲线，逐步求解过程就是累积线性弹性解的过程。增量法的主要缺点是无法判断其解偏离精确解的近似程度。

常见的有荷载增量法、挠度增量法和曲率增量法，其中用后两种方法较易获得曲线的下降段。在荷载增量法中主要有:Euler-Cauchy法、修正的Euler-Cauchy法、半增量法等。

增量法的一个优点是适用范围广泛，即其通用性强;另一个优点是它可提供荷载—位移全过程曲线。但增量法不知道近似解与真解相差多少。

（3）混合法

混合法则是对同一非线性方程组混合使用增量法和迭代法。如Euler-Newton法、Euler-修正的Newton法、Euler-拟Newton法、Eule一次迭代法，等等。混合法综合了迭代法和增量法的优点，某种程度上克服了各自的缺点，虽然计算量更大，但计算精度提高了，而且可以判断每一增量步终了时刻解的近似程度，尤其在荷载，变形的全过程分析中，需要比较准确的输出每一荷载增量末的位移值，此时采用混合法是较好的选择。

4结语

众所周知，实际拱的失稳大部分属于第二类稳定，二类失稳实际是非线性作用的结果，目前采用的线弹性理论会过高的估计安全系数。所以，精确地给出计入非线性后对稳定计算的影响是非常重要的。随着拱桥跨度越来越大，原有的计算方法已经不能满足工程需要，对拱桥稳定性考虑非线性计算，已成为桥梁学者研究的方向。本文只是简单地介绍了一下稳定性计算理论和方法。

参考文献：

1. 李存权.结构稳定和稳定内力.北京：人民交通出版社，2003.3

2. 李国豪.桥梁结构稳定与振动. 北京：中国铁道出版社，1992.10

3. 郭钰瑜.钢管混凝土拱桥非线稳定性分析.西南交通大学研究生学位论文，2007.5

4. 林力成.大跨度拱桥稳定性研究.长安大学硕士学位论文，2007.6

5. 沈尧兴等. 大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性分析.西南交通大学学报，2003，12

6. 云迪.大跨径中承式钢管混凝土拱桥静力及抗震性能.哈尔滨工业大学工学博士论文，2008

7　陈少峰.钢管混凝土拱桥施工监控方法研究及工程应用.北京工业大学博士学位论文，2008

篇5

维修是恢复土石方机械技术性能，排除故障及消除故障隐患，延长机械使用寿命的有效手段。当前国内汽车维修行业已具有相当规模，而土石方机械维修行业起步相对较晚，在维修中还存在着诸多技术问题。这些问题的存在，导致机械维修质量不高，装备可靠性差，甚至重大土石方机械事故的发生。现针对土石方机械维修工作中遇到的常见技术问题做简要分析，旨在引起有关人员的重视。

1对机械故障判断失误，修理人员技术不过硬、修理过程不规范

1.1不能正确判断分析故障，盲目更换零部件，一味“换件修理”造成浪费

凭着“大概、差不多”的思想盲目对机械大拆大卸，结果不但原故障未排除，而且由于维修技能和工艺较差，又出现新的问题。例如我单位一台YZ26压路机出现振动力不足、机械无法正常工作的故障，经拆卸分解振动泵和起振开关，更换振动泵和起振开关故障依旧。最后检查故障是由于液压油不足、滤网堵死导致液压油进入不到大泵，大泵因缺油而烧坏。因此，当机械出现故障后，要通过检测设备进行检测，如无检测设备，可通过“问、看、查、试”等传统的故障判断方法和手段，结合土石方机械的结构和工作原理，确定最可能发生故障的部位。在判定土石方机械故障时，一般常用“排除法”和“比较法”，按照从简单到复杂、先外表后内部、先总成再部件的顺序进行，切忌“不问青红皂白，盲目大拆大卸”。

1.2螺栓拧紧方法不当的情况较严重

土石方机械各部位固定或联接螺栓多数有拧紧力矩要求，如喷油器固定螺栓、缸盖螺栓、连杆螺栓、飞轮螺栓等，有些规定了拧紧力矩，有些规定了拧紧角度，同时还规定了拧紧顺序。一些维修人员，认为拧紧螺栓谁都会做，无关紧要，不按规定力矩及顺序拧紧（有的根本不了解有拧紧力矩和顺序要求），不使用扭力（公斤）扳手，或随意使用加力杆，凭感觉拧紧，导致拧紧力矩相差很大。力矩不足，螺栓易发生松脱，导致冲坏气缸衬垫、轴瓦松动、漏油、漏气；力矩过大，螺栓易拉伸变形，甚至断裂，有时还会损坏螺纹孔，影响了修理质量。

1.3不重视螺栓的选用，螺栓使用混乱的现象较突出

在维修土石方机械时，乱用螺栓的现象还比较突出，因螺栓性能、质量不符合技术要求，导致维修后机械故障频出。土石方机械使用的专用螺栓，如传动轴螺栓、缸盖螺栓、连杆螺栓、飞轮螺栓、喷油器固定螺栓等是用特殊材质经过特殊加工制成的，其强度大、抗剪切力强，确保联接、固定可靠。实际维修作业中，常常在拆卸时所有螺栓堆在一起，不分类堆放，但组装时随意乱装和替代，这些螺栓因材质差或加工工艺不合格，给工程机械的后期使用留下故障隐患，如EX200-5挖掘机后桥轮边减速器内连接行星轮架和轮边减速器壳体的6只螺栓承受较大的扭矩，这6只螺栓发生断裂损坏，使用其它螺栓或自行加工代用，常出现因螺栓强度不够而再次折断的情况；有些部位需用“小螺距”的“细扣自紧”螺栓、铜螺栓、镀铜螺栓，却使用普通螺栓代替，导致出现螺栓自行松脱、拆卸困难等现象，如柴油机排气歧管固定螺母多为铜制，防止受热或使用时间过长不易拆卸，但在实际维修时，却多数使用了普通螺母，时间一长拆卸十分困难；有些螺栓经使用后会出现拉伸、变形等缺陷，有些技术要求规定拆装几次后必须换新的螺栓，若不了解这些情况，多次重复使用不合格的螺栓，也易导致机械故障或事故的发生。因此，在维修工程机械时，当螺栓损坏或丢失要及时更换符合要求的螺栓，切忌乱用螺栓。

2各零部件配合间隙不能正确掌握，导致机械加快磨损

2.1维修时不注意检测零部件配合间隙

柴油机活塞与缸套配合间隙、活塞环“三隙”、活塞顶隙、气门间隙、柱塞余隙、制动蹄片间隙、主从动齿轮啮合间隙、轴承轴向和径向间隙、气门杆与气门导管配合间隙等，各类机型都有严格的要求，在维修时必须进行测量，对不符合间隙要求的零部件要进行调整或更换。实际维修工作中，不测量配合间隙而盲目装配零部件的现象为数不少，还有凭手感觉和经验装配，造成起动困难或爆燃、活塞环折断、机件撞击、漏油、漏气等故障，有时甚至会因零部件配合间隙不当，导致机械严重损坏事故的发生。

2.2不成对、成套更换偶件或组件

土石方机械上有很多偶件，如柴油机燃油系统的柱塞副、出油阀副、喷油嘴针阀副偶件；驱动桥主减速器内的主、从动齿轮；液压操纵阀中的阀块与阀杆；全液压转向器中的阀芯与阀套等，这些配合偶件在工厂制造时经过特殊加工，成对研磨而成，配合十分精密，在使用的寿命期内始终成对使用，切不可互换；一些相互配合组件，如活塞与缸套、轴瓦与轴颈、气门与气门座、连杆大头瓦盖与杆身等，经过一段时间的磨合使用，相对配合较好，在维修时，也应注意成对装配，不要弄串；柴油机连杆、活塞、风扇皮带、高压油管、挖掘机中央回转接头油封、推土机主离合器胶布节等，尤其是同时使用一套的配件，发生损坏一定要成套更换，否则由于配件质量差别大、新旧程度不同、长短尺寸不一，会导致柴油机运转不稳、液压系统漏油、载荷集中现象严重、更换的配件易早期损坏等。在实际维修工作中，为了减少开支、不了解技术要求，不成对或成套更换上述零部件的情况还不少见，降低了工程机械的维修质量，缩短了机件寿命，增加了故障发生的可能性，应引起足够的重视。

2.3装配时零部件装反

在维修土石方机械时，一些零部件装配有着严格的方向要求，只有正确安装，才能保证零部件正常工作。有些零部件外部特征不明显，正反都可以安装，在实际工作中时常出现装反的情况，导致零件早期损坏、机械不能正常工作、土石方机械损坏事故等。

3对零配件材料质量不能正确识别

不检查新件质量，装配后出现故障的问题比较常见。在更换配件前，有些维修人员对新配件不做技术检查，拿来后直接安装到工程机械上，这种做法是不科学的。目前市场上出售的零配件质量良莠不均，一些假冒伪劣配件鱼目混珠；还有一些配件由于库存时间过长，性能发生变化，如不经检测，装配后常常引起故障的发生。以为新的就是好的，结果问题仍然存在，造成更大的损失。1台ZL50装载机，柴油机机油压力过低，分析是机油滤清器堵塞，更换了一新机油滤清器，试机机油压力仍低。后检查或更换了所有可能导致机油压力低的零部件，但机油压力仍不能升高，最后在没有查到故障原因、机油压力偏低的情况下勉强使用，结果导致柴油机烧瓦抱轴、造成损失。后经检查是由于更换的机油滤清器滤芯（粗滤器）已被过多的铁锈堵塞，原因是该滤清器长时间库存保管导致内部生锈。因此，在更换新配件前一定要进行必要的检查测试，检测包括外观及性能测试，确保新配件无故障，杜绝其引起的不必要麻烦。

4在维修过程中治标不治本，只追求数量而忽视维修质量

4.1维修方法不正规，“治标不治本”仍是惯用的手段

在维修土石方机械时，一些维修人员不采取正确的维修方法，认为应急措施是万能的，以“应急”代“维修”，“治标不治本”的现象还很多。挖机旋转油压马达油封更换要将整个液压马达解体，从内向外装配，因图快从外向内装配，结果只用两三个小时又出现漏油，又要重新维修，结果维修时间增加，工作时间变少，影响设备使用率，降低效益。

4.2垫片使用不规范，随意使用的现象仍然存在

土石方机械零部件配合面间使用的垫片种类很多，常用的有石棉垫、橡胶垫、纸板垫、软木垫、毛毡垫、有色金属垫（铜垫、铝垫）、铜皮（钢皮）石棉垫、绝缘垫、弹簧垫、平垫等。一些用来防止零部件配合面间漏油、漏水、漏气、漏电，一些起紧固防松作用。每一类垫片使用的时机和场合有不同的规定和要求，在维修土石方机械时，垫片使用不规范甚至乱用的现象还比较严重，导致配合面间经常发生泄漏，螺栓、螺母自行松动、松脱，影响工程机械的正常使用。如发动机气缸垫过厚，导致压缩比降低，发动机起动困难；喷油器与气缸盖配合面间使用铜垫片，如使用石棉垫代替，易使喷油器散热不良发生烧蚀；柴油机输油泵和喷油泵结合面间垫片过厚，导致输油量及输油压力不足，柴油机功率下降；如漏装弹簧垫、锁紧垫、密封垫，致使接合不紧，易发生松动或漏油等现象；因垫片中间有孔而忘记开孔导致油道、水道堵塞，发动机烧瓦抱轴、水箱开锅的现象也经常发生。在此提醒广大维修人员维修时，切记“垫片虽小用处大”。

4.3“小件”好坏不重视，因“小”失“大”导致故障增加

在维修作业时，往往只重视喷油泵、输油泵、活塞、缸套、活塞环、液压油泵、操纵阀、制动、转向系统等零部件的维护，却忽视了对滤清器、溢流阀、各类仪表等“小件”的保养，认为这些“小件”不影响机械的工作，即使损坏也无关紧要，只要机械能动就凑合着用，孰不知，正是这些“小件”缺乏维护，导致机械发生早期磨损，缩短使用寿命。如工程机械使用的柴油滤清器、机油滤清器、空气滤清器、液压油滤清器、水温表、油温表、油压表、感应塞、传感器、报警器、预热塞、油液滤网、水箱盖、油箱盖、加机油口盖、黄油嘴、储气筒放污开关、蓄电池箱、喷油器回油接头、开口销、风扇导风罩、传动轴螺栓锁片等，这些“小件”是工程机械正常工作及维护保养必不可少的，对延长机械的使用寿命至关重要，在维修作业时，如不注意维护保养，常会“因小失大”，导致机械故障的发生。超级秘书网

4.4维修禁忌忘脑后，隐性故障频繁出

维修土石方机械时，若不了解维修中应注意的一些问题，则会导致拆装中经常出现“习惯性”的错误，影响机械的维修质量。如热车拆装发动机气缸盖，易导致缸盖变形裂纹；安装活塞销时，不加热活塞而直接把活塞销打入销孔内，导致活塞变形量增大，椭圆度增加；曲轴主轴瓦或连杆瓦背加铜垫或纸垫，易堵塞油道，导致烧瓦抱轴事故；在维修柴油机时过量刮削轴瓦，轴瓦表面的减摩合金层被刮掉，导致轴瓦钢背与曲轴直接摩擦发生早期磨损；拆卸轴承、皮带轮等过盈配合零部件时不使用拉力器，硬打硬敲，易导致零部件变形或损坏；启封新活塞、缸套、喷油嘴偶件、柱塞偶件等零件时，用火烧零件表面封存的油质或腊质，使零件性能发生变化，不利于零件的使用。

4.5零部件除污、清洗不彻底，早损、腐蚀常发生

篇6

在建筑工程建设中，为了防止软土地基上的建筑物发生移位或者沉降，我们可以在建筑设计方面采取一些措施。具体来说，第一，对于那些砖混结构的建筑，在对它们进行设计的时候，我们可以通过对建筑的外形、基础结构、荷载以及地基状况等相关问题的分析，科学合理地设置纵横墙，尽量使建筑物的内外墙保持贯通，建筑物的平面尽量简单。第二，对于那些荷载差异性比较大，建筑体型又复杂的建筑，在设计的时候尽量采用框架结构，同时也要强化建筑物的整体刚度，以满足软土地基不均匀下沉状况。第三，对于那些多层建筑，为了减少软土地基对建筑物的影响，我们在设计的时候可以采取设置地下室、采用轻型结构以及调整荷载分布等措施。第四，对于那些仓库或者厂房，在建筑设计的时候可以通过运用静定结构或者提高建筑刚度来避免软土地基对建筑物的危害。

1.2软土地基处理问题

在建筑工程施工之前，针对不同的软土地基，我们可以采取相应的措施对其进行处理，从而为建筑工程提供一个较好的地基环境。具体来讲，第一，对于一些古河道、暗沟和暗塘，我们可以采取短桩、基础加深或者换土垫层的方式进行处理。第二，对于那些地基表层不均匀的地基，我们可以把地基表面的一些软土层挖出，换土进行夯实。而对于那些厚层的软土地基，我们可以使用堆载预压的方式进行处理。第三，如果建筑物对地基沉降的要求比较严格，我们可以运用桩基的方法对软土地基进行处理，这样就大大减少了软土地基的沉降幅度。

1.3软土地基施工技术问题

(1)挖土和围护工作

第一，挖土工作。在对软土地基进行挖土工作的时候，要需要注意两点。首先，在挖土时，一方面要避免扰动软土地基中的持力土层，并依照相关规定做好基槽、基坑中的放坡和边坡支护工作，防止挖土过程中出现塌土状况。其次，在挖土之后，还要由施工、勘察、设计、监理单位等对于基槽、基坑进行检查，是否符合相关标准和规定，一旦发现问题，要及时采取补救措施进行解决。第二，围护工作。对于一些比较深的基坑，按照相关要求，我们还需要使用预制桩、板桩以及钻孔灌注桩等对其进行围护，从而抵制软土层受到挤压时所产生的一些推力。

(2)增设垫层工作

目前，很多建筑工程中对于软土地基的处理都是使用换土垫层的方法。根据使用材料的不同，换土垫层又包括碎石垫层、灰上垫层、煤渣垫层以及砂石垫层等多种类型。虽然换土垫层的材料各不相同，但是，它们在软土地基的施工中所发挥的作用都是类似的，即使用垫层不仅可以提高地基的承载能力，减少软土地基对建筑工程的破坏，而且在减少软土地基的沉降量和加快软土层中的排水固结方面发挥着重要作用。由此可见，增设垫层是一种比较有效的软土地基施工技术。

(3)加强施工管理

第一，施工进度方面。在软土地基的施工过程中，由于其特殊性，我们需要对施工进度进行严格控制。比如，在施工过程中，严格按照施工要求来实施，混凝土的浇筑构件要均匀掌握，每天施工的高度最好不宜超过1.5m等。第二，施工设备和人员管理方面。施工现场的一切机械设备，必须经常检查、维护和保养。如果夜间施工，现场要有足够的照明，以保证施工人员安全和施工质量。由于软土地基施工的要求比较高，施工人员必须按照相关规定持证上岗，禁止无证人员操作。第三，施工监测方面。在施工过程中，还要做好现场监测工作。比如，每天必须在工地巡视检查质量、安全，如发现问题及时向班组工人提出整改，并复查整改情况。坚持定期和不定期相结合的安全检查制度，建立登记、整改制度，在查出的隐患没有排除前必须有可靠的防护措施，如有危及人身安全的情况，应立即下令停止作业，以人身安全为第一要务，待整改完成并经验收合格后方能恢复施工。第四，基坑监测方面。受基坑挖土等施工的影响，基坑周围的地层会发生不同程度的变形，基坑周围密布有建筑物、各种地下管线以及公共道路等市政设施，尤其是工程处在软弱复杂的地层时，因基坑挖土和地下结构施工而引起的地层变形，会对周围环境(建筑物、地下管线等)产生不利影响。因此在进行基坑支护结构监测的同时，还必须对周围的环境进行监测，做到信息化施工，发现问题，及时处理。

篇7

以南京为例，南京理工科院校中开设了土木工程专业路桥方向的高校较多，这些院校中大部分都购买了相应的土木工程方面的软件，如PKPM结构设计软件，鲁班造价类软件，广联达造价类软件，为了满足学士学位授予权评审要求，因此也建立了相应的专业机房，但是专门开设的有软件应用系列课程的并不多，专业机房的利用率也并不是很高，主要是用于课程设计和毕业设计/毕业论文阶段的集中实践环节教学。民办院校和高职高专、大专院校中对于软件技术应用的课程，开设的相对较多。这样有利于学生在校阶段就能充分接受和社会上需求一致的软件操作训练，从而为日后走上工作岗位做好铺垫。

1.2可开设专业软件技术应用的课程

土木工程路桥方向可开设软件技术应用的课程很多，根据市场需求情况，主要有以下几类。

1.2.1道路桥梁方向设计类课程

路桥类可开设软件应用的课程主要有:道路勘测设计，桥梁工程，路基路面工程，专业软件具体又分道路和桥梁计算机辅助设计软件系统两种类型。目前国际主流道路辅助设计软件主要有:CARD/1，Bently，Civil3D。国内常见的道路辅助设计软件主要有:纬地三维道路设计系统，路线大师，EICAD，海地，天正市政道路，鸿业市政道路及路面结构HTDS2003。国内常见的桥梁辅助设计软件主要有:桥梁博士，桥梁大师，桥梁通等等。

1.2.2道路桥梁施工组织及造价类课程

工程施工组织及工程造价类可开设软件应用的课程主要有:土木工程施工，建设工程造价，工程造价管理，工程合同管理，工程招投标等课程。专业软件主要有:同望公路造价软件、海德纵横公路工程造价软件、广联达系列软件、上海鲁班系列软件、清华斯维尔系列软件、神机妙算软件、南京未来清单软件等等。

1.3存在的问题及原因分析

社会上存在的工程类软件如此之多，各个地区及企业的实际情况不同，对软件的购买也不一样。各大高校对于软件的购买以及开设相关课程，也是针对学生就业市场需求，以及学校年度设备采购计划而定。对于高校中，要熟练地掌握这些软件需要学生在课后花费较多的时间去练习，而这往往是很多学生不愿做的，只要教师不作硬性规定或要求，主动学习和应用这些软件的学生凤毛麟角。因此，直到大学毕业，真正能够掌握或部分掌握这些软件的学生极少［3］。鉴于以上的情况，高校路桥方向开设软件信息技术类课程，主要还存在着以下几方面问题。

1.3.1现有软件开发合作不理想

现有软件开发缺乏统一部门的管理，从而导致很多软件功能基本相同，只是适用地区不一样。同时，很多软件公司里面的员工大多数是计算机等专业出身，对工程实际并不很熟悉，从而设计开发出来的软件，在处理真正的工程实际时，会产生一些偏差。

1.3.2教学资源及人才的缺乏

各大高校中的教师，绝大部分是本科—硕士—博士毕业而来，教学经验虽然非常丰富，实际工程经验相对较差，因此教学缺乏与工程实际接轨。

1.3.3学生的主动学习意识还不强

学生在校阶段的学习时间非常有限，对于软件应用类的课程，必须要求学习者经常上机操作，熟能生巧，应用软件来解决实际工程图纸中的问题，这样，软件应用能力才能不断得到提高。

1.3.4地区行业标准相对独立

由于不同的地区有不同的建筑行业标准，这就使得教师在训练学生软件操作时，必须选择采用某一个省份的地区定额作为教学需求，很多教师都是选择学校所在地的省份的定额，但学生来自全国各地，因此，当学生毕业后如果回到家乡，对于工程软件部分就必须按照工程所在地的操作来进行。

2提高专业软件化程度的措施

2.1高校方面

1)高校工程管理专业编制教学计划的时候，就应该充分考虑，在满足学生修满学分，不额外增加学生学习压力的前提下，开设专门的软件应用课程，而不是仅仅在课程设计或毕业设计的时候集中培训。2)对于软件的选择，高校在购买软件的时候，要充分考虑市场对软件的评价或用户的多少，而不能单纯考虑价格，尽量购买专业方向的主流软件。我校在充分调研论证的基础上，先后购买了有关专业软件。如天正建筑CAD、鲁班系列软件、PKPM系列软件，EICAD，桥梁博士。为我院土木工程专业路桥方向学生全面提高计算机专业软件应用能力和水平，实现理论与应用有机结合，路桥方向应用型实践教学体系改革奠定了基础。3)机房的管理。专业教研室应建立自己的专业机房，同时配备专业的维护人员。4)教师培训。学校应鼓励教师参加各种软件培训，然后服务于教学。5)积极参加各种软件开发商举办的高等院校软件竞赛。目的不是在于获得奖励，主要是能和其他兄弟院校的学生同台竞争，从而找出自己的差距。6)校企共建“双师”结构的实践教学团队。通过引进、培养补充紧缺专业人才，加强专业带头人培养和骨干教师队伍建设，强化“双师结构”教师队伍建设。7)加强实习基地建设，提高生产实习、毕业实习和毕业设计水平。

2.2学生方面

1)鼓励学生认真学习路桥方向各种软件，而不是仅仅为了应付考试，因此，对于软件课程的考核，不应采取课堂考试的形式，可采取机房上机考试，或者布置大作业的形式，让学生充分思考后独立完成，才能达到应有的教学效果。目前，计算机辅助设计已广泛应用于土木工程领域，在毕业设计中加入计算机辅助设计的内容，是提高毕业设计质量与学生计算机应用能力的重要途径［4］。我院根据教改项目的构思，在毕业设计中加入了专业软件应用。目前已经在2013，2014届毕业设计中实施，同时计划在往后的毕业设计中进一步加大专业软件的应用。通过毕业设计环节的锻炼，学生专业软件应用能力得到很大提高。2)学工部组织成立软件应用兴趣小组或社团，让学生充分了解软件信息后，才会更认真的学习。3)鼓励学生报名参加各种软件竞赛，走出校园，了解其他兄弟院校的同学情况。同时，对于获奖的学生，应给予表彰。

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1.2土木建筑施工企业节能环保管理机制有待完善土木建筑施工企业管理粗放，不重视节能环保，在组织设置上缺乏节能环保相应组织的设计，在节能环保管理机制上存在不容忽视的问题。例如土木建筑施工节能环保管理上责任不明确，缺乏土木建筑施工节能环保监督机制，缺乏节能环保考核机制不健全。

2土木建筑施工中应用节能环保技术的措施

2.1在土木建筑施工中应用太阳能技术太阳能应用于土木建筑施工，可以减少化石燃料的使用，减少电力等二次能源的使用，可以防止因为燃料产生的一次污染和二次污染。而且在土木建筑施工中应用太阳能技术安全可靠、维护简单。在土木建筑施工中应用太阳能在技术比较成熟。土木建筑施工区往往比较开阔，光照充足，通过太阳能进行发电、蓄能和电力使用，在节约能源的同时防止了环境的污染。

2.2对土方的覆盖土木建筑施工时，会挖出大量的土方，有大面积土层的。而土木建筑施工往往在人群密集的区域，土方的扬尘，会对环境产生极大的不利影响，给附近居民的生产生活带来不便，造成了严重的环境污染。所以土木建筑施工时需要对土方进行覆盖。

2.3在土木建筑施工中应用新型的节能环保材料在土木建筑施工过程中，可以使用粉煤灰等作为新型材料，粉煤灰是火力发电厂所排放的废弃物，用粉煤灰制作混凝土砌块，可以产生良好的保温效果。这样可以减少生产垃圾和建筑垃圾，提高建筑的保温性能，有利于土木建筑施工的环保。节能材料的应用可以提高土木建筑施工节能环保的水平。

2.4节约水电使用培养施工人员养成节约用水的好习惯。土木建筑施工做好用水的控制，将生活用水与施工用水分开，采取分路供水的方式。土木建筑施工时注意废水循环使用，建立雨水收集装置。清洗设备时使用施工用水而不是生活用水。培养土木建筑施工人员节约用电的习惯。采用智能电器装置实行分路供电，防止电力资源的浪费。定期检查和维护电器设备，保证土木建筑施工设备在节约用电的情况下有效工作。

2.5优化土木建筑施工方案进行以节约能源土木建筑施工时节能环保技术的应用是动态的。土木建筑方案在实践中随着条件的改变，可能需要有所变化，土木建筑施工节能环保技术也需要随着土木建筑方案的变化进行改进和优化。土木建筑施工是一个连续不断优化的过程，经过优化土木建筑施工的方案，可以更合理的对人力和物力进行安排，防止资源的浪费，更好地监督和防止物资浪费的现象，防止机器空转、人员窝工等问题。当土木建筑施工时，在一定条件下允许立体的交叉作业，充分利用机械设备，提高建筑材料再利用率，努力实现土木建筑施工的节能和环保。

3土木建筑施工中应用节能环保技术的管理保障

3.1提高土木建筑施工人员节能环保意识只有提高土木建筑施工企业管理者和员工的节能环保意识，才能提高土木建筑施工企业管理者和员工进行节能环保管理和技术应用的热情。节能环保意识是时展的趋势，是土木建筑施工企业社会责任的体现，关系着土木建筑施工的形象与信誉，有利于土木建筑施工企业的长远利益和发展。土木建筑施工企业应通过组织培训和教育，加强节能环保观念和技术学习。通过责任的明确和绩效的考核，提高土木建筑施工人员应用节能环保技术的积极性。

3.2制定更新老旧设备及时更新的制度要建立老旧设备的淘汰更新制度，以及时更新土木建筑设备。根据制度土木建筑施工企业要及时更新老旧的机械施工设备，防止对水、电、燃料的耗费，减少资源的浪费。在老旧施工设备的更新中，要注重引进节能环保的新设备，并培养土木建筑施工作业人员养成良好的节能习惯。土木建筑施工设备使用，要通过制度进行规范，必须严格的遵循定型化、工具化和标准化。

3.3建立健全土木建筑施工节能环保监督管理机制建立健全土木建筑施工节能环保组织机构，把节能环保的责任落实到人。在土木建筑施工现场成立节能环保领导小组，组长由项目经理担任，节能环保领导小组的组成人员包括材料员、核算员、技术责任人等。将土木建筑施工企业节能环保责任彻底监督落实。确保将节能环保技术应用到土木建筑工程施工中。

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2施工过程中的质量管理

2.1对质量影响的因素分析

第一混凝土的配合比，关于混凝土的质量其影响之一就是配合比，并且要满足混凝土配合比必须要满足施工技术的要求，以此来保证施工的质量。然而关于一些科学部门所配合出来的混凝土配合比并不是就能够满足施工的要求，在建筑工程的施工现场如果混凝土的运输设备以及温度等方面出现变化的时候，那么必须要根据所发生变化的情况来对配合比进行及时的调整。第二是混凝土的和易性，其主要就是混凝土在搅拌过程中出现流动性以及保水性等性能的综合。要是混凝土的和易性不好那么就可能会导致出现离析的情况，或者出现混凝土的振捣不实等情况。只有在混凝土具有着良好的和易性才能够方便对其进行振实，同时也能够保证混凝土不出现离析的情况。第三是在振捣的过程中如果没有对混凝土进行充分的振实，那么将会对混凝土最后的质量有着直接的影响，因为混凝土在振捣的过程中如果没有振实，导致混凝土出现蜂窝麻面等情况。因此施工单位必须要重视混凝土的振捣情况，要对其进行严格的处理，同时在振捣的过程中必须要由专业人员进行处理，以此来保证混凝土能够振实。

2.2对混凝土施工过程中的控制

第一是对供应商进行控制，在对商品混凝土进行选择的过程中，必须要选择资质高的供应商，同时要安排好混凝土的搅拌桩和施工单位的距离进行计算好，要选择一些合理的路线以及车辆，以此来保证混凝土的质量。第二是对施工操作进行控制，必须要根据科学合理的安排建筑施工的速度，同时也要保证施工的操作要严格的根据有关程序进行操作，严谨出现盲目的赶工。在混凝土浇筑的过程中不可以踩踏钢筋，同时也要不对预埋的线管进行移动，以此来保证混凝土的操作质量。

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Abstract: this paper mainly introduces the multilayer, high-rise has about super-tall buildings construction the difficulties and new construction technology, and in the process of how to ensure safety construction, protection of the environment.

Key words: the construction; Security; Environmental protection

中图分类号：TU7 文献标识码：A文章编号：

1 多层建筑发展的新趋势

随着我国建筑业的不断进步和发展，我国多层建筑施工呈现出新的特点，随着老城区的新规划，建设部门兴建高楼，使得城区内的建筑空间越来越小，多层建筑密度越来越大，致使土建施工人员及管理人员对施工过程中的环境保护、安全防护等问题也变得非常突出。主要表面为以下两点：

一是多层建筑由单纯追求高度方面的发展，到同时追求形体的特异和立面的丰富多彩，在结构功能得到提升、造型优美新颖的同时，也使上部结构的施工技术难度大大增加。如模板体系，施工机械设备等。

二是从多层建筑一次建成交付使用，到为了进一步提高投资效率，而采用分阶段建设交付使用。因此在建设过程中也必然面临部分施工、部分开业或者上部施工、下部开业的情况，这对施工过程中的人员安全、场地利用和确保购物环境舒适等绿色施工技术提出了新的挑战。

2 高层建筑施工技术

2.1 深基坑施工的控制技术多层建筑深基坑的施工时，对周边环境或多或少存在一定的影响。

主要原因是深基坑土方开挖过程是土体卸载过程，会造成周边建筑、管线或地下结构产生一定量的沉降和偏移，因此，在深基坑施工过程中，对周边环境影响的控制是至关重要的。特别是紧邻“生命线”工程的多层建筑的施工，深基坑的施工过程中的变形控制的良好与否，事关“生命线”工程和超高层施工过程中的安全，需要特别关注。

实践证明，采用现代控制理论对深基坑施工过程进行控制，可以有效地解决这个难题。目前工程控制方法与系统主要有三大类：开环控制、闭环控制和自适应控制。其中开环控制属经典工程控制方法，非常成熟，但由于不存在反馈系统，开环控制不能根据施工过程情况调整控制措施，控制精度比较低。闭环控制属现代工程控制方法，由于包含反馈系统，能够根据结构状态监测结果不断调整控制措施，适合结构复杂的工程，控制精度比较高。自适应控制属最新的工程控制方法，理论研究和工程实践都取得一定成果，但总体上还处于探索阶段。在目前，闭环控制方法是深基坑施工过程控制中比较有效的方法。

基于上述分析和研究，特殊环境下深基坑施工的总体思路和方法是以现代工程控制理论为指导，以结构-岩同作用分析方法为手段，通过施工方案的优化达到施工过程环境受控的目的。

2.2 地上结构施工技术

2.2.1 斜爬模体系的设计和应用在以往多层建筑建造过程中，电动脚手及模板系统得到了广泛的应用，这在多层建筑结构立面垂直时此类体系具有良好的适应性，但当结构立面为斜面或者曲面的时候，这类体系会遇到很大的困难。而在闹市区的多层建筑施工时，通常均面临场地狭小，距离地面交通较近的实际情况，因此必须采用安全可靠的脚手和模板体系，这样才能既可以保证工程顺利的进行，又可以兼顾周边闹市区的安全。针对这个问题，经过研究开发，我们创新性地提出了一种可分离的斜爬模体系，可以充分适应高层建筑各种特殊外立面的要求。

2.2.2 可收分整体提升钢平台技术整体提升钢平台具有整体性好、安全性高、施工操作面大等优点，因此在多层建筑核芯筒施工中也得到了广泛的应用。但是如果核芯筒形状上下变化较大，则整体提升钢平台也就面临收分处理的困难。

针对这个问题，我们研究开发了可收分的整体提升钢平台体系。

其构成和工作原理如下：在建筑结构核芯筒剪力墙上设置格构柱，用钢梁和钢板搭设平台，将内外脚手悬挂于钢平台下，再采用提升设备将整个钢平台随楼层施工进行提升。如施工中要经历拆除部分内脚手和拆除部分钢梁的过程时，则在剪力墙增设悬锚脚手或钢桁架进行过渡，并随楼层上升逐层补缺，以满足施工操作。

2.2.3 超高空的钢结构塔桅安装技术多层建筑由于建筑造型或功能的需要，通常在结构顶部设置钢结构塔桅。目前顶部塔桅的施工方法主要有三种，一是采用塔吊散装，二是采用整体提升，三是采用直升飞机吊装。第一二种方法依赖于顶部的施工作业面和结构形式，第三种则风险很大。因此在顶部施工作业面有限，且塔桅高度高、重量重的情况下，其施工必然面临很大的困难，采用攀升吊技术就能很好的解决这上困难。

2.3 绿色施工技术在施工场地狭小的闹市区，进行多层建筑的建造，带来了许多以安全防护为重点的环境保护新问题和超常规垂直运输、交通组织以及营造购物环境舒适度等一系列绿色施工技术难题。

2.3.1 安全防护技术多层建筑续建工程中，如果建筑部分已投入商业运营，通常商场内购物、休闲、餐饮、娱乐设施齐全，顾客会络绎不绝，且由于地处闹市区，周边道路也通常是交通要道，人流、车流量极高，所以，安全防护的重点是防止发生超高层施工过程中的高空坠落对地面物品、人流和车流产生危害。针对此项问题，具体技术方案是:通过安全防护分析，确定需要实施防护的区域、需求和防护内容;确立不同阶段施工防护的特点和重点；考虑施工防护体系对行人、顾客和交通的影响，同时综合防护体系本身的强度要求、防火要求、维护方式、综合利用等因素。

2.3.2 环境保护技术建筑施工尤其是多层建筑的续建施工会对周围环境产生噪声、光的污染。因此，防止施工过程中的声、光对环境的影响、强化废弃物的合理处置是多层建筑续建施工中又一大难题。针对这种特殊条件下施工的噪音、光、施工污水、生活污水等污染源，其解决方案还是采用专门的措施，防止施工对环境的影响。如对混凝土浇捣等可能产生较大噪音的施工项目，通过设置隔离棚，将泵车产生的噪音隔离；在临近居民区的地方设置施工层隔音壁，来隔离噪音；设立特殊的施工污水汇集系统，将施工污水集中处理后排放；采用“立体场布”的思路，将场地设置在已建好的建筑结构上，设置空中材料周转场地，建立立体的材料堆放、接力运输的体系。为适应“立体场布”的需求，在垂直运输机械布置上，我们采取“高空接力安装技术”、特殊基础加固技术、电梯接力和超长扶墙等专门措施，解决续建工程带来的特殊难题。